电力系统时间同步方案_于跃海

电力系统中时间同步技术的应用卢晓颖【摘要】介绍我国目前常用的两种卫星导航系统的发展及现状,着重介绍我国自主研发的北斗卫星导航系统在电力系统中的应用分析IEEE1588协议在时间同步系统中的实现方式,根据电力系统的实际情况介绍时间同步技术的应用及运行方式.【期刊名称】《农业科技与装备》【年(卷),期】2013(000)005【总页数】3页(P65-66,69)【关键词】电力系统;时间同步技术;北斗卫星导航系统;IEEE1588【作者】卢晓颖【作者单位】沈阳易讯科技股份有限公司,沈阳110168【正文语种】中文【中图分类】P228.4随着电力系统规模的不断发展以及自动化水平的不断提高，对系统时钟同步的精度和准确性提出了更高的要求。

电力系统的故障分析、监视控制及运行管理都需要建立在统一的时间基准之上。

全网范围内的时间与频率的统一是电力系统建设与发展的重要基础。

目前，电力系统中的时钟主要采用GPS信号接收单元、并以GPS信号为主的外部时间基准。

实践证明，GPS由于自身的问题，已经不能满足电力系统对精确时间同步系统的要求。

当前的电力系统时间同步性很差，制约了电力系统综合性能的提高。

迫切需要新的时间同步方式来解决现代电力系统的时间同步问题。

为此，提出全网时间同步方案，采用北斗/GPS互为备用作为电网的时钟源，给出全网时间同步框架以及IEEE1588时间协议的具体应用。

该方案不仅可以在很大程度上保证全网时间同步质量，而且大大提高了电网运行的安全性和可靠性。

GPS起始于1958年美国军方的一个项目，1964年投入使用。

20世纪70年代，美国陆海空三军联合研制了新一代卫星定位系统GPS，主要用于为陆海空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，并进行情报收集、核爆监测和应急通讯等军事活动。

经过20余a的研究与试验，到1994年，全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座已布设完成，21颗工作星和3颗备用星工作在互成30°的6条轨道上。

