浅谈电力系统时钟同步
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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。
电厂时钟同步问题测试及解析摘要:本文通过对省内多个电厂GPS对时不一致问题进行了分析,并提出建议,以便提高同类水电厂机组安全稳定运行水平。
关键词:SOE 事故分析 GPS0概述随着电力行业自动化程度越来越高,电厂在保护、通信、远动、监控、监视、录音、直流、自动化及故障录波等设备均从GPS(Time Synchronism Systm)时钟系统中取时钟,以便统一时间,便于数据信息的统一、事件时间的统一、事故调查的统一。
而GPS系统由时间同步装置本体、时间信号输出扩展单元、时间信号传输通道、需授时设备接口所组成的系统称为时间同步系统。
作为电厂的标准时钟,电厂对GPS时钟的基本要求是:至少能同时跟踪8颗卫星,有尽可能短的冷、热启动时间,配有后备电池,有高精度、可灵活配置的时钟输出信号。
1时间同步测试电厂设备时钟同步的精度要求依次为:稳控装置→继电保护→故障录波、自动装置→计算机监控系统、励磁、调速系统→计费系统、MIS 系统→闸门辅机控制→水库调度。
要求时钟同步精度最高的是稳控装置与继电保护部分以及接入监控系统中断量输入部分。
规范电厂GPS时钟系统的管理,定期对GPS时钟系统和微机保护装置、远动装置、故障录波装置内部时钟误差进行测试,根据测试结果对变电站各种装置上的时钟进行校对,对误差较大的微机保护装置、远动装置、故障录波装置进行更换或维修,成为目前电厂的新需求。
时间同步系统建立后要进行测试,包括主时钟技术指标的测试和用户设备接收时间同步信号后能达到的时间同步准确度的测试。
方法一:检验具有事件记录功能装置的时钟同步精度被测装置一般具有事件记录功能,如GPS时钟、故障录波器、RTU、SOE等,能记录空接点开关量的动作时刻。
时间同步测试仪输出一组或者多组测试秒脉冲(该脉冲输出时刻是由同步测试仪提供的标准时间),按照一定顺序触发被测装置信号,从记录或报文中读出装置显示的动作时刻,比较这两个时刻,就可判断被测装置内部时钟的时间同步准确度。
XX电厂时钟同步系统介绍一、目录主要内容为:时钟源、时钟同步系统协议的介绍、时钟信号的介绍、XX电厂时钟同步原理介绍、XX电厂时钟扩展箱时钟的配置、主时钟柜操作方法介绍、历史缺陷及处理、NTP 对时说明等。
二、内容i.时钟源2.1.2GPSGPS是美国国防部的第二代卫星导航系统,它最初是为美国军方提供服务,后来进入民用。
该系统拥有24颗卫星,分布于6个轨道平面上,卫星用两个频率发射单射测距信号,用户同时测量到4颗卫星的距离,即可解纬度、经度、高程和时间(根据卫星信号的时间戳可以知道卫星的位置)。
GPS提供两种定位服务,即基于精码(P码)的精密定位服务(PPS)和基于粗码(C/A)的标准定位服务(SPS)。
PPS信号被加密,非授权用户不能使用,大部分民间用户只能依赖C/A码或SPS。
从GPS获得的民用信号,经过软、硬件的技术处理,可以达到亚微秒的精度,即0.1微秒。
2.1.3北斗北斗是我国的导航系统,目前还是采用交互的模式,即用户需要获得授权,与北斗导航卫星进行交互才能获取导航信息(包括时间信息)。
因此容量有限。
(GPS的信号传递是单向的,抗攻击能力强,应用容量几乎没有限制)。
从北斗获得的时间精度也可以达到0.1微秒(从网上获取的资料,不清楚是军用还是民用的)2.1.4伽利略伽利略是欧洲的卫星导航系统,原理与GPS类似,因晚于GPS,技术上应该更先进,授时精度应该高于GPS在电力系统中应用较少。
ii.时钟同步系统协议2.ii.1NTP协议NTP是Network Time Protocol的缩写,直译就是网络时间协议,是用来使计算机时间同步化的一种协议,它可以使计算机对其服务器或时钟源(如石英钟,GPS等等)做同步化,它可以提供高精准度的时间校正(LAN上与标准间差小于1毫秒,WAN上几十毫秒),且可介由加密确认的方式来防止恶毒的协议攻击。
NTP中传播的时间是国际标准时间,然后根据计算机的时区设置转换为各时区的时间。
