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(tǒng)開始正式研制，1985 85年進入民用領(lǐng)域，1993年此系統(tǒng)正式建成。90年代以來基于同步衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）的高精度定時技術(shù)逐步被引入電力系統(tǒng)。GPS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(xiàn)對電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)的實時同步采集，并可在此基礎(chǔ)上得到電壓電流相量和發(fā)電機功角這反映系統(tǒng)運行狀態(tài)的重要參數(shù)。
電力系統(tǒng)中功角穩(wěn)定性，電壓穩(wěn)定性、頻率動態(tài)變化及其穩(wěn)定性皆不是各自孤立的現(xiàn)象，GPS同步時鐘而是相互誘發(fā)相互關(guān)聯(lián)的統(tǒng)一物理現(xiàn)象的不同側(cè)面，其間的關(guān)聯(lián)又受到網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和運行狀態(tài)的影響。這其中母線電壓相量及發(fā)電機功角狀況是系統(tǒng)運行的主要狀態(tài)變量，是系統(tǒng)能否穩(wěn)定運行的標(biāo)志，如果它能被直接測量，不僅能用于調(diào)度中心的集中監(jiān)視和控制，而且能用于分散的就地監(jiān)視和控制，提高狀態(tài)估計的可靠性，更有可能*實現(xiàn)電力系統(tǒng)的實時自動控制，解決系統(tǒng)的穩(wěn)定問題。GPS同步時鐘因此實時測量發(fā)電機的功角和母線電壓相量，將是電力系統(tǒng)穩(wěn)定監(jiān)視和控制的關(guān)鍵基礎(chǔ)。
通過基于GPS實時相量測量，可以實時得到電網(wǎng)的狀態(tài)量，GPS同步時鐘即可以得到實際系統(tǒng)模型的歷史數(shù)據(jù)和當(dāng)前軌跡。由于相角涉及到電力系統(tǒng)的監(jiān)視、控制和保護等諸多領(lǐng)域，而實時相量測量的實現(xiàn)，將推動電力系統(tǒng)的監(jiān)視、控制和保護等新方法和理論的發(fā)展，GPS同步時鐘為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定控制和保護開辟一個新的領(lǐng)域。
