GPS在電力自動(dòng)化中的應(yīng)用

肖新耀(黔西南民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院,貴州 興義 562400)

電力系統(tǒng)主要是憑借輸送電線把發(fā)電廠、變電站、輸電線以及用戶連接組成一個(gè)完整的、系統(tǒng)的電力網(wǎng)絡(luò)。目前，電網(wǎng)的規(guī)模正處在逐年擴(kuò)大的狀態(tài)，各種問(wèn)題也日益突出。同時(shí)，隨著生活水平的不斷升高，人們對(duì)電力的需求也越來(lái)越大，對(duì)電力系統(tǒng)的要求也進(jìn)一步提高，這些勢(shì)必會(huì)對(duì)電力事業(yè)健康發(fā)展造成阻礙。因此，為解決上述問(wèn)題，可以在電力自動(dòng)化中應(yīng)用GPS技術(shù)，使其為電力事業(yè)的發(fā)展做出一份貢獻(xiàn)。

1.關(guān)于GPS技術(shù)的簡(jiǎn)單概述

GPS即全球定位系統(tǒng)，在二十世紀(jì)中后期，由美國(guó)研制出來(lái)的，它的工作原理是，在一個(gè)GPS接收器上可以對(duì)最多8顆衛(wèi)星的信號(hào)進(jìn)行同時(shí)接收。另外，還有4顆在軌運(yùn)行的有源備份衛(wèi)星，衛(wèi)星信號(hào)通過(guò)接收器解碼之后，對(duì)本位時(shí)鐘和衛(wèi)星時(shí)鐘進(jìn)行校準(zhǔn)。進(jìn)而對(duì)接收機(jī)和空間衛(wèi)星間的距離進(jìn)行測(cè)算，最后計(jì)算得出所測(cè)量位置的高度與經(jīng)緯度。

GPS主要有標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)與精密定位服務(wù)兩組服務(wù)類型，其中標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)主要針對(duì)的是民用社團(tuán)，對(duì)使用過(guò)程沒(méi)有任何的限制；而精密定位服務(wù)主要是針對(duì)政府部門和軍方，在使用過(guò)程中是需要進(jìn)行加密處理。GPS主要由地面監(jiān)控部分、空間星座部分以及用戶設(shè)備部分構(gòu)成。其中空間星座部分主要由6個(gè)軌道上的24顆衛(wèi)星組成，每4個(gè)衛(wèi)星被安排在一個(gè)軌道上，以便為用戶提供更優(yōu)質(zhì)，全方位、自動(dòng)化以及高精度的服務(wù)。

2.應(yīng)用GPS技術(shù)的現(xiàn)狀

建設(shè)電網(wǎng)自動(dòng)化的發(fā)展隨著電力行業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大得到了迅速的發(fā)展，目前在我國(guó)，已經(jīng)有許多地方的電網(wǎng)分別建立起了實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)從電網(wǎng)時(shí)間統(tǒng)一的角度來(lái)看，已經(jīng)算是比較先進(jìn)的時(shí)間比較手段了，但是這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到現(xiàn)代電力行業(yè)對(duì)電網(wǎng)涵蓋面積以及測(cè)量精度的要求。在電力行業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大以及人們對(duì)電力要求不斷提高的過(guò)程中，對(duì)電力系統(tǒng)的時(shí)鐘實(shí)施統(tǒng)一操作的需要迫在眉睫，所以，電力行業(yè)中的調(diào)度人員需要時(shí)刻注意各個(gè)電站的時(shí)鐘與調(diào)度中心是否統(tǒng)一；電力系統(tǒng)中的頻率實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、運(yùn)行報(bào)表統(tǒng)計(jì)以及故障的定位等都需要有統(tǒng)一的、精確的時(shí)間，這樣才能夠?qū)﹄娋W(wǎng)發(fā)生事故的原因進(jìn)行正確的分析和研究。

