电力自动化的GPS应用分析

电力自动化的GPS应用分析

摘要：本文主要就是对电力自动化中的GPS技术的应用的相关问题进行介绍，首先就是对GPS技术的概念进行讲解，接着对GPS技术在电力自动化系统中的应用的特点进行了一个详细的说明，然后又对GPS技术在电力自动化系统中的具体应用进行介绍，包括应用原理以及应用的相关技术，最后着重的介绍了一种新技术1588V2技术的发展历程以及其特点的相关问题，最后对全文进行了简单而又全面的总结。

关键词：电力自动化；GPS应用；1588V2

1、引言

几年来，我国的整体发展速度在不断的进步，这就带来我国电力系统的自动化水平的飞速的提升。在我国的传统的电力系统中，监测控制技术在它的功能上存在许多的不足之处，所以它就无法满足现代快速发展的社会的需求，它的滞后性以及不完善性严重的阻碍了我国的电力系统的发展，使其不能朝着现代化的方向发展。但是GPS技术由于自身的许多功能，使其的用途很广，例如它的定位十分的精度并且能够很好地实时定位，所以才被广泛的应用在我国的电力自动化系统中。

2、GPS技术概述

简单的说GPS技术主要就是通过地面上的接受设备来进行空间卫星群传递信号的接受，由于空间卫星的结构的特殊性，使得其每个地方上的卫星数量不能少于四个，但是对于地面接受设备来说，用户导航的加入也使得GPS具有更多的功能，例如可以能够同时为多个用户提供单项传输，特别是空间卫星群中的原子钟，它的误差几乎是不存在的，并且它也同时能够整天的为用户提供时间定位信息，正是它的这个特点，使其能够在电力自动化中广泛应用得到十分广泛的应用。

3、GPS技术在电力自动化中的应用的优势

3.1定位的精确度非常高

在电力系统发展非常落后的阶段，我们的传统的电力系统，一般采用依靠人工技术来进行现场操作的方法来进行监控的实现，因为这种方法存在着很大的误差，所以采集到的信息以及在整理信息时会出现许多的差异以及错误，因为电力系统的一些特殊性，当信息不准确时电力系统就不能正常的运营，这样也会间接地影响到电力系统整个生产过程的正常进行。但是这问题随着科技的进步以及GPS 技术的出现，逐渐的得到解决。因为我们的GPS 技术不仅具有能为电力自动化系统的监控和测量提供方便之路的非常高的精度的定位定时功能，并且GPS 技术还被很好地运用到电力自动化中，进一步的发挥了其高精度、全方位进行信息和数据采集的作用，这就很好地实现了对电力自动化系统的每个点和其整体进行统一的准确的测量的目标。

3.2GPS 技术功能多并且用途广

一般而言GPS 的卫星定位技术是不受可视条件的影响的，我们如果将这种技术应用到电力自动化系统中就能够实现我们快速的采集到准确的信息的目的，并且会使我们的工作的效率以及工作的质量都有所提高，能够更好的促进电力自动化系统准确的运行。所以GPS 卫星定位技术在当今的电力自动化系统中是不可替代的，并且其在当今的电力自动化系统在广泛的应用。

4、GPS技术在电力自动化中的运用分析

4.1电力自动化中GPS技术工作的基本原理

一般来看在当今的电力自动化系统中，电力自动化的不同的场合是不同的各有所异的，并且对数据的同时性精确度的要求也不完全一样，要是我们把故障的定位时间的精度与自适应继电保护时间的精度当成某一相同的数值时，一般情况下GPS接受机如果接收到卫星群信号后，它就会就会很快的将相应的频率和时间码以及PPS秒脉冲等必要上的信息及时输出来，接着我们的GPS时钟就会进行活动，它通过串口将时间信息传递给计算机，接着计算机的相关的接收软件就会进行实时的修改，在进行修改后就会借助其总线来分别将时间的信息传递到继电保护设备以及其他自动化装置上来，这时时间芯片就会发挥其作用，它会依据这个时间的信息来进行同步的更新时间，接着就会出现GPS的同步授时功能。

