電力時間同步系統(tǒng)介紹

智能變電站時間同步系統(tǒng)成都可為科技開展目錄1、緒論2、現(xiàn)代授時技術(shù)5、處理方案2.1方式一〔站控層NTP、間隔層/過程層IRIG-B〕2.2方式二〔站控層NTP、間隔層/過程層PTP，間隔層IRIG-B〕2.3方式三〔三網(wǎng)合一，全站PTP〕3、技術(shù)開展方向時間基準(zhǔn)頻率基準(zhǔn)搬運鐘、長波、衛(wèi)星、地面鏈路。。。。。時間系統(tǒng)電力軍事通訊鐵路民航廣電氣候金融物聯(lián)網(wǎng)地震預(yù)告世界時歷書時原子時協(xié)調(diào)世界時行業(yè)授時接口時間同步設(shè)備行業(yè)運用同步技術(shù)緒論

時間有兩個含義：“時辰〞：即某個事件何時發(fā)生；“時間間隔〞：即某個時間相對于某一時辰繼續(xù)了多久。頻率的定義：周期信號在單位時間〔1s〕內(nèi)的變化次數(shù)〔周期數(shù)〕。假設(shè)在一定時間間隔T內(nèi)周期信號反復(fù)變化了N次，那么頻率可表達(dá)為：f＝N/T 頻率與時間親密相關(guān)，〔在數(shù)學(xué)上〕通常稱其為時間的倒數(shù)，這反映了頻率的含義來自于對周期事件〔即在一定的時間間隔內(nèi)反復(fù)出現(xiàn)的事件〕的丈量這個現(xiàn)實。緒論

時間同步根底時間與頻率緒論同步信號之間在頻率或相位上堅持某種嚴(yán)厲的特定關(guān)系，即在相對應(yīng)的有效瞬間以同一平均速率出現(xiàn)時間同步經(jīng)過一定的比對手段使兩個時鐘時辰堅持一致時間同步分類相對時間同步，是指某個系統(tǒng)內(nèi)的時鐘所進(jìn)展的時間同步絕對時間同步，是指除了完本錢系統(tǒng)內(nèi)的時間同步外，還要與國家規(guī)范時間和國際規(guī)范時間UTC一樣步

時間基準(zhǔn)時間原點時間尺度（1秒）使用情況世界時UT以本初子午線的平子夜起算的平太陽時平太陽日的1/86400準(zhǔn)確度約為10－7先被歷書時代替目前被原子時代替歷書時時間參考點為1900年1月1日0時整?；貧w年長度的1/31556925.9747準(zhǔn)確度達(dá)1×10－9被原子時代替原子時TAI1958年1月1日0時0分0秒UT的瞬間。銫-133原子基態(tài)的兩個超精細(xì)能級間在零磁場下躍遷輻射9192631770周所持續(xù)的時間；當(dāng)前的時間基本計量系統(tǒng)1000萬年僅誤差1秒世界協(xié)調(diào)時UTC與世界時原點一致國際原子時TAI和世界時UT1的結(jié)合，UTC(t)-TAI(t)=N秒（N為整數(shù)），

UTC(t)-UT1(t)