电力系统综合对时系统简介电力系统对时是保证电力行业正常运行的重要环节之一。

在电力系统中，精准的时间同步是确保电力设备协同运行以及电网互联互通的前提。

为了解决电力系统时间同步问题，现代电力系统使用电力系统综合对时系统。

电力系统综合对时系统的定义电力系统综合对时系统是指将多个时钟信号进行统一处理，达到精准对时和同步的系统。

该系统采用GPS、北斗导航卫星、本地时钟等进行多路同步，通过对这些信号进行数据融合处理，可以让整个电力系统中的设备拥有精确的同步时间。

电力系统综合对时系统的功能电力系统综合对时系统具有以下功能：1.精准对时：通过多路信号进行同步，实现全局时间同步准确至微秒级别。

2.数据融合：将多路信号进行数据融合处理，提高时间同步精度。

3.非依赖网络：该系统具有独立的网络系统，不依赖外部网络进行通讯和同步。

4.自主时间纠正：该系统能够自主进行时间纠正，确保时间同步的准确性。

电力系统综合对时系统的应用电力系统综合对时系统应用于以下领域：1.电力调度：保证调度中心和各个变电站的时间同步精度，确保设备同步协调运行。

2.负荷控制：通过精准的时间同步和数据融合，实现对电网的快速响应和有效控制。

3.告警监控：实现告警与记录同步，确保对电力事件的及时响应与处理。

电力系统综合对时系统的优势相比传统的时钟同步技术，电力系统综合对时系统具有以下优势：1.精度高：通过多种信号的数据融合处理，确保时间同步精度达到微秒级别。

2.可靠性高：该系统具有自主时间纠正功能，能够自主处理时间误差，保证时间同步的准确性。

3.可扩展性强：该系统具有完备的硬件和软件支持体系，可以根据实际情况进行扩展和升级。

4.应用范围广：电力系统综合对时系统能够应用于电力系统的多个领域，应用范围广泛。

电力系统综合对时系统的应用，让电力设备之间的时间同步变得更加精准，在确保电力运行的安全和稳定性方面具有重要作用。

随着电力系统的不断升级和现代化，电力系统综合对时系统的使用将变得越来越广泛。

《利用GPS授时实现电力系统广域时间同步》篇一一、引言随着电力系统规模的扩大和复杂性的增加，广域时间同步成为了保证电力系统稳定运行的重要环节。

GPS（全球定位系统）授时技术以其高精度、高稳定性的特点，成为了实现电力系统广域时间同步的最佳选择。

本文将详细探讨GPS授时技术的基本原理、应用优势及在电力系统中的应用方案。

二、GPS授时技术的基本原理GPS授时技术主要通过GPS卫星发送的信号实现。

其工作原理主要分为三部分：卫星信号的发射与接收、信号的传输与处理以及时间的输出与同步。

首先，GPS卫星以固定的频率发送包含时间信息的信号。

这些信号被地面设备接收后，经过处理，可以获取到精确的时间信息。

其次，通过信号的传输与处理，地面设备可以将这些时间信息实时地传输给电力系统中的各个节点。

最后，通过时间的输出与同步，各个节点可以与主时钟保持一致，从而实现广域时间同步。

三、GPS授时在电力系统中的应用优势1. 高精度：GPS授时技术可以提供纳秒级的时间精度，保证了电力系统各个节点的时钟准确同步。

2. 高稳定性：GPS授时技术不受外界干扰，具有很高的稳定性，能够保证电力系统的稳定运行。

3. 易于维护：利用GPS授时技术可以实现集中化管理，便于维护和故障排除。

四、电力系统中的GPS授时应用方案1. 搭建GPS授时系统：在电力系统中搭建独立的GPS授时系统，接收并处理GPS信号，提供准确的时间信息。

2. 广域时间同步网络构建：利用搭建的GPS授时系统，构建广域时间同步网络，将时间信息实时传输到电力系统的各个节点。

3. 时间同步协议设计：根据电力系统的需求，设计合适的时间同步协议，确保各个节点之间的时间同步。

4. 系统调试与优化：对搭建的GPS授时系统和广域时间同步网络进行调试和优化，确保其稳定、可靠地运行。

五、实际应用案例分析以某大型电力系统为例，采用GPS授时技术实现广域时间同步。

通过搭建独立的GPS授时系统，成功地将纳秒级精度的时间信息实时传输到电力系统的各个节点。

《利用GPS授时实现电力系统广域时间同步》篇一一、引言在电力系统的运行中，时间同步是一项至关重要的技术。

广域时间同步对于电力系统的稳定、安全和高效运行起着至关重要的作用。

GPS（全球定位系统）授时以其高精度、高稳定性和高可用性的特点，已经成为实现电力系统广域时间同步的首选方法。

本文将探讨如何利用GPS授时技术实现电力系统广域时间同步，并分析其优势和挑战。

二、GPS授时技术概述GPS授时技术是通过全球定位系统获取精确时间信息的技术。

它利用GPS卫星信号，将精确的时间信息传输到地面设备，从而实现时间的同步。

GPS授时技术具有高精度、高稳定性、高可用性等特点，能够满足电力系统对时间同步的高要求。

三、利用GPS授时实现电力系统广域时间同步的原理1. GPS接收器：在电力系统中，安装GPS接收器，接收来自GPS卫星的信号。

2. 时间信息提取：从GPS信号中提取出精确的时间信息。

3. 时间同步：将提取的时间信息与电力系统的时钟进行同步，确保整个电力系统的时钟保持一致。

4. 广域传播：通过通信网络，将同步的时间信息传播到电力系统的各个部分，实现广域时间同步。

四、GPS授时在电力系统广域时间同步中的应用优势1. 高精度：GPS授时技术能提供高精度的时间信息，确保电力系统时钟的准确性。

2. 高稳定性：由于GPS授时技术具有高稳定性，能抵抗各种干扰，保证时间同步的稳定性。

