從60年代美國開始進行空中定位研究,1974年基于GPS概念的定位系統開始正式研制,1985 85年進入民用領域,1993年此系統正式建成。90年代以來基于同步衛星定位系統(GPS)的高精度定時技術逐步被引入電力系統。GPS時間同步時鐘利用其時間誤差小于1μs,對于50Hz的工頻信號其相位誤差不超過0.018°的高精度時鐘從而實現對電網運行數據的實時同步采集,并可在此基礎上得到電壓電流相量和發電機功角這反映系統運行狀態的重要參數。
電力系統中功角穩定性,電壓穩定性、頻率動態變化及其穩定性皆不是各自孤立的現象,GPS時間同步時鐘而是相互誘發相互關聯的統一物理現象的不同側面,其間的關聯又受到網絡結構和運行狀態的影響。這其中母線電壓相量及發電機功角狀況是系統運行的主要狀態變量,是系統能否穩定運行的標志,如果它能被直接測量,不僅能用于調度中心的集中監視和控制,而且能用于分散的就地監視和控制,提高狀態估計的可靠性,更有可能*實現電力系統的實時自動控制,解決系統的穩定問題。GPS時間同步時鐘因此實時測量發電機的功角和母線電壓相量,將是電力系統穩定監視和控制的關鍵基礎。
通過基于GPS實時相量測量,可以實時得到電網的狀態量,GPS時間同步時鐘即可以得到實際系統模型的歷史數據和當前軌跡。由于相角涉及到電力系統的監視、控制和保護等諸多領域,而實時相量測量的實現,將推動電力系統的監視、控制和保護等新方法和理論的發展,GPS時間同步時鐘為電力系統的穩定控制和保護開辟一個新的領域。
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