电力自动化中GPS技术的应用研究

摘要：GPS卫星定位技术是由用户设备部分、地面监控部分以及空间星座部分三部分共同组成的，是一种自动化、精度高、覆盖范围广、效益高的全天侯的卫星导航定位系统。基于此，本文对其在电力自动化中的应用问题进行了具体分析。

关键词：电力；自动化；gps

中图分类号：F407 文献标识码： A

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。

一、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。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。

二、GPS技术在电力自动化应用中的优点分析

1.定位精确度高

在电力系统发展较为落后的时期，传统的电力系统大多采用的是人工技术进行现场操作来实现监控，在采集信息和整理信息时就不可避免的会出现差异和错误，由于电力系统的特性，当出现不准确的信息时，电力系统的正常运营就会产生比较大的影响，从而严重阻碍了电力系统正常的生产过程，而现在，随着科技的进步和发展，GPS技术逐渐发展起来。GPS技术具有高精度定位定时的功能，为电力自动化系统中的监控和测量提供了方便快捷的道路，将GPS技术运用到电力自动化中，顺利实现了高精度、全方位、多点化的信息和数据采集，不仅仅做到了能够对电力自动化系统的每个点以及整体进行统一的准确的测量，极大的保证了电力自动化系统运营过程中信息采集的准确性和真实性，而且大大提高了电力自动化系统的工作效率和水平，推动了电力自动化技术的发展和进步。

2.实时定位

在过去，传统的电力系统并不具备准确的定时和定位的功能，造成了采集到的信息不准确、有误差，这种因素使电力系统整体的性能收到了严重的影响。而GPS技术的则采用了三维定时定位的技术，这种定时定位的技术能够将电力系统中的所有位置进行精准测量，从而得到电力系统生产过程中所需要的准确信息，这些准确的信息保证了电力系统自动化运行时的高效性与准确性，使电力系统的正常运行得到了可靠有力的保障。

3.GPS技术功能众多、用途广泛

由于GPS卫星定位技术不受可视条件与其他客观环境条件的影响，将这种技术应用到电力自动化系统中，能够快速的采集到准确的信息，有效的提高电力系统自动化运行的工作效率，促进电力自动化系统工作的准确运行，因此GPS卫星定位技术代替了原来传统的老旧设备，在电力自动化系统中得到广泛的应用，使电力自动化系统从整体上得到了的高效化、准确性与自动化的提高。

三、GPS技术的应用现状

在电力行业的规模不断扩大的同时，电网自动化的建设也得到了快速的发展，我国许多地方的电网分别建立了实时动态监测系统。在电网时间统一方面，虽然实时监控系统应用较先进的时间比较手段，但还是不能满足现代电力行业对于电网覆盖范围和测量精度上的具体要求。随着电力行业规模的不断扩大，以及人们对电力的要求不断提高，这就迫切需要电力系统具有统一的时钟，因此，电力行业的调度人员应该特别重视各电站与调度中心的时钟是否统一；电力系统的频率实时动态监测、负荷管理、运行报表统计、故障的定位、事件顺序记录等等这些都需要有统一的精确时间，这样才可以正确分析电网中事故发生的原因。因此，电力中的时钟的精确和统一，对电力系统的自动化发展非常重要。

从上表中可以看出，无论是在测量的可靠度上还是测量的精准度上，GPS都显出它独特的优势，因此，在电力行业中广泛的应用GPS技术，是一个必然的发展趋势。

四、GPS技术在电力自动化中的具体应用

1.国家控制点的检测和引用

在电力工程测量中，充分利用GPS技术的优势，避免了在传统测量中受空间距离的影响，从而真正意义上实现了数据的动态检测。在国家控制点的检测过程中，通过采用GPS测量方式将国家控制点在GPS控制网中，从而很好的实现了起算数据和约束条件点的检查，确保了测量数据的准确性和可靠性，从而为国家控制点的检测工作提供了保障。

2.GPS控制测量在发电厂建设中的应用

在发电厂的建设过程中，为了确保电力系统的正常运营，有许多设施需要建设，还要确保其有效合理的联系成一个整体。因此，在发电厂的GPS控制测量中，需要将国家坐标高程、城建规划系统两者有效的联系起来，从而进行高精度的控制测量。

3.雷电监测系统

雷电破坏是电力系统故障的主要因素。尽管雷电是一种随机的自然现象，但是可以通过多年的监测得到雷电活动的统计规律，这对电力系统规划和设计，减少雷害损失有着重要的意义。雷电监测系统由中心主站和分布在不同位置的基站组成，雷闪时产生电磁波往空间的各个方向传播，各个基站测量接收到电磁波的时间和电磁波的幅值，并传送达中心主站，中心主站根据这些信息就可以计算出，雷闪的位置及雷电流的大小。与故障测距一样，雷电监测的精度主要依赖于时间的精度，GPS的使用就是为了保证各个基站和中心主站有一个共同的时间标准。4.继电保护

线路差动保护和保护联合调试。电流差动保护原理就是基尔霍夫电流定理：同一时刻流入某个节点或广义节点的电流的代数和为零，差动保护由于其简单、可靠和快速等特点，已经作为主保护广泛应用的母线、变压器和发电机等设备上，但是用在长距离的输电线路就比较困难，问题就在于‘同一时刻”上，传统的定时方式很难保证线路两端设备采样时间的统一，GPS的出现为线路差动保护的发展和应用带来了新的契机，带有通道的输电线路纵联保护在超高压输电线路中有着重要的意义。

五、GPS技术发展方向

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。

综上所述，电力系统正向着全国化、规模化、自动化、智能化方向发展，GPS技术在电力系统中的应用，能够显著的提高电力系统的可靠性与稳定性，为建设全国性的继承规模电网自动化系统提供了强力的支持。

参考文献：

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