电厂/变电站GPS时钟同步系统方案建议书烟台赤龙电子高科有限公司目录一、系统概述 (2)二、对时方式和NTP协议简介 (3)三、电厂/变电站时间同步系统设计方案 (5)四、系统特点 (9)五、系统设备规格型号及介绍 (10)六、设备工作条件及技术指标 (17)七、典型应用 (20)八、相关检测 (21)九、公司简介 (22)第一部分系统概述一、建设时钟同步系统的重要性随着电厂、变电站自动化水平的提高,电力系统对时钟统一对时的要求愈来愈迫切,有了统一精确的时间,既可实现全厂(站)各系统在GPS时间基准下的运行监控和事故后的故障分析,也可以通过各开关动作、调整的先后顺序及准确时间来分析事故的原因及过程。
统一精确的时间是保证电力系统安全运行,提高运行水平的一个重要措施。
二、时钟同步系统的优越性电厂(站)的时钟同步是一件十分重要的基础工作,现在电厂(站)大多采用不同厂家的计算机监控系统、DCS分布式控制系统、自动化及线路微机保护装置、故障录波装置、电能量计费系统、电液调速系统DEH、SCADA系统及各种输煤PLC、除灰PLC、化水PLC、脱硫PLC等,以前的时间同步大多是各设备提供商采用各自独立的时钟,而各时钟因产品质量的差异,在对时精度上都有一定的偏差,从而使全厂各系统不能在统一时间基准的基础上进行数据分析与比较,给事后正确的故障分析判断带来很大隐患。
如今,人们已经充分意识到时间统一的重要性。
但是,统一时钟并不是单纯地并用GPS 时钟设备。
目前,人们普遍采用一台小型GPS接收机,提供多个RS232端口,用串口电缆逐一连接到各个计算机,实现时间同步。
但事实上,这种同步方式的缺点是,使用的电缆长度不能过长;服务器的反应速度、客户机的延迟都直接影响对时精度。
而且各电厂(站)往往有不同的装置需要接收时钟同步信号,其接口类型繁多,如RS-232/422/485串行口、脉冲、IRIG-B码、DCF77格式接口等;装置的数量也不等,所以在实际应用中常感到GPS 装置的某些类型接口数量不够或缺少某种类型的接口,其结果就是电厂中有些装置不能实现时钟同步,或者需要再增加一台甚至数台GPS装置,而这往往受到资金不足或没有安装位置等限制。
电网数字及时间同步系统的应用摘要:电网数字及时间同步系统在电力系统中具有重要的应用,主要用于确保电力系统的稳定运行和安全性。
电网数字及时间同步系统在电力系统中的应用涵盖了广泛的领域,包括设备协调、频率控制、数据采集、事件记录、通信系统同步以及电力市场和负荷管理。
这些应用有助于提高电力系统的稳定性、可靠性和效率,从而确保电力供应的质量和可持续性,本文对此加以探讨。
关键词:时间同步系统;数字同步网;电网;应用电网对时间同步的要求越来越高,但现有的规范存在一些不足之处。
针对这些问题,电网数字及时间同步系统的应用可通过修订北斗卫星导航系统的应用方式,以提高时间同步系统在天基授时中的可靠性。
通过使用北斗卫星导航系统作为时间源,可以有效避免由于其他时间源的不可靠性而引起的时间误差。
同时规范系统在时间源选择、跟随等状态下的运行机制。
这样可以确保系统选择合适的时间源,并避免错误的时间信号和时间跳变。
由此,时间同步系统将能更好地满足电网对时间同步的要求,提高系统的可靠性和功能,并确保电网的正常运行。
一、数字同步网概述(一)数字同步网的层次结构电网电力数字同步网的结构由三级节点构成,分别是一级节点、二级节点和三级节点。
一级节点是电网数字同步网的最高级别,配置有铯钟、GPS和BDS等设备。
一级节点作为全网基准钟(PRC),为整个电网提供标准的时间和频率基准。
一级节点设置在南方电网总调和主干传输网的一个枢纽节点,其中总调节点为主用,另一节点为备用。
它主要为下级节点及主干传输网提供同步基准源。
二级节点是电网数字同步网的第二级别,也配置有铷钟、GPS和BDS等设备。
二级节点作为省基准钟(LPR),为本省区域提供标准的时间和频率基准。
二级节点设置在各省中调和省传输网的一个枢纽节点,其中中调节点为主用,另一节点为备用。
它主要为下级节点及本省传输网提供同步基准源。
三级节点是电网数字同步网的最底层,同样配置有铷钟、GPS和BDS等设备。
GPS同步时钟在电力系统的应用本文介绍了GPS同步时钟的基本结构,分析了GPS同步时钟技术在双端行波故障测距及事件顺序记录中的应用,对于推动电力系统时间同步技术的发展具有重要的意义。
