基于GPS的电压向量测量的新方法及其应用

图3为采样子程序流程图。当单片机主程序调用它时，子程序首先读取主从机预约的采样起始时间，在约定起始时间到来时打开与门(单片机输出高电平)，同时 打开100PPS的中断响应，开始等待下一秒钟GPS的1PPS脉冲信号。其间，系统每个周期采样一次电压幅值和计数器值。在下一秒钟的1PPS脉冲到来 时，禁止响应100PPS中断，关闭与门(单片机输出低电平)，返回主程(接上页)序。在不需要采样的时段里，单片机一直输出低电平。其中，Ti是主从机 预约的第i个电压向量采集时间。

图4为GPS信号及电网信号的时序图。由于电网频率是变化的，电压过零脉冲相对GPS的100PPS时钟的位置也是随机变化的，如图5 所示。在计算相位差δ时，当100PPS脉冲发生在δ之外，就是前面已经介绍过的(如图4所示)，此时|ΔC|<15°，δ=C1-C2。当 100PPS脉冲发生在δ之间需要注意以下情况(相位差值正常情况下不会大于15°)：

第一种情况，首端电压相位超前，此时ΔC<-15°，δ=φ1+φ2=C1-C2+360°；

第二种情况，末端电压相位超前，此时ΔC>15°，δ=-(φ1+φ2)=C1-C2-360°。

综合上述三种情况，相位差为：

　　式中，ΔC=C1-C2。

本文在过去工作的基础上，对基于GPS的电压向量测量进行了改进，得出了一种适应性更广、精确度更高的测量方法，并在电压互感器二次线路压降补偿中进行了初步应用。该方法保证了电压测量具有方便、实时、功耗低、性价比高的特点。

参考文献

1 张守信. GPS卫星测量定位理论与应用.长沙:国防科技大学出版社，1996

2 高厚磊.利用故障分量瞬时值的电流纵差保护新判据.电力系统自动化,2000；24(16)

3 徐植坚.电压互感器二次线路压降载波式自动跟踪补偿装置.湖南省电机工程学会学术交流会议论文集,1999；3(1)