3. 高可用性：GPS授时技术具有高可用性，能在各种环境下正常工作，保证电力系统的正常运行。

4. 便于维护：通过集中管理的方式，可以方便地对电力系统中的GPS授时设备进行维护和升级。

五、面临的挑战与解决方案1. 信号遮挡与干扰：在电力系统中，某些区域可能存在GPS 信号遮挡或干扰的问题。

为解决这一问题，可以采取增加GPS接收器数量、优化安装位置、使用抗干扰技术等措施。

2. 通信网络问题：在广域时间同步过程中，通信网络的质量直接影响着时间同步的准确性。

《利用GPS授时实现电力系统广域时间同步》篇一一、引言在电力系统的运行中，时间同步是确保系统稳定、高效运行的关键因素之一。

广域时间同步技术，尤其是利用全球定位系统（GPS）授时技术，已经成为现代电力系统不可或缺的组成部分。

本文将详细探讨如何利用GPS授时实现电力系统广域时间同步，分析其重要性、原理及具体实现方法，并探讨其在实际应用中的优势与挑战。

二、GPS授时在电力系统时间同步中的重要性1. 提高系统稳定性：电力系统中的各种设备和组件需要精确的时间同步，以确保其协调运行。

GPS授时技术能够提供高精度的时间同步，从而提高电力系统的稳定性。

2. 优化调度管理：准确的时间同步有助于电力系统的调度管理，实现资源的优化配置，降低运营成本。

3. 故障诊断与恢复：在电力系统出现故障时，精确的时间同步有助于快速定位故障，缩短故障恢复时间。

三、GPS授时原理及在电力系统中的应用1. GPS授时原理：GPS授时技术通过接收GPS卫星信号，获取精确的时间和频率信息。

这些信息包括秒脉冲、周跳等信息，可以用于校准本地时钟，实现精确的时间同步。

2. 电力系统中的应用：在电力系统中，可以通过安装GPS接收装置，获取精确的时间信息。

这些时间信息可以用于校准电力系统中的各种设备和组件，实现广域时间同步。

四、利用GPS授时实现电力系统广域时间同步的具体方法1. 确定授时系统架构：根据电力系统的规模和需求，设计合理的授时系统架构。

该架构应包括GPS接收装置、时间信息处理单元、通信网络等部分。

2. 安装GPS接收装置：在电力系统的关键节点和设备上安装GPS接收装置，确保能够接收到稳定的GPS信号。

3. 校准本地时钟：利用GPS接收装置获取的精确时间信息，校准本地时钟，确保其与GPS时间保持一致。

4. 实现广域时间同步：通过通信网络将校准后的时间信息传递给电力系统中的其他设备和组件，实现广域时间同步。

五、利用GPS授时实现电力系统广域时间同步的优势与挑战1. 优势：（1）高精度：GPS授时技术能够提供高精度的时间信息，确保电力系统中的设备和组件实现精确的时间同步。

ICS XX. XX Q/GDW国家电网公司企业标准Q/GDW XXX.1-200X 电网时间同步系统技术规范Technical Specification for Time Synchronism Systemof Grid（征求意见稿）2008年01月200X-XX-XX发布200X-XX-XX实施国家电网公司发布前言目前，我国电网各厂站和调度控制中心主站大多配备了以GPS为主的分散式时间同步系统，各网、省公司也出台了相应的技术规范。

但由于缺少统一技术要求和配置标准，也缺乏时钟同步和时间精度检测的有效手段，现有时间同步系统配置不尽相同，运行情况也不够稳定，部分时钟设备时间精度不能满足要求。

由调度自动化系统、变电站自动化系统、故障录波装置和安全自动装置等电力二次系统或设备提供的事件记录数据，存在时间顺序错位，难以准确描述事件顺序，不能给电网事故分析提供有效的技术支持。

为了规范、指导我国电网时间同步系统的设计、建设和生产运行，满足电网事故分析的要求，特制订《电网时间同步系统技术规范》。

《电网时间同步系统技术规范》根据国内外涉及时间统一技术的有关标准、规范和要求，本着“资源整合，信息共享”的原则，结合我国电网的工程实践和时间同步系统的现状制订而成，其要点如下：规范时间同步系统结构、功能和技术要求；规范调度主站、变电站的时间同步系统配置标准；规范时间同步系统电气接口和信号类型；统一IRIG-B 时码实现电力二次设备与时间同步系统的对时；结合技术的发展，构建基于地面时钟源的电网时间同步系统。

本标准由国家电网公司生产技术部提出。

本标准由国家电网公司科技部归口。

本标准由江苏省电力公司江苏电力调度通信中心负责起草，国家电网公司国家电力调度通信中心、江苏省电力设计院、江苏省电力试验研究院、中国电力科学研究院、上海电力调度通信中心等单位参加编制。

本标准的主要起草人：目次前言1 范围 (4)2 引用标准 (5)3 术语与定义 (6)4 时间同步系统结构 (7)5 时间同步系统功能 (8)5.1 系统功能 (8)5.2 主时钟功能 (8)5.3 接口扩展装置功能 (10)6 时间同步系统技术要求与技术指标 (10)6.1 时间同步信号类型 (10)6.2 时间同步信号接口 (13)6.3 时间同步信号传输 (15)6.4 技术指标 (15)7 时间同步系统配置规范 (17)7.1 主站配置要求 (17)7.2 变电站配置要求 (17)8 电网二次设备的时间同步技术要求 (18)附录A（资料性附录）时间同步系统的测试方法 (19)附录B（资料性附录）主站时间同步系统的配置 (27)附录C（资料性附录）变电站时间同步系统的配置 (29)附录D（资料性附录） IRIG-B时码 (37)本规范规定了时间同步系统的组成、技术要求、各电力二次设备时间同步准确度的要求以及现场测试方法等内容。

