電力自動化中GPS技術的應用研究

劉永東

摘 要：21世紀以來，我國電力自動化工程進入了一個全新發展階段，一些先進的技術不斷被應用到工程中，不僅提升了供電的安全性，同時還在一定程度上提升了電網的穩定性。在眾多的技術中，GPS技術的作用最為顯著，它主要是利用自身的授時服務和高精度的定位導航功能，為實現電力自動化提供了巨大的幫助。對此，對GPS技術在電力自動化中的應用進行了闡述。

關鍵詞：電力；自動化；GPS技術；應用

中圖分類號：TM76；TN967.1 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）13-0043-02

隨著電力工程的不斷發展，其功能也得到了完善，但結構卻非常復雜，因此，在運行時，出現了一些問題，對人們的正常需求造成一定的影響。針對這種情況，一些電力部門為了實現電力自動化，將GPS技術應用到電力工程中，帶來了十分顯著的效果，是現階段電力部門有效發展的助推器。

1 GPS技術的含義

全球定位系統就是我們要研究的GPS技術，主要由地面監控、空間星座和用戶設備等部分構成。時至今日，它已成為一種自動化、高精度、全天候、高效益和全球覆蓋的先進系統模式，在很多領域中得到了廣泛的應用，因此，在電力自動化系統中應用GPS技術必將成為一種趨勢。

詳細的說，利用地面接收儀器將空間發射的信號予以接收，這是GPS技術的優勢功能。因為特有的結構會存在于空間的星座中，確保至少有4顆衛星存在于某一區域中，通過接受設備的方式展現地面用戶的導航形式，進而令GPS可以將多項數據單向傳輸的服務提供給多個用戶。

2 GPS技術在電力自動化中的主要應用

2.1 主要的工作機制

無論是電網自動化需求，還是電網規模化發展，都對電網的精度和時間覆蓋面積提出了較高的要求，這也反映出以往的實時控制系統已無法滿足現階段電力工程的需要。針對這一情況，要將系統的統一性和精確性貫徹于電力自動化的發展中，確保調度中心與電站始終統一精確是電力調度人員的一個目標。

根據電力自動化對數據精確性差異的規定，為了確保電力自動化的始終統一，GPS技術是最佳的選擇。當衛星信號被GPS接收機接收后，會將PPS秒脈沖、時間碼和對應的頻率等分別輸送出來，GPS通過串口將時間信息傳遞到計算機中，并在接收軟件的影響下實時修改計算時間，這時計算機會利用總線向繼電保護裝置和其他自動化設備傳輸時間信息，且同一時間將PPS脈沖傳輸進去，確保GPS同步授時的服務功能。

2.2 具體的應用情況

從現階段情況來看，GPS技術并沒有應用在電力自動化的各個方面，但其發揮的作用是不能忽略的。

2.2.1 在繼電保護中的應用

在電力部門的繼電保護中，可以用母線、發電機和變壓器等一些設備的主保護代替差動保護，這種保護方式雖然具有可靠、簡單、快速的優勢，但其功效在較長距離的輸電線路中難以彰顯；而應用GPS技術，能使相同時間內某個節點或者廣義的節點實現零變或流入電流代數中，大大降低了時間上的誤差，實現瞬時動作，從而降低故障。此外，在對高壓輸電線路進行聯合調試時，GPS技術也發揮著很好的作用。為了使分析效果更加明顯，對線路兩端的電壓、電流波形用統一的時間標準進行記錄。GPS技術具有精確的定位功能和授時功能，可以有效保護試驗的同步性，有效的呈現分析結果。可見，GPS技術對提升繼電保護自動化水平有著重要的作用。例如，長春某電力公司為了實現差動保護，但在向較長距離布置線路時遇到了困難，這時他們應用了GPS技術，為差動保護帶來了巨大的幫助。

2.2.2 在電網調度中的應用

電網調度自動化對提升電網自動化裝置的安全檢驗水平和供電質量有重要作用，GPS技術對提升電力企業的綜合效益同樣發揮著重要的作用。在國際網絡協議的標準下，應用GPS授時定位功能和計算機軟件系統，不僅可以提升數據采集的能力，給電網調度管理的擴展性、安全性和自動獲取數據都帶來了極大的幫助，而且還可以利用其對圖形進行收集，向結合設備傳送，可以分層、分級予以處理。

2.2.3 在線路巡檢中的應用

線路長是野外高壓輸電線路的特征，這給巡檢工作帶來了一定的難度，也給線路的運行故障和安全埋下了一定的隱患。在掌上電腦中裝入GPS接收裝置，可以及時、有效地獲取可靠的數據信息，這對提升巡檢質量、降低線路故障和規范巡檢標準等方面具有重大意義。應用GPS技術，可以借助精確的坐標、線路狀態和時間等信息，及時察覺故障點，并進行準確定位。此外，分析巡檢速度和巡檢距離等數據，可以有效地判斷和監督巡檢的質量，大大降低了人工漏檢或錯檢的情況，有效消除責任不明、標準混亂的不足之處，從而提升了輸電線路的巡檢質量和效率，確保了線路的運行安全，降低了企業的運行成本。例如，河北省某電力部門的某段線路出現了問題，但由于線路過多，很難馬上找到故障切入點，這時運用GPS技術，可以很快發現故障點，并及時進行了搶修，大大提升了檢修速率和質量，確保了該地電網的合理運行。

3 發展方向

現階段，GPS技術在電力自動化中發揮著非常重要的作用，這主要是因為其超強的定位和授時功能。隨著研究的不斷深入，GPS技術將有更寬闊的發展前景，需要結合該技術的應用現狀，研究其未來的發展方向和要求。比如，在電力自動化中GPS作為授時源，在同一時間和矯正上得到了廣泛的應用，同時考慮濾波畸變、離散化和采樣等因素，進而保證電力系統中每一個節點一直是相同的，降低同步時鐘與相角測量的誤差。在對大量的數據進行處理時，采用多CPU協調工作的方式，在執行數據同步采集標準時，可以在GPS時鐘板的精度控制下進行。此外，GPS技術在實現相角同步測量中也揮發了重要的作用，結合現階段新的測量方式，獲取更高的響應速度和精度。總的來說，在今后的電力自動化工程中，GPS技術的應用會更加廣闊，更加數字化和智能化，會將更多的服務貫穿到電網調度、變電站裝置、狀態檢測、線路巡檢和繼電保護等自動化工作中，進而確保電力自動化和GPS技術共同向前發展。

4 結束語

綜上所述，在電力自動化發展的中應用GPS技術有著非常重要的作用，對于提升電力運行的質量和效率，促進電力工程的發展都發揮著巨大的作用。對此，一定要對GPS技術進行深入探索，挖掘其更多的功能，并應用到電力自動化工程中，促進我國電力自動化工程朝著自動化、智能化和規模化的方向發展。

參考文獻

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[3]向愷，鐘志萍.電力自動化中GPS技術的應用研究[J].中國科技信息，2013（12）.

〔編輯：李玨〕

Abstract： In the 21st century， Chinas electric power automation project has entered a new stage of development， a number of advanced technologies continue to be applied to the project， not only to enhance the security of supply， while improving the stability of the grid is still to some extent. Among the many techniques， the role of GPS technology， the most significant， it is mainly the use of its services and timing precision positioning and navigation functions， for the realization of power automation provides a great help. In this regard， the GPS technology in electric power automation is described.

Key words： power； automation； GPS technology； application