專利名稱：電力系統(tǒng)時(shí)間同步裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種時(shí)間同步技術(shù)，特別是涉及一種電力系統(tǒng)時(shí)間同步裝置。
背景技術(shù)：
目前電力系統(tǒng)內(nèi)部各輸送端、接收端的分布廣泛而分散，自動(dòng)化裝置內(nèi)部都帶有 實(shí)時(shí)時(shí)鐘，或者站內(nèi)有以GPS (全球定位導(dǎo)航系統(tǒng))為主的授時(shí)裝置，其固有誤差難以避免， 隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，積累誤差會(huì)越來(lái)越大，會(huì)失去正確的時(shí)間計(jì)量作用。隨著電網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)水平的提高，大部分變電站采用綜合自動(dòng)化方案，遠(yuǎn)方集中控 制和操作，既提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，又減少了認(rèn)為誤操作的可能。因此，自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)時(shí)時(shí)鐘 的時(shí)間同步要求是變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的最基本要求。為了保證電網(wǎng)安全以及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，各 種以計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)為基礎(chǔ)的自動(dòng)化裝置廣泛應(yīng)用，這些裝置的正常工作和作用的 發(fā)揮，同樣離不開統(tǒng)一的全網(wǎng)時(shí)間基準(zhǔn)。如果時(shí)間不一致會(huì)直接導(dǎo)致電力一些基本運(yùn)營(yíng)系 統(tǒng)時(shí)間不一致，導(dǎo)致數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)出現(xiàn)誤差，分析結(jié)果沒(méi)有意義，故障分析設(shè)備無(wú)法定位，更為 嚴(yán)重得會(huì)給電力帶來(lái)一些安全事故。目前電力90%以上的電網(wǎng)都是采用GPS系統(tǒng)授時(shí)，同時(shí)也有少量的GPS與北斗無(wú) 源授時(shí)。目前授時(shí)設(shè)備無(wú)法知道隨著時(shí)間的推移而獲取自身的運(yùn)行狀態(tài)與授時(shí)的精度，時(shí) 鐘一旦出錯(cuò)會(huì)帶來(lái)重大的安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種電力系統(tǒng)時(shí)間同 步裝置，其是以北斗一號(hào)衛(wèi)星系統(tǒng)與全球定位導(dǎo)航系統(tǒng)(GPS)為基礎(chǔ)進(jìn)行雙模設(shè)計(jì)，獲取 衛(wèi)星標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)，然后調(diào)整本地時(shí)鐘使時(shí)差控制在一定的精度范圍內(nèi)(納秒級(jí))，給外設(shè) 提供標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間源的時(shí)鐘裝置。本發(fā)明是通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)解決上述技術(shù)問(wèn)題的一種電力系統(tǒng)時(shí)間同步裝 置，其特征在于，其包括中心站系統(tǒng)、主時(shí)鐘、從時(shí)鐘和監(jiān)控系統(tǒng)，中心站系統(tǒng)與主時(shí)鐘通過(guò) 一北斗衛(wèi)星進(jìn)行無(wú)線連接，主時(shí)鐘和從時(shí)鐘相連，從時(shí)鐘與監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行串口連接。優(yōu)選地，所述主時(shí)鐘和從時(shí)鐘通過(guò)光纖光纜相連。優(yōu)選地，所述主時(shí)鐘和從時(shí)鐘通過(guò)信號(hào)電纜相連。優(yōu)選地，所述中心站系統(tǒng)與北斗衛(wèi)星連接。本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于本發(fā)明采用北斗雙向通信功能的優(yōu)勢(shì)，將設(shè)備授時(shí) 精度誤差值、設(shè)備內(nèi)部各模塊的狀態(tài)信息以及設(shè)備的告警信息通過(guò)北斗衛(wèi)星實(shí)時(shí)地匯報(bào)到 中心站，同時(shí)中心站可以根據(jù)中心原子鐘或銣鐘的情況進(jìn)行比對(duì)，發(fā)出告警信息，自動(dòng)/手 動(dòng)進(jìn)行設(shè)備的時(shí)間源控制，時(shí)間精度的漂移補(bǔ)償、模塊狀態(tài)信息的采集等操作，達(dá)到全網(wǎng)設(shè) 備時(shí)間完全同步、運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)管。同時(shí)本發(fā)明為各種時(shí)間源輸入模塊提供了延時(shí)補(bǔ)償 功能，使各時(shí)間源能夠達(dá)到良好同步。