<0.9秒以閏秒方式修正UT1與TAI之間的差值，閏秒時間規(guī)定：6月30或12月31日的最后一分鐘為61秒或59秒緒論

時間基準(zhǔn)緒論頻率基準(zhǔn)主要分類石英鐘溫補(bǔ)晶振，恒溫晶振，壓控晶振原子鐘銫原子鐘、氫原子鐘、銣原子鐘原子鐘精度：銫>氫>銣光鐘新一代原子鐘。分為原子光鐘和離子光鐘，2021年美國鋁離子光鐘，精度可達(dá)37億年誤差不到1秒處理方案電力時間同步系統(tǒng)的演進(jìn)普通廠站時間同步系統(tǒng)全省廣域時間頻率同步網(wǎng)全國廣域時間頻率同步網(wǎng)2021年1月24日，國家電網(wǎng)因時間錯誤呵斥國調(diào)中心和四川省調(diào)相關(guān)系統(tǒng)和設(shè)備缺點，使四川二灘電站和瀑布溝電廠發(fā)電機(jī)組異常關(guān)機(jī)。2021年4月15日，國家電網(wǎng)公司國調(diào)中心發(fā)布2021年82號文件，要求加強(qiáng)對時間的運轉(zhuǎn)管理。高精度時間同步對電力系統(tǒng)曾經(jīng)異常重要!需求必要重要異常重要單運用系統(tǒng)衛(wèi)星單鐘不同的需求對應(yīng)不同的處理方案數(shù)字化廠站時間同步系統(tǒng)SDH設(shè)備,遠(yuǎn)動維護(hù)安裝、測控安裝缺點錄波、雷電定位行波測距、監(jiān)控系統(tǒng)…OPEN3000、D5000WARMS、EMS/GIS計費系統(tǒng)…調(diào)度技術(shù)支撐平臺變電廠站二次設(shè)備或系統(tǒng)通訊系統(tǒng)處理方案電力系統(tǒng)時間運用主時鐘屏主時鐘1主時鐘2光輸出時間信號擴(kuò)展屏光接納光纜時間信號擴(kuò)展安裝時間信號擴(kuò)展安裝光接納時間信號擴(kuò)展安裝時間信號擴(kuò)展安裝光纜IRIG-B〔DC〕碼脈沖IRIG-B碼網(wǎng)絡(luò)串口脈沖串口IRIG-B碼網(wǎng)絡(luò)北斗GPSB碼B碼時間信號擴(kuò)展屏處理方案常規(guī)變電站時間同步系統(tǒng)組成四川西昌500kV變電站拓?fù)鋱D處理方案數(shù)字變電站構(gòu)造站控層：自動化站級監(jiān)視控制系統(tǒng)、站域控制、通訊系統(tǒng)、對時系統(tǒng)等，實現(xiàn)面向全站設(shè)備的監(jiān)視、控制、告警及信息交互功能，完成數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視控制〔SCADA〕、操作閉鎖以及同步相量采集、電能量采集、維護(hù)信息管理等相關(guān)功能間隔層：繼電維護(hù)安裝、系統(tǒng)測控安裝、監(jiān)測功能組主IED等二次設(shè)備過程層：變壓器、斷路器、隔分開關(guān)、電流/電壓互感器等一次設(shè)備及其所屬的智能組件以及獨立的智能電子安裝處理方案智能變電站時間同步網(wǎng)典型組網(wǎng)方式方式一站控層采用SNTP/NTP授時，間隔層和過程層設(shè)備采用IRIG_B(DC)對時典型運用：陜西延安750KV智能變電站；方式二配置一套北斗/GPS雙衛(wèi)星時間同步系統(tǒng)；站控層采用SNTP/NTP授時，間隔層和過程層設(shè)備采用PTP對時,間隔層設(shè)備同時接納IRIG_B碼；典型運用：吉林長春南500KV智能變電站方式三配置雙套北斗/GPS,站控層、間隔層、過程層均采用PTP對時方式；AB網(wǎng)雙網(wǎng)雙備，同時具備兩個PTP主鐘在線任務(wù)，經(jīng)過BMC算法決策任務(wù)形狀典型運用：遼寧何家變220KV智能變電站處理方案方式一站控層采用SNTP/NTP授時，間隔層和過程層設(shè)備采用IRIG_B(DC)對時；不占用間隔層，過程層網(wǎng)絡(luò)資源，對時網(wǎng)獨立，各層之間采用“點對點〞方式銜接，用時設(shè)備大部分都具備IRIG_B碼對時接口，技術(shù)成熟，對時精度較高；單向授時，途徑時延扣除不一致，需求點對點接線，接線較多，施工繁雜，無法共享站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)資源，數(shù)字化變電站的數(shù)字化，網(wǎng)絡(luò)化的要求不一致；組網(wǎng)特點早期智能站通常采用的對時組網(wǎng)方式。處理方案方式一處理方案方式二站控層采用SNTP/NTP授時，間隔層和過程層設(shè)備采用PTP對時,間隔層設(shè)備同時接納IRIG_B碼，只需一個PTP主時鐘；是一個過渡方案，由點對點，單向授時，到共享網(wǎng)絡(luò)資源雙向授時的過渡，PTP技術(shù)的運用還不成熟，二次設(shè)備對PTP技術(shù)的支持還不可靠，對間隔層進(jìn)展了IRIG_B的冗余備份，保證間隔層對時間的平安運用，全站僅配置了一套對時設(shè)備，時間源頭的冗余配置不夠。組網(wǎng)特點2021年IEEE1588V2-2021發(fā)布后，數(shù)字化變電站開場運用這種以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)確時間同步技術(shù)。