GPS技术在电力自动化中的运用探究

GPS技术在电力自动化中的运用探究

王莉娟

（国网山西省电力公司临汾供电公司山西临汾041000）

摘要：随着电网规模的扩大，结构的复杂，功能的完善，其互不统一、各自为营的问题日益凸显，已然成为电力事业健康发展的一大障碍，故在大范围、大区域内形成统一的时间标准既十分必要，又尤为迫切。而基于GPS技术的授时服务可有效解决上述难题，且其定位导航的精确性可为电网一体化创造良好的基础环境，可见GPS技术对电力自动化的影响不容小觑，值得推广应用。

关键词：GPS技术；电力自动化；运用

前言

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。

1GPS技术内涵

GPS也就是我们常说的全球定位系统，主要由用户设备、地面监控、空间星座构成，发展至今，其已成为新一代全球覆盖、自动化、高精度、高效益、全天候的卫星导航定位系统，且在世界范围内、诸多领域中广泛应用，电力行业自然也在其中。具体而言，GPS技术的优势功能主要是通过地面接受设备接收空间卫星信号实现的，由于空间星座特有的结构安排保证了无论哪个地方均能至少存在四颗卫星，而且地面用户的导航只是以接受设备的形式出现的，从而使得GPS可以为多个用户提供数据单向传输服务，加之空间卫星内设误差极小的原子钟，从而可以全天候为用户提供高精度的时间信息和定位信息，而这也是其得以应用于电力自动化的关键优势。

2GPS技术在电力自动化应用中所具有的优势

2.1定位精确度高

在以前，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依靠人工技术进行现场操作来实现监控，那么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，就会给电力系统的正常运营带来巨大的影响，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出现了GPS技术，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。

2.2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[1]。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。

2.3GPS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[2]。

3GPS技术在电力自动化中的主要应用

3.1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。

3.2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[3]。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。

3.3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。

3.4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。

总结

由于GPS技术具有的时间同步性能，其便捷性为电力系统自动化提供的精度服务已经为展现了GPS技术在电力自动化中的广阔前景。电力自动化正向着自动化、规模化、全国化、智能化的方向发展，特别是采用GPS技术后，电力自动化的可靠性与稳定性得到显著的提升，GPS全球定位技术在电力自动化中的应用不仅积极推动其发展前进，更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。最后希望电力自动化的发展越来越昌盛，为祖国的建设做出更巨大的贡献。

参考文献：

[1]冀广.GPS技术在电力自动化中的应用[J].科技经济市场，2015（11）：13.

[2]申扬.GPS技术在电力自动化中的运用[J].科技创新与应用，2014（24）：173.

[3]刘永东.电力自动化中GPS技术的应用研究[J].科技与创新，2014（13）：43+46.