圖1為本發(fā)明電力系統(tǒng)時(shí)間同步裝置的模塊框圖。圖2為本發(fā)明中的主時(shí)鐘原理框圖(北斗單/雙向授時(shí)與GPS授時(shí))。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明較佳實(shí)施例，以詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。如圖1所示，本發(fā)明電力系統(tǒng)時(shí)間同步裝置包括中心站系統(tǒng)、主時(shí)鐘、從時(shí)鐘和監(jiān) 控系統(tǒng)，中心站系統(tǒng)包括中心應(yīng)用系統(tǒng)和中心接收系統(tǒng)，中心站系統(tǒng)與主時(shí)鐘通過(guò)一北斗 衛(wèi)星進(jìn)行通訊，即中心站系統(tǒng)與主時(shí)鐘通過(guò)一北斗衛(wèi)星進(jìn)行無(wú)線連接，主時(shí)鐘和從時(shí)鐘通 過(guò)光纖光纜或信號(hào)電纜(比如422/485型號(hào))以IRIG-B碼(一種時(shí)間碼)相連，從時(shí)鐘 是與監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行串口連接，中心站系統(tǒng)還與北斗衛(wèi)星連接，來(lái)接收終端裝置通過(guò)GPS衛(wèi) 星或北斗衛(wèi)星大系統(tǒng)發(fā)送的狀態(tài)信息并分析后存入數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)控制各終端裝置的指 令；主時(shí)鐘是接收衛(wèi)星時(shí)間信號(hào)，經(jīng)過(guò)解算、保持并輸出標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信息，提供比對(duì)功能，同時(shí) 將時(shí)鐘裝置的各種狀態(tài)通過(guò)北斗衛(wèi)星發(fā)送到中心站；從時(shí)鐘具有擴(kuò)展主時(shí)鐘輸出各種接口 的能力；監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行裝置狀態(tài)數(shù)據(jù)檢測(cè)及裝置指令的控制功能，監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)串口接收 到相應(yīng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并存入數(shù)據(jù)庫(kù)，若裝置狀態(tài)不符合標(biāo)準(zhǔn)的則進(jìn)行告警，同時(shí)進(jìn) 行本地統(tǒng)計(jì)分析。如圖2所示，本發(fā)明主時(shí)鐘(北斗單/雙向授時(shí)與GPS授時(shí))的工作原理是授時(shí) 通過(guò)衛(wèi)星時(shí)間源模塊、中心管理控制模塊、時(shí)間源檢測(cè)模塊、時(shí)間源控制模塊和IRIG-B碼 時(shí)間報(bào)文生成電路等完成，衛(wèi)星時(shí)間源模塊與北斗天線、GPS天線連接并接收有線基準(zhǔn)，并 定時(shí)發(fā)送雙向授時(shí)申請(qǐng)和時(shí)間源對(duì)比，衛(wèi)星時(shí)間源模塊和中心管理控制模塊之間相互發(fā)送 狀態(tài)信息，時(shí)間源檢測(cè)模塊向中心管理控制模塊發(fā)送檢測(cè)信息，中心管理控制模塊和時(shí)間 源控制模塊之間相互發(fā)送狀態(tài)信息，IRIG-B碼時(shí)間報(bào)文生成電路通過(guò)光電隔離向被授時(shí)裝 置發(fā)送B碼和時(shí)間報(bào)文等信息。其中衛(wèi)星時(shí)間源模塊包括GPS接收部分、北斗接收部分、有線B碼時(shí)間源輸入部分 這三大部分功能。GPS接收部分接收GPS衛(wèi)星廣播信號(hào)，根據(jù)衛(wèi)星信息解算出準(zhǔn)確的時(shí)間信 息輸出。北斗接收部分接收北斗衛(wèi)星廣播信號(hào)，根據(jù)衛(wèi)星信息解算出準(zhǔn)確的時(shí)間信息輸出。 有線B碼時(shí)間源輸入部分接入有線的時(shí)間B碼信號(hào)，提供給時(shí)間源控制模塊選擇輸出。本發(fā)明電力系統(tǒng)時(shí)間同步裝置具有以下功能A.全網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控管理功能本發(fā)明采用北斗雙向通信功能的優(yōu)勢(shì)，將設(shè)備授時(shí)精度誤差值、設(shè)備內(nèi)部各模塊 的狀態(tài)信息以及設(shè)備的告警信息通過(guò)北斗衛(wèi)星實(shí)時(shí)地匯報(bào)到中心站，同時(shí)中心站可以根據(jù) 中心原子鐘或銣鐘的情況進(jìn)行比對(duì)，發(fā)出告警信息，自動(dòng)/手動(dòng)進(jìn)行設(shè)備的時(shí)間源控制，時(shí) 間精度的漂移補(bǔ)償、模塊狀態(tài)信息的采集等操作。達(dá)到全網(wǎng)設(shè)備時(shí)間完全同步、運(yùn)行狀態(tài)實(shí) 時(shí)監(jiān)管。B.北斗雙向授時(shí)功能定時(shí)給北斗大系統(tǒng)發(fā)送雙向授時(shí)申請(qǐng)，北斗大系統(tǒng)給解算出本地時(shí)鐘延時(shí)補(bǔ)償 值，從而修正本地時(shí)間精度，提高時(shí)鐘絕對(duì)準(zhǔn)確精度。C.時(shí)間源計(jì)算比對(duì)功能
