北斗卫星在电力系统中的应用

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1、GPS在电力系统中的应用GPS就是全球定位系统（GlobalPositionSystem），是美国利用新一代卫星组建的卫星导航系统，由空间卫星、地面监控站和用户接收机组成，全天候连续实时向用户提供高精确度的位置、速度和时间信息。1985年美国政府同意将GPS无条件使用于全球所有的民用领域，随着时间的推移，GPS在电力系统中的应用越来越大。一、GPS概况1959年，美国海军委托霍普金斯大学研究用于北极星核潜艇导航的子午卫星导航系统Transit，1964年研制成功，并逐步应用到其它军事和民用目的。由于Trans

2、it卫星轨道低，受大气影响大，定位精度受到限制，为此在20世纪60年代末，美国海军又提出了Timation方案，计划用高约1万公里的12-18颗卫星组成定位网，同时美国空军也提出了类似功能的621B计划，1973年美国国防部成立一个联合办公室，吸收了两个计划的优点，决定开发全球定位系统GPS。GPS于1986年发射第一颗卫星，原计划1988年完成，但由于挑战号航天飞机失事，直到1993年7月才部署完成。GPS由均匀分布在六条轨道上的24颗卫星（其中3颗备用）组成，在地球上的每一个位置均能接收到4-6颗卫星的信

3、号，卫星绕地球一周12小时，每秒钟通过L1、L2两个波段发射三种伪随机码：C/A码（粗码）、P码（精码）和和Y码（加密的P码）。C/A码一次定位精度25m，多次定位精度8m，定时精度100nS，全世界都可以无偿使用；P码一次定位精度10m，多次定位精度可以达到厘米级，定时精度10nS，只能美国及其盟国军事和授权的民用部门使用。GPS发射的信号包含卫星的识别码、卫星发射的时间及其当时所在位置、以及相关的修正数据，根据这些信息就可以进行定位，GPS定位的方法有：伪距法、相干波干涉法、多普勒效应和载波相位法。GPS

4、接收机由天线、处理单元，处理单元根据相关原理捕获四个卫星的信号，锁定后对数据进行处理，然后秒输出脉冲信号或经过串行口输出信息。二、GPS在电力系统中应用的必要性随着时代的进步，电力系统的不断发展，人们对电网的稳定、安全、高效提出了更高的要求。而作为电网基本单位的变电站、发电厂和调度所内部均有众多的计算机监控系统、保护装置、故障录波器、故障信息管理系统、安全自动装置、远动ＲＴＵ、ＤＣＳ系统及能量计费系统等自动化设备，其中大部分设备的运行变量可谓瞬息万变，对时间精度要求很高，如果设备之间没有同步到高精度的时间基准

5、，大家各自为政，就不能保证实时系统等重要信息的准确性。另外，各管理监控装置对时间同步的精度要求应与所连接的自动化装置保持同一水平，以便于故障的分析、定位，鉴定不同专业设备的责任。例如通过故障录波、保护信息管理系统等设备记录事件的时间、事件发生的先后次序等，对事故进行分析。这对于查找事故的原因、分析事故发生过程，从而减少事故隐患有着至关重要的作用，同时也利于明确责任，加强管理。在通信信息网络中，随着网络规模的扩大，网络的系统安全日益显得重要，口令保护、加密、电子认证等安全措施越来越多，而许多安全措施也都需要时间

6、同步信号。另外，随着ＧＰＳ系统的全面民用化，国内外在基于ＧＰＳ的同步相量测量单元（ＰＭＵ）方面已经开展研究，尤其在硬件性能方面取得了很大进展，已经开始装备于电力系统。这些装置可以直接测量节点电压的幅值和相角，并经由通信传输网络传到调度中心，以对电力系统实时动态过程进行检测和分析。相量测量装置是电力系统实时动态检测系统的基本核心组成部分，必须具备高稳定性、高精确度，而这些设备的应用都离不开高精度的时间。例如行波测距装置、功角测量装置等的正常运行都必须建立在高精度的同步时间基础上。总之，电网中的时间因素越来越重要

7、，只有建立完善的时间同步机制，才能保证电网的可靠、高质运行。三、GPS在电力系统中的应用相对于GPS的定位功能来说，GPS的定时功能在电力系统中的应用更加重要和普遍。电力系统中如微机保护及安全自动化系统、远动及微机监控系统、调度自动化系统、故障录波器、事故记录仪等许多自动化装置，都需要一个精确的时间标准，而且随着电力系统的发展，对时间标准的精确度也提出了更高的要求。（一）电网调度自动化和故障录波器等的时间同步传统的定时方式有两种：（1）电网调度中心通过通信通道同步系统内各个电站的时钟，这种方式需要专用的通信通

8、道，由于从调度中心到达各个电站的距离不一样，通信延时也不一样，因此只能保证系统时钟在毫秒级误差的水平；（2）利用广播、电视、天文台等的无线报时信号，这种方式一般一个小时报送一次，一个小时内会积累较大的误差，同样还由于信号传播延时，时间误差较大，很难达到毫秒级，此外还容易受到电站内的电磁干扰影响。电网调度自动化要求主站端与远方终端(RTU)的时间同步。当前大多数系统仍采用硬件通过信道对时，主站发校时命