浅谈电力系统时钟同步（北京创想京典科技）电力系统时钟同步系统是利用全球定位系统GPS时钟对电厂、变电站的计算机监控系统、测控装置、线路微机保护装置、故障录波装置、电能量计费系统等进行统一对时，实现整个电厂、变电站的时钟完全统一。

全网时钟不同步会造成一些较为特殊的故障，如数据和信息丢失、SOE事件信息逻辑混乱、某些工作站死机甚至系统瘫痪。

因此，时钟同步是影响电力系统运行稳定性和可靠性的重要因素之一。

1.1 GPS对时GPS是美国于1993年全面建成并运行的新一代卫星导航、定位和对时系统。

GPS系统由地面控制部分（监控主站），空间部分（GPS卫星），用户部分（接收机）组成。

GPS对时是利用GPS卫星搭载的高精度原子钟，产生基准信号和时间标准，提供覆盖全球的时间服务，其授时精度高达20亿分之一秒。

电力系统主要是利用GPS精确对时的特点。

GPS接收器在任意时刻能同时接收其视野范围内4-8颗卫星信号，其内部硬件电路和处理软件对接收到的信号进行解码和处理，从中提取并输出两种时间信号：（1）时间间隔为1s的脉冲信号PPS，其脉冲前沿与国际标准时间（格林威治时间）的同步误差不超过1μs；（2）经串行口输出的与PPS脉冲前沿对应的国际标准时间和日期代码。

若以PPS信号作为标准时钟源去同步电网内运行的各个时钟，则能保证各厂站时钟的高精确度同步运行[2]。

1.2 时钟同步原理现代电力系统安装了各种自动化设备，如测控装置，RTU，故障录波器，微机保护装置，分时电能表等，这些自动化设备内部都有实时时钟。

实时时钟实际上都是电子钟。

电子钟不可避免的会有误差：（1）初始值设置不准确；（2）石英晶体振荡频率误差及其频率振荡的温度漂移和老化漂移；（3）电路中电容器电容量的变化等。

随着时间的推移，累积误差会越来越大。

所以需要对电子钟进行定时校准。

其原理就像我们日常校对手表的方式一样，隔一定时间间隔根据某时间基准信号设置一次。

这个实现时钟自动校对的过程称为时钟同步。

电力时间同步系统的建设方案
张岚;张斌
【期刊名称】《电力系统通信》
【年(卷),期】2007(28)1
【摘要】在对南方电网中多个大型电厂、变电站、调度中心等时间同步系统建设现状的详细调研基础上,总结了电力自动化应用系统对时间精度的要求,以及主要采用的时间同步技术、对时方式、对时过程,建设程度等,并分析了现有厂站时间同步系统建设中存在的一些问题,阐述了站内时间同步系统组成和各组成部分的性能要求及统一的对时方式,提出了在覆盖全地区/省电网的时间同步网还未建成的情况下,目前首要重任是建设好时间同步网的子系统--电网中各个电厂(站)的时间同步系统.以变电站时间同步系统的建设为例,提出了几种可行的站内时间同步系统的建设方案.
【总页数】5页(P23-27)
【作者】张岚;张斌
【作者单位】华南理工大学,电子与信息学院,广东,广州,510641;广东省电力设计研究院,网络信息部,广东,广州,510600
【正文语种】中文
【中图分类】TN91
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1.广西电力计划部门推出加快电网建设为南博会提供强有力电力支撑的工作方案[J], 邓庆健
2.防御边界威胁保障电力调度——H3C边界防护解决方案助力贵州电力网络建设[J], 杭州华三通信技术有限公司
3.电力时间同步系统在线监测方案 [J], 李信;滕玲;熊洪樟;高强;卢立峰;汪洋
4.基于电力通信网的时间同步系统建设研究 [J], 王妙心;滕玲
5.打造电力设计的智慧宝库内蒙古电力勘测设计院应用戴尔方案建设数据资产综合管理系统 [J],
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智能变电站时间同步系统方案1智能变电站定义采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。