1、GPS同步时钟在电力系统应用的重要性由于电网的各种自动化装置是电力系统安全稳定运行的重要保证,电系统中的微机保护和其它自动装置的测量采样均是在各自时钟控制下工作的,经过长时间运行,其时钟累计误差不容忽视。
如果不对电力系统各种装置的时钟进行统一校正,电力系统各种装置的时间失去同步,从而影响各自动化装置的正常工作,给电力系统安全稳定运行带来危害。
为确保电力系统时间同步,通常用某个标准时间信号对电力系统各失步时钟进行对时。
全球卫星定位系统北斗GPS同步时钟的建立,成功地解决了电力系统的时间同步问题。
电力系统的各厂站通过GPS同步时钟接收GPS信号作为时间校对基准,便可实现其系统时间的高精度同步。
GPS同步时钟不仅成功地解决了电力系统的时间误差问题,且由于其高对时精度,为实现线路故障行波测距、广域相量测量系统、新型差动保护等新功能创造了条件。
2、GPS同步时钟的应用功能GPS同步时钟的主要功能是接收GPS卫星的高精度同步时间信息,并以此为电力系统各种自动化装置的时钟对时,保证电力系统的时间同步。
在全球卫星时钟同步技术初期,传统的GPS同步时钟主要由GPS信号接收单元、中心处理单元CPU、同步脉冲发生电路、LED 显示及输出信号扩展调理单元构成,其组成的硬件系统在技术未成熟期成功的解决了电力系统时钟同步的问题。
随着全球卫星时钟同步技术的逐渐成熟,GPS同步时钟系统应用于电力不再需要单独的配置GPS信号接收单元、中心处理单元CPU、同步脉冲发生电路、LED显示及输出信号扩展调理单元等装置,而是在其系统中配置一套GPS同步时钟系统,如SYN4505A型时钟同步系统现在应用于电力时钟系统,一套设备轻松的解决的传统同步时钟系统中的复杂配置问题。
《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。
广域时间同步的实现对于电力系统的监控、保护和控制至关重要。
本文将探讨如何利用全球定位系统(GPS)授时技术实现电力系统广域时间同步,以保障电力系统的安全稳定运行。
二、GPS授时技术概述GPS授时技术是一种基于全球定位系统的精确时间同步技术。
通过接收GPS卫星信号,可以获取高精度的标准时间信息,从而实现对本地时间的精确校准。
GPS授时技术具有高精度、高稳定性、覆盖范围广等优点,被广泛应用于电力系统、通信系统、军事领域等。
三、电力系统广域时间同步的必要性电力系统的广域时间同步对于保障系统安全稳定运行具有重要意义。
首先,时间同步是电力系统监控、保护和控制的基础。
其次,在电力系统故障时,准确的时间同步有助于快速定位故障、恢复供电。
此外,广域时间同步还有助于提高电力系统的调度自动化水平,优化电力资源的分配和利用。
四、利用GPS授时实现电力系统广域时间同步的方案1. 方案设计与选择:根据电力系统的实际需求和特点,选择合适的GPS授时设备,并设计出适合的接入方式和配置方案。
同时,考虑到电力系统的安全性和可靠性要求,应选择具有高精度、高稳定性的GPS授时设备。
2. 设备安装与调试:将GPS授时设备安装在合适的位置,并进行设备的调试和校准。
确保设备能够准确接收GPS卫星信号,并实现本地时间的精确校准。
3. 系统集成与测试:将GPS授时系统与电力系统进行集成,并进行系统的测试和验证。
确保系统能够实时获取高精度的标准时间信息,并实现电力系统的广域时间同步。
4. 监控与维护:建立完善的监控和维护机制,对GPS授时系统和电力系统进行实时监控和维护。
及时发现并处理系统故障,确保系统的稳定性和可靠性。
五、应用实例分析以某大型电力系统为例,通过采用GPS授时技术实现广域时间同步。
首先,根据电力系统的实际需求和特点,选择了高精度、高稳定性的GPS授时设备,并设计了合适的接入方式和配置方案。
电力操控体系中的时钟同步技能电力体系是时刻相联络统,不论电压、电流、相角、功角改动,都是依据时刻轴的波形。
这些年,超临界、超超临界机组相继并网作业,大区域电网互联,特高压输电技能得到翻开。
电网安全安稳作业对电力主动化设备提出了新的央求,分外是对时刻同步,央求继电维护设备、主动化设备、安全安稳操控体系、能量处理体系和出产信息处理体系等依据一同的时刻基准作业,以满意同步采样、体系安稳性差异、线路缺陷定位、缺陷录波、缺陷剖析与事端反演时刻一同性央求。
确保线路缺陷测距、相量和功角动态监测、机组和电网参数校验的准确性,以及电网事端剖析和安稳操控水平,跋涉作业功率及其牢靠性。
