保障電網(wǎng)全網(wǎng)時間同步的授時系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種保障電網(wǎng)全網(wǎng)時間同步的授時系統(tǒng)，包括設(shè)于電網(wǎng)中的變電站，所述變電站設(shè)有用于與GPS/北斗衛(wèi)星進行對時的對時模塊以及可控銣原子鐘。所述變電站還設(shè)有時鐘監(jiān)控裝置，所述時鐘監(jiān)控裝置用于監(jiān)測對時模塊的2路GPS/北斗時鐘。所述時鐘監(jiān)控裝置設(shè)有供銣鐘對時車進行校準(zhǔn)的可控銣鐘接口。所述時鐘監(jiān)控裝置還與其所在變電站中的可控銣原子鐘連接。本實用新型還包括電力專用通信網(wǎng)，每個變電站內(nèi)的時鐘監(jiān)控裝置均連接在該電力專用通信網(wǎng)中。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，精度高，可保證在較長一段時間內(nèi)滿足電網(wǎng)安全運行要求。
【專利說明】保障電網(wǎng)全網(wǎng)時間同步的授時系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電網(wǎng)中的時間同步系統(tǒng)，具體地指一種保障電網(wǎng)全網(wǎng)時間同步的授時系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴大和自動化水平的提高，不僅作為電網(wǎng)基本組成單元的變電站、發(fā)電廠和調(diào)度中心內(nèi)部眾多與時間有密切關(guān)系的自動化設(shè)備和數(shù)字化控制系統(tǒng)對統(tǒng)一、精確授時的依賴程度越來越高，而且電網(wǎng)內(nèi)對發(fā)生事件的記錄，如電網(wǎng)故障時刻的確認、事件記錄和告警時間的準(zhǔn)確統(tǒng)一、系統(tǒng)運行狀況、性能分析等對時間精度的要求越來越高。為了保證系統(tǒng)時間的統(tǒng)一性，目前電網(wǎng)中主要是利用全球定位系統(tǒng)(GPS)/北斗提供精確授時，對系統(tǒng)時鐘進行校準(zhǔn)。
[0003]然而，GPS受美國軍方控制.其可用性及授時精度受制于美國的GPS政策，存在一定的風(fēng)險和不可依賴性。我國的北斗星衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由于衛(wèi)星數(shù)量有限，精度尚不滿足電力系統(tǒng)要求，尚未大規(guī)模使用。在這種情況下，極有可能出現(xiàn)電網(wǎng)系統(tǒng)時鐘長時間沒有校準(zhǔn)的情況，積累誤差，造成相當(dāng)可觀的時鐘誤差，將會對電網(wǎng)安全、經(jīng)濟、優(yōu)質(zhì)運行，事故分析及運營科學(xué)管理造成嚴(yán)重影響。例如:總調(diào)EMS系統(tǒng)對網(wǎng)內(nèi)省際間聯(lián)絡(luò)線送受電力的考核，由于各省(區(qū))調(diào)的EMS系統(tǒng)的時鐘系統(tǒng)及相互間的誤差，使得各級調(diào)度EMS主站采集并記錄打印出的每IOmin送受電力分量和總加值存有差異；當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生事故時，EMS主站采集并記錄事故廠站有關(guān)斷路器動作的時間與繼電保護設(shè)備記錄的斷路器動作時間不一致，而且偶有出現(xiàn)相關(guān)斷路器動作先后順序與實際動作順序不符；電網(wǎng)電量采集與計費系統(tǒng)，每分鐘采集相關(guān)計量測點電量并統(tǒng)計計算出結(jié)算電費，也由于不同主站系統(tǒng)時鐘系統(tǒng)的誤差原因，針對某一時刻的電量值總是存有差異等。
[0004]總之，在GPS/北斗全網(wǎng)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)時鐘的基礎(chǔ)上，建立健全全網(wǎng)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)時鐘備用對時系統(tǒng)是非常必要的，也是急需的。另外，DCLS時延補償、NTP(Network Time Protocol網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議)和P(Precision Time Protocol精確時間對時)等時間同步系統(tǒng)組網(wǎng)的方式，可保證區(qū)域電網(wǎng)的時間統(tǒng)一，但是實現(xiàn)全網(wǎng)時間統(tǒng)一，將耗費大量的通信資源，不利于電網(wǎng)安全運行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的就在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種保障電網(wǎng)全網(wǎng)時間同步的授時系統(tǒng)，該授時系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，精度高，利于實際電網(wǎng)中的應(yīng)用。