4.2GPS 技术在电力自动化中的技术应用

在当今的社会中，电力自动化上的水平得到逐渐的提高并且电力系统的规模也在不断地扩大，因此很多的电站所的计算机都对其自身的监控实时性的一些机制进行了进一步的完善，而且这个性能的进一步的完善给我们的电力信息传输的精确水平的提高具有非常大的促进。GPS 技术是一个结合性的技术，它主要就是把计算机的网络技术以及其全球定位的系统的传送设备很好地结合在了一起，并且及时的把其实时记录下来的状态和工作数据进行一个汇总，这样一来我们的办公的效率就会得到很大的提升，也会很好地降低我们在办公上的成本，避免各种错误的出现，同时，由于在电力自动化系统中应用GPS 全球定位这个技术，我们的工作人员对各个部门的控制的效率得到保障以及提升，这样我们就实现了将智能和电子以及信息这三个方面的同步的提升结合到一起的目标，并且也会大大增强我们在进行数据传输时的可靠性以及安全性，目前在企业中这种方式应用的很广泛，因为这种形式的传输可以实现办公的无形化。

5 新技术1588V2的发展历程和特点

5.1发展历程

1588v2时钟是一种采用IEEE 1588V2 协议的高精度时钟，其在行业对高精度授时迫切需求的大背景下孕育而生。目前国内1588应用并不普遍，定时同步能力的不足，计算机和网络业界开发出一种软件方式的网络时间协议（NTP），以提高个网络设备之间的定时同步能力。后续NTP版本的同步准确度可以达到μs 级，但是仍然不能满足测量仪器和工业控制所需的准确度。为了解决测量和控制应用的分布网络定时 同步的需要，IEEE1588标准诞生。

5.2特点

第一，早期的网络时间协议（NTP）只有软件，而IEEE1588既使用软件，亦同时使用硬件和软件配合，获得更精确的定时同步；第二，GPIB总线没有同步时钟传送，依靠并行电缆和限制电缆长度（每器件距离）不超过5m来保证延迟小于30μs；第三，GPIB的数据线与控制线是分开的，VXI和PXI两种总线分别在VME和PCI计算机总线上扩展，都要增加时钟线。IEEE1588无需额外的时钟线，仍然使用原来以太网的数据线传送时钟信号，使组网连接简化和降低成本。第四，IEEE1588采用时间分布机制和时间调度概念，客户机可使用普通振荡器，通过软件调度与主控机的主时钟保持同步，过程简单可靠，节约大量时钟电缆。IEEE1588协议目前已发展到v2版本。1588v2对v1进行了完善，提高了同步的精度；引入透明时钟TC模式，包括E2E透明时钟和P2P透明时钟，计算中间网络设备引入的驻留时间，从而实现主从间精时间同步，并新增端口间延时测量机制等，通过非对称校正减少了大型网络拓扑中的积聚错误。

5.3 1588v2时钟电力行业使用案例

电力系统对统一时间的要求愈来愈迫切，高精度、高可靠的时间同步网已经成为现代化电力系统稳定运行的重要基础。

5.3.1应用需求

现有电力系统大都是通过在变电站等机房内部配置GPS卫星接收机的方式来获得时间信息。其不具备各分散GPS接收机的网管能力，因此由于时间同步不良而可能导致的各种问题无法预防，且GPS接收机广泛使用，各站点不能共享，资源浪费严重；GPS信号一旦发生故障，则守时性能低，同步质量下降。只有具备了统一精确的时间源，才可以更好的实现各系统的运行监控和故障分析，可以通过各种电力系统自动化控制设备的开关动作、调整的先后顺序及准确时间来分析事故的原因及过程。

5.3.2应用场景

电力行业迅速发展，与其相关的自动化产品亦不断增长，在电力系统的许多领域，诸如时间顺序记录、继电保护、故障测距、电能计费、实时信息采集等等都需要有一个统一的、高精度的时间基准。如"线路行波故障测距装置"、"雷电定位系统"等时间同步精度需要达到μs级的要求；"变电站监控系统"、"配电网自动化系统"等自动化控制和监测类设备时间同步精度需要达到ms级的要求。1588技术可广泛应用于电力设备。

6、结束语

总而言之，当今的GPS技术在电力自动化中的应用是十分的自由的，它受时间和地点以及空间的限制几乎为零，而且它强大的精准的授时定位的功能，为我国的电力自动化的快速的发展提供了很好地技术上的支持，伴随着GPS技术的进步和逐渐的提升，它在电力自动化中的应用上会更加的具体化以及更加的智能化，这样就可以更好的将GPS技术的发展与电力自动化的发展上实现互相的激励，实现共同的发展，这就为我国电力自动化的更高的程度提供了技术上的一些保障，推动我国的电网运行管理朝着科学化和规范化的方向不断地发展进步，同时对我国电力实业的稳步发展起了巨大的作用。

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