将来数字电力技能的推行运用,对时刻同步的央求会更高。
1.电力体系时刻同步概略现在,电力体系中的时刻同步处于变电站内GPS一同的状况,乃至有许多老旧变电站还没有结束GPS一同,需求对时的每套设备都装备一套独立的时钟体系。
因为GPS设备品牌纷歧样,功用纷歧同,构成站内、站与站之间时刻纷歧同。
这些时直接纳体系彼此间不通用。
无法互为备份,使得知数体系的牢靠性无法确保。
为了逐渐结束全电网的同一时刻,有必要在发电厂、变电站、操控基地、调度基地树立会集和一同的电力体系时刻同步体系,并且该体系应能依据纷歧样的授时源树立时刻同步并互为热备用。
2.电力体系对时刻同步的需求电力主动化设备对时刻同步精度有纷歧样的央求。
通常来说,电力体系授时精度大致分为4类:(1)时刻同步准确度不大于1mu;s:包含线路行波缺陷测距设备、同步相量丈量设备、雷电定位体系、电子式互感器的吞并单元等。
(2)时刻同步准确度不大于1ms:包含缺陷录波器、SOE设备、电气测控单元、RTU、功角丈量体系(40mu;s)、维护测控一体化设备、作业次第记载设备等。
(3)时刻同步准确度不大于10ms:包含微机维护设备、安全主动设备、馈线终端设备(FTU)、变压器终端设备(TTU)、配电网主动化体系等。
电力系统时间同步装置的应用电力系统时间同步装置对现代化的电网的安全稳定运行可以说起着保驾护航的作用,本文将对电力系统时间同步重要性、电力自动化系统、电网时间同步装置的组成及相应的gps时间同步装置等进行简单介绍。
一、电力系统时间同步装置的重要性为了保证电力系统的安全稳定运行,引入了大量参数测量装置的同时给电网监控系统的实时监控检测带来了难度,某种程度上造成电力系统可靠性无法保证、监控测量数据不准确等。
造成这样的混乱局面是由于测量装置或设备正常工作时是以各自的内部时钟为准,没有统一的时间基准,其内部时钟工作原理是建立在脉冲计数上,自身就存在一定的时间误差,因此电力系统实现时间同步迫在眉睫。
电力系统安全稳定运行离不开各种自动控制设备,因此为自动控制设备提供参考时间的时间同步装置得到广泛应用,而且由早期分散独立的GPS对时装置发展到目前的冗余配置的全站统一对时系统,更先进的还有局部区域组成时间同步网。
电网时间的偏差,对电力系统内的相位比较、故障记录、事件顺序排查等工作造成严重威胁。
二、电力自动化系统介绍变电站自动化系统是应用控制技术、信息处理技术和通信技术,利用计算机软件和硬件系统或自动装置代替人工进行各种运行作业,提高变电站运行、管理水平的一种自动化系统。
变电站自动化系统以计算机和网络技术为依托,面向变电站通盘设计,用分散、分层、分布式结构实现面向对象的设计思想,是确保电网安全、优质、经济的发供电,提高电网运行管理和电能质量水平的重要手段。
随着计算机通信技术的不断发展,变电站综合自动化技术也得到迅速发展,有许多新概念、新原理设计的变电站自动化系统投入运行,特别是电力时钟同步系统的大面积使用,成为我国电力工业技术进步的重要标志,也是电网发展的趋势三、电网时间同步装置的组成一般电网时间同步装置的组成有多种方式,常见的时间同步装置授时方式是由一台主时钟及信号传输介质组成。
根据具体功能需求和技术参数要求,主时钟设置为接收上一级有线时间信息,或者直接接收外参考无线基准信号。
论述时钟同步技术在变电站的应用前言电网运行状态发生变化之后,只有快速获取到实时信息,才能保障事故处理的效率,即将变化的影响范围控制在规定的范围之内,以确保电网运行的经济性、稳定性、安全性。
此外,快速获取实时信息也能为事后分析提供便利,即分析事故的发生、发展过程,以实现对灾难性事故的发生进行有效的防控。
但上述行为的实现均应以统一的时间基准为基础。
在变电站中,电能计量系统、功能测量装置、微机保护装置、安全自动装置、故障录波器、测控装置等均需配备统一的时钟授时。
本文笔者结合实践经验,浅析时钟同步技术在变电站中的应用,以期为电力系统的监视控制、故障分析、运行管理提供技术支撑。
一、时钟同步源时钟同步源包括无线电授时、卫星授时、网络授时三种。
(一)无线电授时。
中国的BPC是经40~70kHz载波信号来传输标准时标。
Loran-C是经地波来传输脉冲信号,但Loran-C本就具备100kHz的频率,因此易受电晕放电的干扰。