處理方案方式二處理方案方式三配置雙套北斗/GPS,站控層、間隔層、過程層均采用PTP對時方式；AB網(wǎng)雙網(wǎng)雙備，兩個PTP主鐘在線任務(wù)，經(jīng)過BMC算法決策任務(wù)形狀；AB網(wǎng)中心交換機(jī)作為外部時鐘失效后的備用PTP主鐘；共享網(wǎng)絡(luò)資源授時，站控層PTP與MMS共享網(wǎng)絡(luò)資源，間隔層、過程層PTP與GOOSE,SMV共享網(wǎng)絡(luò)資源；組網(wǎng)與數(shù)字化變電站的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造一致，沒有額外的銜接線；對PTP輸出的時間跳變進(jìn)展嚴(yán)厲控制，不得超越100ns;保證時鐘設(shè)備在缺點退出網(wǎng)絡(luò)運轉(zhuǎn)后重新進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)參與對時的平滑接入;組網(wǎng)特點現(xiàn)階段，這種以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)確時間同步技術(shù)在數(shù)字化變電站的IED設(shè)備的支持度高，檢測機(jī)構(gòu)也有針對性檢測，沒有強(qiáng)迫要求但設(shè)有委托性測試，也有相關(guān)的檢測規(guī)范正在制定，推進(jìn)該項技術(shù)的成熟和平安運用。處理方案方式三處理方案方式三時間同步管理方式調(diào)度主站組網(wǎng)特點一：時間同步監(jiān)測中，NTP采用客戶/效力器方式。該方式中，時間管理效力器為客戶端，被監(jiān)測設(shè)備為效力端。時間管理效力器定期向被監(jiān)測設(shè)備發(fā)送報文。時間管理效力器按照被監(jiān)測設(shè)備前往的時鐘報文計算時鐘偏向，但不會修正被監(jiān)測設(shè)備的時鐘監(jiān)測用途NTP與對時用途NTP的區(qū)分第一層維護(hù)，IP協(xié)議的訪問控制。對時NTP效力端僅存在于時鐘安裝，監(jiān)測NTP效力端存在于被監(jiān)測安裝，它們的IP地址不同，因此正確配置IP地址后，監(jiān)測的懇求不會與對時懇求混淆，保證了不同用途的NTP效力不會沖突。第二層維護(hù)，協(xié)議標(biāo)識的訪問控制。經(jīng)過ReferenceIdentifier字段區(qū)分監(jiān)測和對時的NTP效力。監(jiān)測的NTP不應(yīng)呼應(yīng)“TSSM〞標(biāo)識以外的懇求報文；對時的NTP那么不應(yīng)呼應(yīng)標(biāo)識為“TSSM〞的懇求。從而保證了任何情況下兩者不會沖突。時間同步管理方式站控層組網(wǎng)特點站控層監(jiān)控主機(jī)作為管理端，對時鐘安裝、測控安裝、缺點錄波安裝、PMU、智能終端的時鐘同步形狀進(jìn)展監(jiān)測管理，其監(jiān)測原理為NTP乒乓原理〔四時標(biāo)〕過程層組網(wǎng)特點對于智能終端和支持GOOSE的合并單元，時間同步監(jiān)測數(shù)據(jù)和設(shè)備形狀自檢數(shù)據(jù)都經(jīng)過GOOSE傳輸，其監(jiān)測原理為NTP乒乓原理〔四時標(biāo)〕，時間同步管理實施方案構(gòu)造圖時間同步管理實施方案全智能型變電站時間同步方式試點工程何家變組網(wǎng)特點全站采用DL/T860規(guī)范的自動化系統(tǒng)，站控層網(wǎng)絡(luò)采用MMS、G00SE、對時三網(wǎng)合一共享網(wǎng)絡(luò)資源授時，站控層PTP與MMS共享網(wǎng)絡(luò)資源，間隔層、過程層PTP與GOOSE,SMV共享網(wǎng)絡(luò)資源；組網(wǎng)與數(shù)字化變電站的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造一致，沒有額外的銜接線；對PTP輸出的時間跳變進(jìn)展嚴(yán)厲控制，不得超越100ns;保證時鐘設(shè)備在缺點退出網(wǎng)絡(luò)運轉(zhuǎn)后重新進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)參與對時的平滑接入;何家變試點工程構(gòu)造圖全智能型變電站時間同步重要性經(jīng)過交換機(jī)將MSV、GOOSE、時間同步網(wǎng)絡(luò)合并為一個物理網(wǎng)絡(luò)由于MSV、GOOSE數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸要經(jīng)過時間同步系統(tǒng)提供的時標(biāo)信息，所以時間同步系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性要得到保證！

