智能电网时间同步方案(2)

第12期杨京渝:智能电网时间同步方案·37·

全球卫星导航系统。北斗由空间卫星、地面中心控制系统和用户终端组成。

北斗一号空间部分由2颗地球同步导航卫星和1颗在轨备用卫星组成，这3颗卫星距离地面约3600km，140．0°和分别位于赤道面东经80．0°，110．5°，由它们完成中心控制系统与用户收发机之间的双向无线电信号转发。地面中心控制系统由1个中心控制站、若干个卫星定轨标校站、差分定位标校站和测高标校站组成。地面控制中心不仅是北斗的控制和管理中心，而且还是北斗的中枢，它由信号收发分系统、信息处理分系统、时间分系统、监控分系统和信道监控分系统等组成。用户终端由信号接收天线、混频和放大电路、发射装置、信息输入键盘和显示器等组成，根据执行任务的不同，用户终端分为通信终端、卫星测轨终端、差分定位标校终端和授

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时终端等。

北斗卫星授时功能具有安全、准确、全天候和通用的特点，具有单向和双向2种授时功能，根据不同的精度要求，利用定时用户终端完成与北斗之间的时间和频率同步，提供100ns(单向授时)和20ns(双向授时)的时间同步精度。目前，华东电网公司所管辖的富春江水电站、新安江水电站、南京东善桥变电站、上海南汇变电站安装的北斗授时监控装置运行稳定、安全可靠，各项技术指标完全达到设计要求。

非系统的全局同步;各个电厂、变电站、调度中心都

是时间孤岛，各机房的时间系统也没有统一的精度要求和安全标准。

现在的电力系统运行管理形成了以调度自动化系统为中心的主站系统，以电站监控(包括发电厂、变电站、开关站等)为主的子站系统。由于主站、子

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站的运行模式不同，对授时精度的要求也不同。针对该问题，笔者分别给出了主站系统和子站系统的时间同步方案。5．1

主站系统时间同步方案

主站系统通常由分布在网公司、省(自治区、直辖市)公司、市(地)公司、县公司的多级系统组成，所管理的电压等级、管理范围和用户不同，因此，要各司其职，完成综合管理功能;主站系统通过电力调度运行管理网络，互联成为大型管理信息系统(MIS)，由于应用系统间信息交换的需要，系统之间是互联的，所以接入的计算机数量较大

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。

主站系统主要包括电能量采集装置、负荷/用电监控终端装置、电气设备在线状态检测或自动记录仪、控制/调度中心数字显示时钟、火电厂/水电厂/变电站计算机监控系统、监控与数据采集(SCADA)系统/能源管理系统(EMS)、电能计费系统(PBS)、继电保护及保障信息管理系统、电力市场技术支持系统、负荷监控/用电管理系统、配电自动化管理系调度管理信息系统(DMIS)、管理信息系统统、

(MIS)等。这些管理系统对时间精度的要求为秒级，授时精度达到0．01s即可。主站授时网络结构如图1所示

。

4IEEE1588时间协议

为提高广域时间同步精度，网络精密时钟同步

委员会在2002年年底发布了适用于网络化测量和——IEEE控制系统的高精度网络时钟同步协议—

1588协议［7］。该协议具有占用网络带宽小、对系统资源要求低等优点，采用时间分布机制和时间调度概念，客户机可使用普通振荡器，通过软件调度与主控机的主时钟保持同步，过程简单、可靠，能够达到亚微秒级的同步精度;另外，协议中各类同步报文均是基于用户数据报协议与网络协议(UDP/IP)的多播报文发送，非常适合在目前技术成熟的以太网上实现，是公认的最有发展前途的网络时钟同步协议。

5时间同步方案

积极开展智能电网时钟同步技术的研究，既是电力科学技术发展的要求，也是保证我国智能电网建设顺利完成的前提条件。目前，电力系统中的时间同步大多处于各自为政的状态，缺乏全局考虑，多数应用都只针对某个具体问题，不同装置各自配置独立的GPS接收机，仅实现装置内的局部同步，而

图1主站授时网络结构图

由图1可知，主站系统以北斗/GPS互为备用作

为该系统的时钟源，采用高稳恒温晶体振荡器(OCXO)作为本地时钟，运用北斗和GPS双模授时

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