OMEGA导航系统(10~14kHz)的作用距离较Loran-C更远,且对延时时间的预测精度可达2~5μs,但OMEGA具有接收器成本高的缺点。
(二)卫星授时。
卫星全球定位系统是以人造地球卫星为载体的无线电导航定位系统,具有全天候工作、全球覆盖及授时、定位、导航精度高的优点。
中国的卫星全球定位系统为北斗导航卫星系统。
(三)网络授时。
网络时间协议NTP 及简单网络时间协议SNTP是当前常用的国际互联网时间传输协议。
NTP(隶属TCP/IP协议族)采用时间同步算法,对时精度为1~50ms;SNTP是NTP的简化版,对时精度<1ms,多在简单的网络中应用。
IEC61850中要求的时间同步协议是SNTP,但IEEE1588才是变电站精确对时所需的时间同步协议。
IEEE1588是用来使分布式网络内最精确的时钟与被授时时钟同步,且绝对兼容先前的以太网协议。
IEEE1588具体定义的是精确时间协议PTP,即采用乒乓对时算法及在MAC 层记录时间戳,以使分布式总线中的执行器、传感器及终端设备中的时钟实现亚微秒级同步,详见图1-1。
数字电路时钟同步原理时钟同步是数字电路设计中非常重要的一部分。
在数字电路系统中,各个模块之间的运行需要有一个统一的时钟信号来进行同步,以确保数据的准确传输和处理。
本文将介绍数字电路时钟同步的原理及其相关技术。
一、时钟信号的作用时钟信号在数字电路系统中的作用是非常关键的。
它通过为电路系统提供节拍信号,使得各个模块在同一个时间进行操作,保证了数据的传输和处理在统一的时间基准下进行。
时钟信号主要用于控制数字电路的操作顺序和时间间隔,以确保电路的正确运行。
二、时钟的生成方式1. 晶振产生时钟晶振是数字电路中最常用的时钟信号源。
晶振具有稳定、准确的特性,可以在不同的频率下提供稳定的时钟信号。
晶振通常通过晶体振荡器来实现,晶体振荡器将晶振转化为数字电路所需的时钟信号。
2. PLL锁相环产生时钟PLL(Phase-Locked Loop)锁相环是一种常见的时钟信号产生方法。
它通过比较输入信号与反馈信号的相位差异,自动调整反馈信号的频率和相位,使得输入信号与反馈信号达到同步。
PLL可以根据输入信号的频率和相位来生成稳定的时钟信号。
三、时钟同步方法时钟同步方法是保障数字电路系统正常运行的关键。
以下是常用的几种时钟同步方法:1. 同步时钟同步时钟是最简单、最基础的时钟同步方法之一。
在同步时钟系统中,所有模块共享同一个时钟信号,所有操作都按照同一个时钟信号进行。
同步时钟的优点是实现简单,适用于一些简单的数字电路系统。
2. 异步时钟异步时钟是一种灵活的时钟同步方法。
在异步时钟系统中,各个模块可以有不同的时钟源,每个模块的时钟信号可以有所不同。
模块之间的数据传输通过特定的同步信号进行控制,以确保传输的准确性。
异步时钟适用于复杂的数字电路系统,能够提高系统的灵活性和可靠性。
3. 时钟握手协议时钟握手协议是一种高级的时钟同步方法。
它通过在数据传输之前进行握手,确定各个模块之间的时钟关系。
时钟握手协议可以根据系统要求灵活地确定时钟的同步方式,从而实现更高效的数据传输和处理。
时钟同步技术在变电站中的应用讨论摘要:我国电力科技伴随着科技发展而有了很大的进步,变电站在电力系统中有着重要的地位,变电站的运行状况与电力系统有着紧密的联系,所以,完善变电站方面的管理极为重要。
近些年来,变电站在自动化领域越来越先进,在变电站自动化的进程中对各方面在时间上的要求也越加精准,时钟同步技术对时间上的精准程度能够满足这一要求,所以,时钟同步技术引用进变电站自动化中有着至关重要的作用。
关键词:变电站;变电站自动化;时钟同步技术电力技术发展至今,其自动化进程已经得以长足的发展,电力系统的各项设置在时钟基准方面的需求越来越重要,时钟同步技术能够全时段对精准的时间信息输出给用户,时钟同步技术再准确度上有着较高的成效,时钟同步技术融嵌入变电站技术上,能够保证变电站之间保持时间的一致性和准确性,对变电站保持正常良好的状态下运行。
1 时钟同步技术上的优势现实中变电站所运用的各种系统以及所采用的各项装置是来源于不同的公司或厂家,因此在时钟上的设计上会出现不同程度上的差异,所以在对时上会出现一定程度上的误差现象,以至于出现在同一时刻的基点上变电站的各系统输出的数据不能进行合理的分析和对比,这对于事后故障分析排除工作带来很大的不便。