守時(shí)電路為系統(tǒng)提供了一個(gè)內(nèi)部振蕩器，這使設(shè)備同時(shí)可以對(duì)時(shí)間源的精度進(jìn)行 測(cè)量。衛(wèi)星信號(hào)與內(nèi)部晶體相互結(jié)合互為補(bǔ)充，可濾去衛(wèi)星信號(hào)的抖動(dòng)，保證設(shè)備穩(wěn)定的輸 出。同時(shí)保證時(shí)間信息的發(fā)送不會(huì)出現(xiàn)中斷和缺秒現(xiàn)象。同時(shí)根據(jù)裝置所有的時(shí)間源信號(hào) 進(jìn)行比對(duì)，實(shí)時(shí)給相應(yīng)的差值，報(bào)告給中心系統(tǒng)。D.控制管理功能控制管理功能主要有兩方面的功能一方面各模塊的狀態(tài)實(shí)時(shí)報(bào)告給控制管理模 塊，同時(shí)根據(jù)設(shè)定的頻度報(bào)告給中心監(jiān)控管理平臺(tái)或設(shè)備監(jiān)控管理系統(tǒng)；另一方面完成分 發(fā)中心監(jiān)控管理平臺(tái)或直接連接設(shè)備的監(jiān)控管理系統(tǒng)所下達(dá)的指令。E.時(shí)間源檢測(cè)功能時(shí)間源檢測(cè)主要分為兩個(gè)方面一是對(duì)秒脈沖的收斂程度進(jìn)行檢測(cè)，即測(cè)試 IPPS(秒脈沖信號(hào))的抖動(dòng)，這能反映出一個(gè)衛(wèi)星時(shí)鐘的質(zhì)量。另一方面是絕對(duì)誤差的測(cè) 試，即使用本裝置為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間源與被測(cè)時(shí)間源進(jìn)行對(duì)比，主要檢測(cè)時(shí)鐘的精度與故障。F.時(shí)間源控制功能根據(jù)時(shí)間所設(shè)置的時(shí)間源優(yōu)先級(jí)順序進(jìn)行判斷與選擇輸出時(shí)間信號(hào)。G.高精度授時(shí)、守時(shí)功能本發(fā)明同步主時(shí)鐘采用先進(jìn)的技術(shù)算法，配合創(chuàng)新的思維方式，使其授時(shí)的精 度更高，GPS授時(shí)精度優(yōu)于100ns，北斗雙向授時(shí)精度優(yōu)于100ns，北斗單向授時(shí)精度優(yōu)于 200ns ο雖然以上描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些 僅是舉例說(shuō)明，在不背離本發(fā)明的原理和實(shí)質(zhì)的前提下，可以對(duì)這些實(shí)施方式做出多種變 更或修改。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍由所附權(quán)利要求書限定。
權(quán)利要求
一種電力系統(tǒng)時(shí)間同步裝置，其特征在于，其包括中心站系統(tǒng)、主時(shí)鐘、從時(shí)鐘和監(jiān)控系統(tǒng)，中心站系統(tǒng)與主時(shí)鐘通過(guò)一北斗衛(wèi)星進(jìn)行無(wú)線連接，主時(shí)鐘和從時(shí)鐘相連，從時(shí)鐘與監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行串口連接。
2.如權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)時(shí)間同步裝置，其特征在于，所述主時(shí)鐘和從時(shí)鐘通 過(guò)光纖光纜相連。
3.如權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)時(shí)間同步裝置，其特征在于，所述主時(shí)鐘和從時(shí)鐘通 過(guò)信號(hào)電纜相連。
4.如權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)時(shí)間同步裝置，其特征在于，所述中心站系統(tǒng)與北斗衛(wèi)星連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電力系統(tǒng)時(shí)間同步裝置，其包括中心站系統(tǒng)、主時(shí)鐘、從時(shí)鐘和監(jiān)控系統(tǒng)，中心站系統(tǒng)與主時(shí)鐘通過(guò)一北斗衛(wèi)星進(jìn)行無(wú)線連接，主時(shí)鐘和從時(shí)鐘相連，從時(shí)鐘與監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行串口連接。本發(fā)明獲取衛(wèi)星標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)，然后調(diào)整本地時(shí)鐘使時(shí)差控制在一定的精度范圍內(nèi)，給外設(shè)提供標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間源。
文檔編號(hào)G04G7/00GK101881939SQ20091005084
公開日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2009年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月8日
發(fā)明者張成平, 朱勇, 朱彥軍, 朱煒, 杜光耀, 焦通 申請(qǐng)人:上海漢鼎電力科技有限公司;北京國(guó)智恒電力管理科技有限公司