技術(shù)特點兩網(wǎng)一致天地互備廣域同步依托北斗技術(shù)開展方向廣域時間頻率同步系統(tǒng)整體設(shè)計靈敏組態(tài)強(qiáng)化管理可控運轉(zhuǎn)規(guī)范接口開放兼容分級實施逐漸完善設(shè)計原那么技術(shù)開展方向廣域時間頻率同步系統(tǒng)技術(shù)開展方向廣域時間頻率同步系統(tǒng)組成技術(shù)開展方向廣域時間頻率同步系統(tǒng)廣域時間頻率同步，頻率時間兩網(wǎng)一致分級分層在線監(jiān)測，橫向縱向全覆蓋管理功能目的性能目的廣域同步時間精度整體優(yōu)于1us提供的BITS信號滿足ITUG.811、G.812、G.813的不同等級對時間同步精度進(jìn)展精度丈量，提供壓毫秒級的丈量數(shù)據(jù);技術(shù)開展方向廣域時間頻率同步技術(shù)技術(shù)開展方向廣域時間頻率同步技術(shù)同時提供同步的時間時辰信息，SDH通訊網(wǎng)需求的一致頻率信號源規(guī)范接口〔頻率傳輸提供2M信號，時間傳輸采用PTP協(xié)議〕，整體規(guī)劃，向上兼容，零散到整體，分布實施，逐漸完成。冗余設(shè)計，時間頻率的多源頭；時鐘內(nèi)部源靈敏配置；SDH光通訊網(wǎng)絡(luò)為網(wǎng)絡(luò)根底；多種輸出信號特性。功能和特點技術(shù)開展方向廣域時間頻率同步技術(shù)效力于電網(wǎng)暫態(tài)、動態(tài)數(shù)據(jù)分布采樣分布式測控系統(tǒng)同步采樣與控制如：廣域維護(hù)，廣域向量丈量，同步通訊；記錄事件的時間、事件發(fā)生的先后次序，查找事故的緣由、明晰事故發(fā)生過程；對缺點分析的時間精度有明確要求，行波缺點測距、雷電定位對時間同步精度要求優(yōu)于1us。效力于電網(wǎng)缺點分析技術(shù)開展方向廣域時間頻率同步技術(shù)效力于SDH同步通訊，提供BITS時鐘源外部時鐘源——直接利用外部輸入站時鐘〔2048kHz或2Mb/s〕線路時鐘源——從STM－N線路信號中提取時鐘每個SDH網(wǎng)絡(luò)單元中的SETPI模塊提供了輸出定時和輸入定時接口，接口具有G.7032Mbit/s的物理特性。外部提供的定時源普通有三種〔1〕PDH網(wǎng)同步中的2048kHZ同步定時源〔2〕同局中其他SDH網(wǎng)絡(luò)單元輸出的定時〔3〕同局中BITS輸出的時鐘。普通在較大的局站中，設(shè)備有稱為綜合定時供應(yīng)系統(tǒng)〔BITS〕的時鐘源。BITS接納國內(nèi)基準(zhǔn)或其他如GPS的定時基準(zhǔn)同步，具有堅持功能。局內(nèi)需求同步的SDH設(shè)備均受其同步。技術(shù)開展方向廣域時間頻率監(jiān)測技術(shù)強(qiáng)化管理可控運轉(zhuǎn)技術(shù)開展方向廣域時間頻率監(jiān)測技術(shù)信號缺乏外部時源信號形狀天線損壞天線形狀OEM板損壞OEM板形狀