[0006]實現(xiàn)本實用新型目的采用的技術(shù)方案是:一種保障電網(wǎng)全網(wǎng)時間同步的授時系統(tǒng)，包括設(shè)于電網(wǎng)中的變電站，所述變電站設(shè)有用于與GPS/北斗衛(wèi)星進行對時的對時模塊以及可控銣原子鐘。
[0007]在上述技術(shù)方案中，所述變電站還設(shè)有時鐘監(jiān)控裝置，所述時鐘監(jiān)控裝置用于監(jiān)測對時模塊的2路GPS/北斗時鐘。[0008]在上述技術(shù)方案中，所述時鐘監(jiān)控裝置設(shè)有供銣鐘對時車進行校準(zhǔn)的可控銣鐘接□。
[0009]在上述技術(shù)方案中，所述時鐘監(jiān)控裝置還與其所在變電站中的可控銣原子鐘連接。
[0010]進一步地，保障電網(wǎng)全網(wǎng)時間同步的授時系統(tǒng)還包括電力專用通信網(wǎng)，每個變電站內(nèi)的時鐘監(jiān)控裝置均連接在該電力專用通信網(wǎng)中。
[0011]本實用新型在對時模塊運行正常情況下，電網(wǎng)內(nèi)變電站系統(tǒng)通過對時模塊與GPS/北斗衛(wèi)星進行對時，獲取高精度時鐘，并在一定時間周期內(nèi)，校準(zhǔn)該變電站內(nèi)可控銣原子鐘；在對時模塊運行非正常情況下，網(wǎng)內(nèi)變電站系統(tǒng)從站內(nèi)可控銣原子鐘獲取高精度時鐘，由于銣原子鐘時間精度為1.6X10 —6S,相對于電網(wǎng)系統(tǒng)需求的時間精度ms級，可保證在較長一段時間內(nèi)滿足電網(wǎng)安全運行要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型保障電網(wǎng)全網(wǎng)時間同步的授時系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為圖1中變電站內(nèi)的連接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖3為圖1中變電站內(nèi)的另一種連接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖4為本實用新型保障電網(wǎng)全網(wǎng)時間同步的授時系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的說明。
[0017]實施例1
[0018]如圖1所示，保障電網(wǎng)全網(wǎng)時間同步的授時系統(tǒng)包括設(shè)于電網(wǎng)中的變電站，所述變電站設(shè)有用于與GPS/北斗衛(wèi)星進行對時的對時模塊以及可控銣原子鐘。
[0019]本實施例中，可以通過在重要變電站/換流站或者全體變電站配置一可控銣原子鐘，保障網(wǎng)內(nèi)變電站時間統(tǒng)一。在對時模塊運行正常情況下，電網(wǎng)內(nèi)變電站系統(tǒng)通過與GPS/北斗衛(wèi)星進行對時，獲取高精度時鐘，并在一定時間周期內(nèi)，校準(zhǔn)該變電站內(nèi)可控銣原子鐘；在對時模塊運行非正常情況下，網(wǎng)內(nèi)變電站系統(tǒng)從站內(nèi)可控銣原子鐘獲取高精度時鐘，由于銣原子鐘時間精度為1.6X10 —6S,相對于電網(wǎng)系統(tǒng)需求的時間精度ms級，可保證在較長一段時間內(nèi)滿足電網(wǎng)安全運行要求；另外，考慮到可能存在對時模塊超長時間內(nèi)非正常運行以及所有變電站安裝可控銣原子鐘存在時間周期與進度安排，采用銣鐘對時車移動式對時方式，對尚未安裝可控銣原子鐘的變電站進行對時以及對超長時間未校準(zhǔn)的站內(nèi)可控銣原子鐘進行對時，銣鐘對時車在執(zhí)行任務(wù)前，需與調(diào)度中心銫原子鐘對時。
[0020]實施例2
[0021]為了保障站內(nèi)授時系統(tǒng)的可信度，站內(nèi)授時系統(tǒng)采用雙GPS/北斗時鐘冗余設(shè)計，即在實施例1保障電網(wǎng)全網(wǎng)時間同步的授時系統(tǒng)的變電站內(nèi)增加一時鐘監(jiān)控裝置，通過時鐘監(jiān)控裝置監(jiān)測2路對時模塊時鐘，并分析判斷，考慮到變電站安裝可控銣鐘的時間周期，時鐘監(jiān)控裝置保留一可控銣鐘接口，保障時鐘監(jiān)控裝置輸出至擴展時鐘的時鐘可信、準(zhǔn)確。