2时间同步在智能变电中的地位近年来国家电网公司正在全面建设坚强的智能电网，即建设以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网，并实现电网的信息化、数字化、自动化、互动化。

网络智能节点的正常工作和作用的发挥，离不开统一的全网时间基准3智能变电站的结构智能变电站分为三个层：站控层、间隔层、过程层站控层包括自动化站级监视控制系统、站域控制、通信系统、对时系统等，实现面向全站设备的监视、控制、告警及信息交互功能，完成数据采集和监视控制（SCADA）、操作闭锁以及同步相量采集、电能量采集、保护信息管理等相关功能。

间隔层设备一般指继电保护装置、系统测控装置、监测功能组主IED等二次设备，实现使用一个间隔的数据并且作用于该间隔一次设备的功能，即与各种远方输入/输出、传感器和控制器通信。

遵守安全防护总体方案。

过程层包括变压器、断路器、隔离开关、电流/电压互感器等一次设备及其所属的智能组件以及独立的智能电子装置。

4智能变电站时间同步系统时间同步系统主时钟源设置在站控层。

全站建立统一的时间同步系统。

全站采用基于卫星时钟与地面时钟互备方式获取精确时间；地面时钟系统支持通信光传输设备提供的时钟信号；数据采样设备通过不同接口方式获取时间同步系统的统一时钟，使得数据采样的同步脉冲源全站唯一。

智能变电站站控层设备选择SNTP方式对时；间隔层和过程层网络采用IEEE1588(PTP)对时方式；同时可扩展IRIG-B码（光B码、DC码、AC码）、串行口、秒脉冲、网络PTP/NTP/SNTP等授时方式输出，对需要授时的传统设备进行授时。

5时间同步系统关键技术及其特点由于各种时间源与UTC本身存在的一定的误差，误差的精度范围是小于1us以内，所以在现阶段电力行业运用中可以接受，但随着智能变电站一次设备，二次设备等的全面智能的使用，对时间的精度和稳定就更提出了更苛刻的要求，那么在这几种时间源中，就不能像现在变电站任意选择一个时间源作为基准源，其它时间源作为备份的方式。

电力信息化系统时间同步技术研究与应用摘要文章详细介绍了体系构架、时间源技术、网络同步技术、网络安全配置措施以及时间同步技术在电力信息化系统时间中涉及的同步技术。

这种电力广域时间同步技术体系构建的依据为北斗授时技术、铷原子钟时技术以及网络时间协议。

当前电子信息化系统中这种技术被广泛应用，有效增强系统对时的安全性以及可靠性。

关键词电力信息化系统；时间同步技术；NTP1 电力广域时间同步体系构架分析电力广域时间同步体系的特点了解到，其类型有三，分别为单点一级架构、多点一级架构、二级架构。

设置一个一级时间节点在电力核心节点中，扩大覆盖范围至整个用时设备需要时间同步服务单元是单点一级架构。

一级时间中心的NTP服务端口是时间源的来源，根据太网用时设备的状态配置NTP客户端。

将一级时间节点建设在多个电力核心节点上，根据核心节点的实际覆盖范围进行分类，形成单点一级同步构架全部来自于每个同步域内的状态。

基于一级构建单点和多点建设时间中转服务器适用于省市公司。

建立一级时间节点基于电力核心节点上，完成拆分有差异的同步域，并参照核心节点的分布领域。

将中转服务器建立在省市中，根据省市所辖区域的分布，将其进行细化。

该同步域内负责直属客户端以及中转服务器的同步服务工作。

用时设备在本区域需要的同步服务，由各省市中转服务器提供[1]。

2 时间溯源技术时间溯源技术主要涉及GPS以及北斗系统。

当前市场上比较流行的时间溯源技术是运用GPS系统获得标准时间，在实际应用中GPS长期被美军方独占，因此，不能很好的应用在时间溯源技术中，同时在安全性以及可靠性方面受到一定挑战。

我国自主研发的北斗系统，适用于导航定位、短消息通信、授时等。

通过不断改进北斗系统，现在基本上可以应用于电力广域时间同步中。

实际上北斗系统与GPS相比还是处于劣势，但在不断改进系统的过程中，我国自主研发的北斗系统一定会赶超GPS。

3 NTP网络时间同步协议大部分网络用时可以根据电力信息化的IP广域网络实现时间同步，主要有NTP协议、精确时钟同步协议。