時源異常時間延續(xù)性形狀

主晶振形狀主晶振形狀

時鐘硬件缺點設(shè)備硬件自檢形狀

時鐘電源缺點電源模塊形狀對時信號源或鏈路缺點對時接口形狀設(shè)備未對時對時接口形狀&對時效力形狀

對時信號異常時間延續(xù)性形狀授時設(shè)備形狀監(jiān)測受時設(shè)備/系統(tǒng)形狀監(jiān)測技術(shù)開展方向廣域時間頻率監(jiān)測技術(shù)站內(nèi)提供各授時、受時設(shè)備監(jiān)測安裝時間間的同步差值站間提供中心站與監(jiān)測安裝間的同步差值分級丈量，關(guān)聯(lián)形狀分析同步時鐘設(shè)備具備本身頻率同步性能的自檢信息，提供的BITS信號輸出SSM同步形狀信息，指示頻率源質(zhì)量。同步性能監(jiān)測頻率形狀監(jiān)測技術(shù)開展方向廣域時間頻率同步系統(tǒng)管理技術(shù)技術(shù)開展方向廣域時間頻率同步系統(tǒng)管理技術(shù)以調(diào)度管理層次為準(zhǔn)，進(jìn)展分級管理參與時間同步業(yè)務(wù)的一切的授時設(shè)備，電力行業(yè)業(yè)務(wù)設(shè)備和業(yè)務(wù)系統(tǒng)管理對象管理分級管理內(nèi)容一切與對時同步有關(guān)的形狀數(shù)據(jù)，丈量數(shù)據(jù)，主要來自時間同步在線監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)開展方向廣域時間頻率同步系統(tǒng)管理技術(shù)主要研討。1、研討組態(tài)方式，廠站端授時設(shè)備、用時設(shè)備的時間形狀信息接納到調(diào)度管理平臺后的表現(xiàn)方式；經(jīng)過橫向縱向比較動態(tài)分析分布各廠站的授時設(shè)備信息，把授時設(shè)備輸出的時間信號屬性正確客觀的反映出來，設(shè)備的任務(wù)形狀情況反映出來，根據(jù)查詢統(tǒng)計分析等手段對系統(tǒng)所管理的廠站端授時設(shè)備進(jìn)展檢修正造指點；2、經(jīng)過對授時設(shè)備和用時設(shè)備的時間形狀信息進(jìn)展比較分析，了解用時設(shè)備的實踐用時情況，并對用時設(shè)備進(jìn)展時間功能的檢修正造指點；3、完成廠站端時間設(shè)備的運轉(zhuǎn)情況統(tǒng)計考核，并對分析結(jié)果打印上報；4、思索時間精度遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)建立過程中，針對廠站端已建立的授時設(shè)備，如何進(jìn)展管理和檢測。5、完成對全網(wǎng)內(nèi)各分布站點的時間同步系統(tǒng)從授時到用時設(shè)備的全面管理和監(jiān)測。技術(shù)開展方向廣域時間頻率同步系統(tǒng)管理技術(shù)發(fā)掘授時設(shè)備輸出時間自然屬性，智能分析授時設(shè)備的任務(wù)形狀；建立搜集的授時設(shè)備的內(nèi)部各時間源時間和形狀信息的關(guān)聯(lián)性，以及輸出時間與一切輸入時間之間的數(shù)據(jù)差值，從眾多的信息中提取設(shè)備輸出時間的穩(wěn)定性，延續(xù)性，可靠性，智能分析其授時的精度情況，可用情況；建立各信息間的關(guān)聯(lián)性以及發(fā)掘時間自然屬性的