变电站对时钟同步技术上的采用有着不可忽略的优势,它能确保变电站出现故障后各个系统输出的数据在相同的时间基点上。
时钟同步信号在提供精准的时间上协同变电站自动化设备正常良好的运行,当系统发生异常状况时,可以有力保证事件顺序记录上在时间上的精准度,从而使得对故障的判断上更具有时效性和准确性,有效的保障了电力系统处于良好的运行状态中。
2 时钟同步系统的简单论述及原理2.1时钟同步系统的简单论述时钟同步系统经过接受卫星信号,再利用CPU中央处理环节对卫星信号进行科学规范化的转换,转换成电力系统所需求的时间信息,然后给予时间信息反馈出来。
2.2时钟同步系统原理时钟同步系统主要有三种对时方式构成,首先是串行同步输出对时方式,它是将时间信息以串行数据流的形式进行反馈出来的,该种形式的对时方式相较于复杂,在收到时间信息后加以出路,转化过程中所需时间上相对较长,该情况下会造成时间对时上一定程度上的影响,所以,串行同步数据反馈形式对时主要功能在于时间标记上的添加。
一、引言电力系统是现代社会中不可或缺的基础设施之一,它的稳定运行对于国家的经济发展和社会稳定具有重要意义。
然而,电力系统是一个高度复杂的系统,其中包括了大量的设备、线路和终端设备,它们之间需要进行高精度的时间同步,以确保电力系统的稳定运行。
因此,时间同步系统成为电力系统中不可或缺的关键技术之一。
二、时间同步系统的意义时间同步系统是指在电力系统中,通过各种技术手段实现各个设备之间的时间同步,以确保电力系统的稳定运行。
时间同步系统的意义在于:1.保证电力系统的稳定运行:电力系统中的各个设备之间需要进行高精度的时间同步,以确保电力系统的稳定运行。
如果时间同步不准确,会导致电力系统中的各个设备之间的数据传输出现错误,进而影响电力系统的稳定运行。
2.提高电力系统的效率:时间同步系统可以使电力系统中的各个设备之间的数据传输更加准确和高效,从而提高电力系统的效率,减少能源浪费,降低电力系统的运行成本。
3.提高电力系统的安全性:电力系统中的各个设备之间需要进行高精度的时间同步,以确保电力系统的安全性。
如果时间同步不准确,会导致电力系统中的各个设备之间的数据传输出现错误,进而影响电力系统的安全性。
三、时间同步系统的关键技术时间同步系统的关键技术包括:时钟同步协议、时钟同步算法、时钟同步硬件等。
1.时钟同步协议时钟同步协议是指在电力系统中,各个设备之间进行时间同步所采用的协议。
常用的时钟同步协议有:IEEE 1588协议、NTP协议、PTP协议等。
其中,IEEE 1588协议是一种基于网络的时间同步协议,它可以在局域网和广域网中实现高精度的时间同步。
NTP协议是一种基于Internet的时间同步协议,它可以在Internet 中实现高精度的时间同步。
PTP协议是一种基于IEEE 1588协议的时间同步协议,它可以在局域网和广域网中实现高精度的时间同步。
2.时钟同步算法时钟同步算法是指在电力系统中,各个设备之间进行时间同步所采用的算法。
电力系统时间同步网建设及解决方案电力系统的时间同步是指在电力系统中,各个设备之间的时间保持一致,以确保系统稳定运行。
电力系统时间同步网的建设和解决方案主要包括时间同步需求分析、时间同步技术选型、网络架构设计和实施方案等。
一、时间同步需求分析电力系统中的各个设备通常需要在微秒级的时间内精确同步,以确保电力系统的稳定运行。
时间同步需求分析主要包括以下几个方面:1.时间同步精度要求:根据各个设备之间的同步要求确定时间同步的精度要求,通常要求在微秒级别。
2.网络规模:根据电力系统中设备的数量和分布情况,确定时间同步网的规模和拓扑结构。
3.设备类型:根据不同类型的设备,确定其时间同步的需求和技术要求。
二、时间同步技术选型1.GPS技术:利用GPS卫星信号对设备进行时间同步,具有高精度和可靠性,但需要建立GPS接收站点,对天线的位置要求较高。
2. PTP技术:Precision Time Protocol (PTP) 是一种通过网络进行时间同步的技术,能够实现微秒级别的同步精度,但受到网络延迟等因素的影响。
3.1588技术:IEEE1588是一种专门用于同步网络设备的协议,具有高可靠性和适应性,能够实现微秒级别的同步精度。
三、网络架构设计时间同步网的网络架构设计主要包括网络拓扑结构、设备布局和网络安全等方面的考虑。
