电力自动化中GPS技术的应用研究

刘永东

摘 要：21世纪以来，我国电力自动化工程进入了一个全新发展阶段，一些先进的技术不断被应用到工程中，不仅提升了供电的安全性，同时还在一定程度上提升了电网的稳定性。在众多的技术中，GPS技术的作用最为显著，它主要是利用自身的授时服务和高精度的定位导航功能，为实现电力自动化提供了巨大的帮助。对此，对GPS技术在电力自动化中的应用进行了阐述。

关键词：电力；自动化；GPS技术；应用

中图分类号：TM76；TN967.1 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）13-0043-02

随着电力工程的不断发展，其功能也得到了完善，但结构却非常复杂，因此，在运行时，出现了一些问题，对人们的正常需求造成一定的影响。针对这种情况，一些电力部门为了实现电力自动化，将GPS技术应用到电力工程中，带来了十分显著的效果，是现阶段电力部门有效发展的助推器。

1 GPS技术的含义

全球定位系统就是我们要研究的GPS技术，主要由地面监控、空间星座和用户设备等部分构成。时至今日，它已成为一种自动化、高精度、全天候、高效益和全球覆盖的先进系统模式，在很多领域中得到了广泛的应用，因此，在电力自动化系统中应用GPS技术必将成为一种趋势。

详细的说，利用地面接收仪器将空间发射的信号予以接收，这是GPS技术的优势功能。因为特有的结构会存在于空间的星座中，确保至少有4颗卫星存在于某一区域中，通过接受设备的方式展现地面用户的导航形式，进而令GPS可以将多项数据单向传输的服务提供给多个用户。

2 GPS技术在电力自动化中的主要应用

2.1 主要的工作机制

无论是电网自动化需求，还是电网规模化发展，都对电网的精度和时间覆盖面积提出了较高的要求，这也反映出以往的实时控制系统已无法满足现阶段电力工程的需要。针对这一情况，要将系统的统一性和精确性贯彻于电力自动化的发展中，确保调度中心与电站始终统一精确是电力调度人员的一个目标。

根据电力自动化对数据精确性差异的规定，为了确保电力自动化的始终统一，GPS技术是最佳的选择。当卫星信号被GPS接收机接收后，会将PPS秒脉冲、时间码和对应的频率等分别输送出来，GPS通过串口将时间信息传递到计算机中，并在接收软件的影响下实时修改计算时间，这时计算机会利用总线向继电保护装置和其他自动化设备传输时间信息，且同一时间将PPS脉冲传输进去，确保GPS同步授时的服务功能。

2.2 具体的应用情况

从现阶段情况来看，GPS技术并没有应用在电力自动化的各个方面，但其发挥的作用是不能忽略的。

2.2.1 在继电保护中的应用

在电力部门的继电保护中，可以用母线、发电机和变压器等一些设备的主保护代替差动保护，这种保护方式虽然具有可靠、简单、快速的优势，但其功效在较长距离的输电线路中难以彰显；而应用GPS技术，能使相同时间内某个节点或者广义的节点实现零变或流入电流代数中，大大降低了时间上的误差，实现瞬时动作，从而降低故障。此外，在对高压输电线路进行联合调试时，GPS技术也发挥着很好的作用。为了使分析效果更加明显，对线路两端的电压、电流波形用统一的时间标准进行记录。GPS技术具有精确的定位功能和授时功能，可以有效保护试验的同步性，有效的呈现分析结果。可见，GPS技术对提升继电保护自动化水平有着重要的作用。例如，长春某电力公司为了实现差动保护，但在向较长距离布置线路时遇到了困难，这时他们应用了GPS技术，为差动保护带来了巨大的帮助。

2.2.2 在电网调度中的应用

电网调度自动化对提升电网自动化装置的安全检验水平和供电质量有重要作用，GPS技术对提升电力企业的综合效益同样发挥着重要的作用。在国际网络协议的标准下，应用GPS授时定位功能和计算机软件系统，不仅可以提升数据采集的能力，给电网调度管理的扩展性、安全性和自动获取数据都带来了极大的帮助，而且还可以利用其对图形进行收集，向结合设备传送，可以分层、分级予以处理。

2.2.3 在线路巡检中的应用

线路长是野外高压输电线路的特征，这给巡检工作带来了一定的难度，也给线路的运行故障和安全埋下了一定的隐患。在掌上电脑中装入GPS接收装置，可以及时、有效地获取可靠的数据信息，这对提升巡检质量、降低线路故障和规范巡检标准等方面具有重大意义。应用GPS技术，可以借助精确的坐标、线路状态和时间等信息，及时察觉故障点，并进行准确定位。此外，分析巡检速度和巡检距离等数据，可以有效地判断和监督巡检的质量，大大降低了人工漏检或错检的情况，有效消除责任不明、标准混乱的不足之处，从而提升了输电线路的巡检质量和效率，确保了线路的运行安全，降低了企业的运行成本。例如，河北省某电力部门的某段线路出现了问题，但由于线路过多，很难马上找到故障切入点，这时运用GPS技术，可以很快发现故障点，并及时进行了抢修，大大提升了检修速率和质量，确保了该地电网的合理运行。

3 发展方向

现阶段，GPS技术在电力自动化中发挥着非常重要的作用，这主要是因为其超强的定位和授时功能。随着研究的不断深入，GPS技术将有更宽阔的发展前景，需要结合该技术的应用现状，研究其未来的发展方向和要求。比如，在电力自动化中GPS作为授时源，在同一时间和矫正上得到了广泛的应用，同时考虑滤波畸变、离散化和采样等因素，进而保证电力系统中每一个节点一直是相同的，降低同步时钟与相角测量的误差。在对大量的数据进行处理时，采用多CPU协调工作的方式，在执行数据同步采集标准时，可以在GPS时钟板的精度控制下进行。此外，GPS技术在实现相角同步测量中也挥发了重要的作用，结合现阶段新的测量方式，获取更高的响应速度和精度。总的来说，在今后的电力自动化工程中，GPS技术的应用会更加广阔，更加数字化和智能化，会将更多的服务贯穿到电网调度、变电站装置、状态检测、线路巡检和继电保护等自动化工作中，进而确保电力自动化和GPS技术共同向前发展。

4 结束语

综上所述，在电力自动化发展的中应用GPS技术有着非常重要的作用，对于提升电力运行的质量和效率，促进电力工程的发展都发挥着巨大的作用。对此，一定要对GPS技术进行深入探索，挖掘其更多的功能，并应用到电力自动化工程中，促进我国电力自动化工程朝着自动化、智能化和规模化的方向发展。

参考文献

[1]秦志沁，陈冬雪，张庆华.电力自动化系统GPS技术的应用[J].中国新技术新产品，2012（11）.

[2]李海涛.GPS在电力自动化的应用研究[J].制造业自动化，2010（11）.

[3]向恺，钟志萍.电力自动化中GPS技术的应用研究[J].中国科技信息，2013（12）.

〔编辑：李珏〕

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