3.GPS技術(shù)在電力自動(dòng)化中的應(yīng)用

3.1 在電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)中的應(yīng)用

GPS技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)中，可以促進(jìn)差動(dòng)保護(hù)逐漸向變壓器、母線以及發(fā)電機(jī)等多項(xiàng)設(shè)備的主保護(hù)轉(zhuǎn)變。然而在此之前，差動(dòng)保護(hù)的簡(jiǎn)單、快速以及可靠等優(yōu)點(diǎn)在距離較長(zhǎng)的輸電線路中很難發(fā)揮出其應(yīng)有的功效，而GPS技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)在同一時(shí)刻，廣義節(jié)點(diǎn)或是某個(gè)具體節(jié)點(diǎn)流入電流的代數(shù)和為零的目的，并使時(shí)間誤差大幅度的降低，從而降低故障的發(fā)生率。與此同時(shí)，GPS技術(shù)在保護(hù)超高壓輸電線路的聯(lián)合調(diào)試中，也有著非常重要的作用。

3.2 在電力系統(tǒng)的電網(wǎng)調(diào)度中的應(yīng)用

電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化在對(duì)自動(dòng)化裝置的安全監(jiān)測(cè)水平進(jìn)行提高的同時(shí)，還可以幫助供電質(zhì)量水平和企業(yè)綜合效益的提高，這整個(gè)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程都離不開GPS技術(shù)。根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，在計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)以及GPS授時(shí)定位功能的幫助下，一方面可以加強(qiáng)數(shù)據(jù)采集能力，對(duì)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化數(shù)據(jù)的收集和管理的安全和可擴(kuò)展性進(jìn)行改善。

4.在電力自動(dòng)化中GPS技術(shù)的發(fā)展前景

GPS技術(shù)的便捷性以及能夠?yàn)殡娏ο到y(tǒng)提供精度服務(wù)的優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)為其提供了廣闊的發(fā)展前景。從原理方面來(lái)看，這些都主要?dú)w功于GPS技術(shù)的時(shí)間同步功能。為了在電力自動(dòng)化系統(tǒng)中更好的實(shí)現(xiàn)GPS技術(shù)的應(yīng)用，可以從五個(gè)方面的高效配置對(duì)電網(wǎng)狀態(tài)檢測(cè)、電網(wǎng)調(diào)度同步、變電站裝置以及繼電保護(hù)等方面來(lái)進(jìn)行其工作效率的提高，其效果要比電力系統(tǒng)作業(yè)更佳。

第一，在對(duì)時(shí)間進(jìn)行校正處理的過(guò)程中，采用GPS技術(shù)充作其授時(shí)源，對(duì)波形畸變、采樣以及離散化等產(chǎn)生的誤差和相量測(cè)量算法所產(chǎn)生的誤差等因素的影響作用進(jìn)行充分的分析與考慮，從而確保電網(wǎng)的任一節(jié)點(diǎn)與時(shí)鐘保持同步，縮小同步時(shí)鐘和相角測(cè)量所產(chǎn)生的誤差。

第二，進(jìn)行大量的實(shí)時(shí)預(yù)處理數(shù)據(jù)，多數(shù)情況下采用CPU協(xié)調(diào)作業(yè)方式作為數(shù)據(jù)的采集層，采用GPS時(shí)鐘板控制對(duì)基準(zhǔn)進(jìn)行實(shí)時(shí)的同步采集，運(yùn)用高精度的時(shí)標(biāo)以確保數(shù)據(jù)能夠維持同步。

第三，運(yùn)用分層的結(jié)構(gòu)方式，可以多上位機(jī)或是多下位機(jī)，可以優(yōu)化配置不同的應(yīng)用對(duì)象以及場(chǎng)合。

5.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在電力自動(dòng)化中應(yīng)用GPS技術(shù)，為電網(wǎng)運(yùn)行效率和質(zhì)量的提高，電力事業(yè)的穩(wěn)健發(fā)展提供了重要的保證。所以，我們必須加強(qiáng)對(duì)GPS技術(shù)的研究力度，尋求其在電力自動(dòng)化中的最佳方向，以提高其在電力系統(tǒng)自動(dòng)化、規(guī)?；约爸悄芑陌l(fā)展趨勢(shì)中的適應(yīng)能力。

[1]金湘力.GPS對(duì)時(shí)功能在電力自動(dòng)化中的應(yīng)用[J].電力科學(xué)與工程,2010(04).

[2]李海濤.GPS在電力自動(dòng)化的應(yīng)用研究[J].制造業(yè)自動(dòng)化,2010(13).