1.网络拓扑结构:根据电力系统的实际情况,选择合适的网络拓扑结构,常用的有星型、环状和冗余等结构。
2.设备布局:合理规划设备的布局和部署位置,确保设备之间的通信质量和同步精度。
3.网络安全:考虑时间同步网的网络安全问题,采取相应的措施保护时间同步网的安全性,防止黑客攻击和数据篡改。
四、实施方案根据时间同步需求分析和技术选型的结果,制定详细的时间同步网建设方案,包括设备采购、设备配置和网络测试等。
1.设备采购:根据时间同步技术选型的结果,采购合适的设备,包括GPS接收器、PTP设备和1588协议设备等。
解析NTP在电力自动化设备时钟同步中的应用随着时代的发展和社会经济的进步,我国电力事业发展迅速,电网的规模和自动化程度越来越高,但是故障发生的频率也在不断的升高。
而各类时间记录装置可以有效的分析电力系统故障中各个电力自动化设备动作,需要引起人们的重视。
文章简要分析了NTP在电力自动化设备时钟同步中的应用,希望可以提供一些有价值的参考意见。
标签:NTP;电力自动化;时钟同步NTP是一种网络时间协议,可以使计算机的时间同步化,通过对计算机的时钟源同步化,可以对时间校正的精准度大幅度的提高。
在现代的电力自动化系统设备中,通过调查发现,很多电网事故的发生,都离不开时间记录的准确性。
另外,要想分析各种电力系统故障,就需要较高的时间分辨率,那么为了达到较高的分辨率要求,在电力自动化设备中通常采用的方法是站内全球定位系统对时的方法,也有其他的方法,但是这些方法都会出现问题,针对这种情况,就可以采用网络时间协议的方法,它比较简单和经济。
1 网络时间协议的概述具备了一个标准时钟和NTP服务器,就可以利用网络时间协议来对时。
从UTC上,NTP可以對标准时间进行获取,可以从因特网上来获得UTC的时间来源,也可以从卫星、天文台等方面获取时间来源,这样NTP拥有的时间源就非常的可靠和准确,通常在参考时钟方面,选用的是GPS时钟。
一般情况下,将客户/服务器作为NTP服务器的结构,提供分层服务。
客户对NTP服务器进行对时时,利用的是NTP,具体方法是利用标准时钟来对NTP对时,然后通过特定的渠道,用被对时的设备和NTP服务器对时,要严格控制标准时钟和被对时设备的误差。
NTP的实现方式:一般情况,可以采用三种方式来同步实现NTP,分别是无线时钟、时间服务器和局域网。
如果采用无线时钟方式,通过串口,将一个无线时钟连接到服务器系统,当前时间是利用GPS的卫星发射信号确定的;采用时间服务器的方式,则是利用网络中的NTP时间服务器来同步网络中的系统时间。
电力gps时钟同步系统及其价格分析随着我国智能电网的建设和信息通信技术的发展,为了保证电力系统的安全稳定运行,引入了大量参数测量装置,因此电力时钟同步系统在功能和技术需求方面提出的要求也更高。
本文就电力gps时钟同步系统的组成配置和价格进行简单的阐述。
一、电力时钟同步系统的组成变电站时间同步系统及设备技术规范中明确提到,电力时钟同步系统组成有多种方式,最常用有三种,基本式、主从式、主备式。
不同电压等级的变电站时间同步系统的配置在行业规范中也有严格的要求:变电站等级时间同步的组成方式110kV及以上主备式35kv变电站基本式或主从式基本式时间同步系统只需要1台主时钟授时设备即可,当然这台时间服务器在接收GPS和北斗卫星时间信息的同时还应具有接收外部地面时间基准信号即上一级时间同步系统下发的同步信号例如ntp、ptp、B码交直流的功能。
然后通过信号传输介质给需要授时的设备、系统或其他时钟授时。
主从式电力时钟同步系统的是由1台主时钟,多台从时钟组合而成,主时钟接收卫星信号和上一级的时间信息,多路输出直接连接到从时钟或已有的其它时钟上面。
从时钟分别给不同网络当中的客户端即被授时设备和系统授时。
主备式电力时钟同步系统的组成是最为复杂的,是由2台主时钟和多台从时钟构成,且2台主时钟在接收GPS和北斗卫星信号和地面时间基准信号的同时,彼此之间需要相互接入即A设备多输出1路ntp用以接入B设备,B设备同样需将自身输出的1路ntp接入A设备。
图1主备式时间同步系统的组成其中基本式gps时钟同步系统因其设备数量少,费用也会随之减少很多,因此是很多单位选择gps时钟同步系统时候的首选。