[0022]本實施例系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示，時鐘監(jiān)控裝置至擴展時鐘的輸出信號與對時模塊主時鐘I 一致。時鐘監(jiān)控裝置在變電站系統(tǒng)每個對時周期內(nèi)，分別從對時模塊主時鐘1、主時鐘II獲取時鐘信號，進行對比分析、控制輸出:若主時鐘1、主時鐘II運行正常，時鐘在允許誤差內(nèi)，保持時鐘輸出信號不變；若主時鐘I或主時鐘II運行失步，兩路主時鐘偏差較大，時鐘監(jiān)控裝置通知調(diào)度中心，調(diào)度中心安排銣鐘對時車進站，將移動式可控銣原子鐘接入時鐘監(jiān)控裝置預(yù)留接口進行分析，時鐘監(jiān)控裝置取接入的移動式可控銣原子鐘的時鐘信號以該移動式可控銣鐘的時鐘作為基準(zhǔn)進行比對，偏差大的即為失步時鐘，時鐘監(jiān)控裝置立即切換輸出信號保持與正常主時鐘一致；若對時模塊受到干擾或者主時鐘損壞，兩路或一路主時鐘無對時信號輸出，時鐘監(jiān)控裝置通知調(diào)度中心，調(diào)度中心安排銣鐘對時車進站，將移動式可控銣原子鐘接入時鐘監(jiān)控裝置預(yù)留接口，時鐘監(jiān)控裝置立即切換輸出信號保持與移動式可控銣原子鐘一致。
[0023]實施例3
[0024]為了進一步保障站內(nèi)授時系統(tǒng)的可信度，本實施例在實施例2授時系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，時鐘監(jiān)控裝置還與變電站中的可控銣原子鐘連接。
[0025]本實施例系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示，時鐘監(jiān)控裝置至擴展時鐘的輸出信號與對時模塊主時鐘I 一致。時鐘監(jiān)控裝置在變電站系統(tǒng)每個對時周期內(nèi)，分別從對時模塊主時鐘1、主時鐘I1、可控銣鐘獲取時鐘信號，進行對比分析、控制輸出:若主時鐘1、主時鐘II運行正常，時鐘在允許誤差內(nèi)，保持時鐘輸出信號不變，并判斷是否達到銣鐘校準(zhǔn)周期，校準(zhǔn)可控銣鐘；若主時鐘I或主時鐘II運行失步，兩路主時鐘偏差較大，時鐘監(jiān)控裝置取可控銣鐘的時鐘信號以可控銣鐘的時鐘作為基準(zhǔn)進行比對，偏差大的即為失步時鐘，時鐘監(jiān)控裝置立即切換輸出信號保持與正常主時鐘一致，并通知調(diào)度中心；若對時模塊信號受到干擾或者主時鐘損壞，兩路或一路主時鐘無對時信號輸出，時鐘監(jiān)控裝置立即切換輸出信號保持與可控銣原子鐘一致，并通知調(diào)度中心，調(diào)度中心安排銣鐘對時車進站，將移動式可控銣原子鐘接入時鐘監(jiān)控裝置預(yù)留接口，時鐘監(jiān)控裝置立即切換輸出信號保持與移動式可控銣原子鐘一致。
[0026]如圖4所示，本實用新型還可以借助變電站已有的電力專用通信網(wǎng)絡(luò)，在調(diào)度中心設(shè)置一全網(wǎng)時鐘監(jiān)測中心，將每個變電站內(nèi)的時鐘監(jiān)控裝置針對站內(nèi)對時模塊的失步、損壞信息以及可控銣鐘的誤差信息上傳至監(jiān)測中心，以便運行維護人員及時采取必要的措施，保障電網(wǎng)時間統(tǒng)一；以便統(tǒng)計在役可控銣鐘的誤差，發(fā)現(xiàn)并及時更換誤差偏大的銣原子鐘。
【權(quán)利要求】
1.一種保障電網(wǎng)全網(wǎng)時間同步的授時系統(tǒng)，包括設(shè)于電網(wǎng)中的變電站，其特征在于:所述變電站設(shè)有用于與GPS/北斗衛(wèi)星進行對時的對時模塊以及可控銣原子鐘。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述保障電網(wǎng)全網(wǎng)時間同步的授時系統(tǒng)，其特征在于:所述變電站還設(shè)有時鐘監(jiān)控裝置，所述時鐘監(jiān)控裝置用于監(jiān)測對時模塊的2路GPS/北斗時鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述保障電網(wǎng)全網(wǎng)時間同步的授時系統(tǒng)，其特征在于:所述時鐘監(jiān)控裝置設(shè)有供銣鐘對時車進行校準(zhǔn)的可控銣鐘接口。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述保障電網(wǎng)全網(wǎng)時間同步的授時系統(tǒng)，其特征在于:所述時鐘監(jiān)控裝置還與其所在變電站中的可控銣原子鐘連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述保障電網(wǎng)全網(wǎng)時間同步的授時系統(tǒng)，其特征在于:還包括電力專用通信網(wǎng)，每個變電站內(nèi)的時鐘監(jiān)控裝置均連接在該電力專用通信網(wǎng)中。
【文檔編號】G04R20/02GK203455626SQ201320533629
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月29日
【發(fā)明者】連建紅, 魏晉蒙, 董鋒, 劉帥, 原潔, 趙麗君, 張保強, 廖源, 王圓圓, 王敬一 申請人:國家電網(wǎng)公司, 山西省電力公司晉城供電分公司, 國網(wǎng)電力科學(xué)研究院武漢南瑞有限責(zé)任公司