摘要：GPS系统精确的定位和授时功能，为电力系统中的电力勘测、故障定位、继电保护、事故分析、稳定性判别和自动化调度等带来了新的技术突破。GPS系统将极大地提高整个电力系统的工作效率，推动电力系统自动化技术的发展。特别在发展智能电网的今天，GPS系统将不断增强电网的安全稳定性，为电网的稳定运行和监测保驾护航，为打造坚强的智能电网提供重要的保障。本文探讨了GPS技术在电力自动化中的运用。
关键词：GPS技术；电力自动化；运用
GPS技术的研发和应用不仅为我国交通提供了极大的便利，也为我国电力自动化程度提供了技术保障，推动了我国电网运行管理的科学化、规范化发展步伐，也有利于我国电力实业稳步发展，对此，我国相关技术人员和专家学者也要加大对GPS技术的研究探索力度，不断创新低成本、高质量的GPS技术系统，从而使得GPS技术在电力自动化中发挥出更大的效用。
1 关于GPS 技术的简单概述
GPS即全球定位系统，在二十世纪中后期，由美国研制出来的，它的工作原理是，在一个GPS接收器上可以对最多8颗卫星的信号进行同时接收。另外，还有4颗在轨运行的有源备份卫星，卫星信号通过接收器解码之后，对本位时钟和卫星时钟进行校准。进而对接收机和空间卫星间的距离进行测算，最后计算得出所测量位置的高度与经纬度。
GPS主要有标准定位服务与精密定位服务两组服务类型，其中标准定位服务主要针对的是民用社团，对使用过程没有任何的限制；而精密定位服务主要是针对政府部门和军方，在使用过程中是需要进行加密处理。GPS主要由地面监控部分、空间星座部分以及用户设备部分构成。其中空间星座部分主要由6个轨道上的24颗卫星组成，每4个卫星被安排在一个轨道上，以便为用户提供更优质，全方位、自动化以及高精度的服务。
2 电力自动化中GPS技术工作原理
在电力自动化系统中，电力调度中心、电站，电力系统负荷管理、故障定位、频率监测、时间记录、运行报表等等时间都要保持同步一致，包括继电保护动作的先后顺序也要有精确统一的时间，也就是说电力自动化不同场合对数据的同时性精确度都有一定的要求，如果故障定位时间精度和自适应继电保护时间精度为某一数值时，其分别对WWV、WWVB、OMEGA、GPS、GOES、光纤传输以及数字微波等同步传播，其时钟信号源误差几近于无，经过实践证明GPS技术是电力自动化时间统一的最佳选择。一般当GPS接受机接收到卫星群信号后就会分别输出相应频率、时间码、PPS秒脉冲等必要信息，然后GPS时钟通过串口传递给计算机时间信息，计算机接收软件进行实时修改后会借助总线分别将时间信息传递到继电保护设备、其他自动化装置以及PPS脉冲中，自动化装置中时间芯片会依据此时间信息来同步更新时间，从而待产GPS同步授时功能。
3 应用GPS 技术的现状
建设电网自动化的发展随着电力行业规模的不断扩大得到了迅速的发展，目前在我国，已经有许多地方的电网分别建立起了实时的动态监测系统。实时的监测系统从电网时间统一的角度来看，已经算是比较先进的时间比较手段了，但是这还远远达不到现代电力行业对电网涵盖面积以及测量精度的要求。在电力行业规模不断扩大以及人们对电力要求不断提高的过程中，对电力系统的时钟实施统一操作的需要迫在眉睫，所以，电力行业中的调度人员需要时刻注意各个电站的时钟与调度中心是否统一；电力系统中的频率实时动态监测、运行报表统计以及故障的定位等都需要有统一的、精确的时间，这样才能够对电网发生事故的原因进行正确的分析和研究。
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4 GPS技术在电力自动化中的运用
4.1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。
4.2 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。
4.3 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，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。
5 在电力自动化中GPS 技术的发展前景
GPS技术的便捷性以及能够为电力系统提供精度服务的优点已经为其提供了广阔的发展前景。从原理方面来看，这些都主要归功于GPS技术的时间同步功能。为了在电力自动化系统中更好的实现GPS技术的应用，可以从五个方面的高效配置对电网状态检测、电网调度同步、变电站装置以及继电保护等方面来进行其工作效率的提高，其效果要比电力系统作业更佳。
第一，在对时间进行校正处理的过程中，采用GPS技术充作其授时源，对波形畸变、采样以及离散化等产生的误差和相量测量算法所产生的误差等因素的影响作用进行充分的分析与考虑，从而确保电网的任一节点与时钟保持同步，缩小同步时钟和相角测量所产生的误差。
第二，进行大量的实时预处理数据，多数情况下采用CPU协调作业方式作为数据的采集层，采用GPS时钟板控制对基准进行实时的同步采集，运用高精度的时标以确保数据能够维持同步。
第三，运用分层的结构方式，可以多上位机或是多下位机，可以优化配置不同的应用对象以及场合。
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。
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[4] 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(22)
论文作者:王婷,牛小龙
论文发表刊物:《电力设备》2017年第28期
论文发表时间:2018/1/19
标签：技术论文; 电网论文; 电力论文; 时间论文; 线路论文; 时钟论文; 故障论文; 《电力设备》2017年第28期论文;