另外,在一些比较重要的授时场合建议最少使用2台设备作为冗余备份,这2台设备在实际使用过程中同时接到同一个网络当中,然后将2台设备设置成同一IP,这样就起到了冗余备份的作用,如果A设备时间出错,内部心跳检测功能发挥作用,自动检测到B设备,进行无缝切换,第一时间保证了整个系统当中所有被授时设备时间的准确性,避免了时间出错造成的严重影响。
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。
目前,利用GPS卫星取得时间基准信号,是一种方便,经济的手段。
GPS时钟接收GPS卫星的精确时间信号作为时间基准信号,并转换成各种自动化设备需要的时间信号输出,实现各个自动化设备的时间统一。
2、集控站时钟同步系统集控站自动化系统分为主站系统和子站系统两部分。
主站系统是指集控站,子站系统是指集控站控制的各个变电站。
通常,在集控站全网范围内,由集控站主站接收GPS时间,然后通过通信通道与各变电站监控系统进行对时,确保集控站全网范围内时间统一。
实现全网时钟同步一般分三步:(1)集控站内各操作员站、前置机、服务器对时。
(2)集控站前置机下发对时报文与各变电站监控系统对时。
(3)变电站监控系统与各间隔保护、测控等装置对时。
2.1 集控站内对时集控站内各操作员站、前置机、服务器对时,是保证数据发生增加、更改、删除等操作时全网的一致
性和完整性。
数据的不一致和残缺会造成主备系统切换或历史数据存储时,不能正确识别数据的一致性和完整性,从而造成信息和数据的丢失,甚至会导致系统的瘫痪[3]。
操作员站、前置机和服务器的石英晶体振荡芯片长时间运行后,会出现时钟不准问题,因而需采取相应的对时方式来实现集控站的时钟同步。
如图2所示:操作员站、历史服务器、SCADA
服务器、前置机分别接入A网和B网。
GPS时钟输出的时间信号直接接入A网和B网,通过网络广播对时命令与各个服务器对时从而实现集控站内时钟同步。
2.2 变电站内对时变电站内时钟同步的目的是保证系统事件顺序记录,事故追忆的正确性,为事故调查提供依据。
集控站内的前置机和GPS对时后,会有一个精确的时间。
前置机按一定周期对各个变电站发送对时报文,使各个变电站监控系统与集控站时间一致。
监控系统通过网络广播对时命令,实现与各间隔保护、测控等装置对时,从而实现与集控站时间同步。
这样就实现了集控站全网范围内所有设备的时间统一。
有些变电站已安装了GPS时钟装置。
正常情况下,变电站内设备通过变电站内的GPS时钟对时。
GPS时钟偶尔也会发生故障,GPS时钟故障时,变电站内设备根据集控站下发的对时报文对时。
3 、某供电公司集控站时钟同步系统现状目前,某供电公司的220kV变电站基本上都已安装了GPS时钟。
110kV综合自动化变电站大部分都安装了GPS时钟;110kV常规变电站没有安装。
所以,很多110kV变电站需要依靠集控站下发对时报文,才能进行时钟同步。
此外,已经安装GPS的变电站,GPS时钟可能会出现故障。
如2007年8月,110kV 龙王庙变电站GPS时钟损坏,保护动作时间不一致,无法分清事件的先后顺序,给运行人员造成很大的困扰。
2008年3月,220kV金银滩变电站GPS时钟损坏,站内各测控装置时间不同步。
在GPS时钟损坏期间,同样需要依靠集控站下发对时报文进行时钟同步。
所以集控站时钟精确与否,意义十分重大。
4、集控站时钟同步系统设计GPS天线收不到信号或损坏将严重影响GPS时钟的准确性。
为了提高时间基准信号的准确性,我们把原来的GPS时钟同步系统作了改进。
集控站内设置两个GPS时钟。
两个时钟的天线尽量远离,确保同一时刻至少有一个天线能接收到卫星信号。
时钟A和时钟B的时间信号接收单元通过光纤连接,互为备用。
光纤的防雷性能强从而可降低设备受雷击造成损坏的概率。
时间信号输出单元接到网络上,同一时刻只有一个时钟输出时间信号。
当主时钟时间信号接收单元出现问题时,例如跟踪不到卫星,天线或其他方面损坏等,会自动地切换到备用时钟信号上,保证基准对时信号的正常输出。
北京创想京典科技有限公司针对电力系统的特殊性,根据我国的电力发展需求成功研发了电力时钟应用系统,包括NTP时间服务器GPS/北斗双模时钟 GPS母钟标准时间子钟 GPS授收机时间控制软件等产品。
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