保障電網(wǎng)全網(wǎng)時(shí)間同步的授時(shí)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種保障電網(wǎng)全網(wǎng)時(shí)間同步的授時(shí)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(jìn)行對(duì)時(shí)的對(duì)時(shí)模塊以及可控銣原子鐘。所述變電站還設(shè)有時(shí)鐘監(jiān)控裝置，所述時(shí)鐘監(jiān)控裝置用于監(jiān)測(cè)對(duì)時(shí)模塊的2路GPS/北斗時(shí)鐘。所述時(shí)鐘監(jiān)控裝置設(shè)有供銣鐘對(duì)時(shí)車進(jìn)行校準(zhǔn)的可控銣鐘接口。所述時(shí)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(shí)用新型還包括電力專用通信網(wǎng)，每個(gè)變電站內(nèi)的時(shí)鐘監(jiān)控裝置均連接在該電力專用通信網(wǎng)中。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，精度高，可保證在較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)滿足電網(wǎng)安全運(yùn)行要求。
【專利說明】保障電網(wǎng)全網(wǎng)時(shí)間同步的授時(shí)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電網(wǎng)中的時(shí)間同步系統(tǒng)，具體地指一種保障電網(wǎng)全網(wǎng)時(shí)間同步的授時(shí)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大和自動(dòng)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(shí)間有密切關(guān)系的自動(dòng)化設(shè)備和數(shù)字化控制系統(tǒng)對(duì)統(tǒng)一、精確授時(shí)的依賴程度越來越高，而且電網(wǎng)內(nèi)對(duì)發(fā)生事件的記錄，如電網(wǎng)故障時(shí)刻的確認(rèn)、事件記錄和告警時(shí)間的準(zhǔn)確統(tǒng)一、系統(tǒng)運(yùn)行狀況、性能分析等對(duì)時(shí)間精度的要求越來越高。為了保證系統(tǒng)時(shí)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(shí)，對(duì)系統(tǒng)時(shí)鐘進(jìn)行校準(zhǔn)。
[0003]然而，GPS受美國(guó)軍方控制.其可用性及授時(shí)精度受制于美國(guó)的GPS政策，存在一定的風(fēng)險(xiǎn)和不可依賴性。我國(guó)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(shí)鐘長(zhǎng)時(shí)間沒有校準(zhǔn)的情況，積累誤差，造成相當(dāng)可觀的時(shí)鐘誤差，將會(huì)對(duì)電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)運(yùn)行，事故分析及運(yùn)營(yíng)科學(xué)管理造成嚴(yán)重影響。例如:總調(diào)EMS系統(tǒng)對(duì)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(shí)鐘系統(tǒng)及相互間的誤差，使得各級(jí)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(shí)，EMS主站采集并記錄事故廠站有關(guān)斷路器動(dòng)作的時(shí)間與繼電保護(hù)設(shè)備記錄的斷路器動(dòng)作時(shí)間不一致，而且偶有出現(xiàn)相關(guān)斷路器動(dòng)作先后順序與實(shí)際動(dòng)作順序不符；電網(wǎng)電量采集與計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，每分鐘采集相關(guān)計(jì)量測(cè)點(diǎn)電量并統(tǒng)計(jì)計(jì)算出結(jié)算電費(fèi)，也由于不同主站系統(tǒng)時(shí)鐘系統(tǒng)的誤差原因，針對(duì)某一時(shí)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(shí)鐘的基礎(chǔ)上，建立健全全網(wǎng)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘備用對(duì)時(shí)系統(tǒng)是非常必要的，也是急需的。另外，DCLS時(shí)延補(bǔ)償、NTP(Network Time Protocol網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議)和P(Precision Time Protocol精確時(shí)間對(duì)時(shí))等時(shí)間同步系統(tǒng)組網(wǎng)的方式，可保證區(qū)域電網(wǎng)的時(shí)間統(tǒng)一，但是實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)時(shí)間統(tǒng)一，將耗費(fèi)大量的通信資源，不利于電網(wǎng)安全運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)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(shí)間同步的授時(shí)系統(tǒng)，該授時(shí)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，精度高，利于實(shí)際電網(wǎng)中的應(yīng)用。
[0006]實(shí)現(xiàn)本實(shí)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(shí)間同步的授時(shí)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(jìn)行對(duì)時(shí)的對(duì)時(shí)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(shí)鐘監(jiān)控裝置，所述時(shí)鐘監(jiān)控裝置用于監(jiān)測(cè)對(duì)時(shí)模塊的2路GPS/北斗時(shí)鐘。[0008]在上述技術(shù)方案中，所述時(shí)鐘監(jiān)控裝置設(shè)有供銣鐘對(duì)時(shí)車進(jìn)行校準(zhǔn)的可控銣鐘接□。
[0009]在上述技術(shù)方案中，所述時(shí)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(jìn)一步地，保障電網(wǎng)全網(wǎng)時(shí)間同步的授時(shí)系統(tǒng)還包括電力專用通信網(wǎng)，每個(gè)變電站內(nèi)的時(shí)鐘監(jiān)控裝置均連接在該電力專用通信網(wǎng)中。
[0011]本實(shí)用新型在對(duì)時(shí)模塊運(yùn)行正常情況下，電網(wǎng)內(nèi)變電站系統(tǒng)通過對(duì)時(shí)模塊與GPS/北斗衛(wèi)星進(jìn)行對(duì)時(shí)，獲取高精度時(shí)鐘，并在一定時(shí)間周期內(nèi)，校準(zhǔn)該變電站內(nèi)可控銣原子鐘；在對(duì)時(shí)模塊運(yùn)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(shí)鐘，由于銣原子鐘時(shí)間精度為1.6X10 —6S,相對(duì)于電網(wǎng)系統(tǒng)需求的時(shí)間精度ms級(jí)，可保證在較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)滿足電網(wǎng)安全運(yùn)行要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型保障電網(wǎng)全網(wǎng)時(shí)間同步的授時(shí)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(shí)用新型保障電網(wǎng)全網(wǎng)時(shí)間同步的授時(shí)系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
[0017]實(shí)施例1
[0018]如圖1所示，保障電網(wǎng)全網(wǎng)時(shí)間同步的授時(shí)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(jìn)行對(duì)時(shí)的對(duì)時(shí)模塊以及可控銣原子鐘。
[0019]本實(shí)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(shí)間統(tǒng)一。在對(duì)時(shí)模塊運(yùn)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(jìn)行對(duì)時(shí)，獲取高精度時(shí)鐘，并在一定時(shí)間周期內(nèi)，校準(zhǔn)該變電站內(nèi)可控銣原子鐘；在對(duì)時(shí)模塊運(yùn)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(shí)鐘，由于銣原子鐘時(shí)間精度為1.6X10 —6S,相對(duì)于電網(wǎng)系統(tǒng)需求的時(shí)間精度ms級(jí)，可保證在較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)滿足電網(wǎng)安全運(yùn)行要求；另外，考慮到可能存在對(duì)時(shí)模塊超長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)非正常運(yùn)行以及所有變電站安裝可控銣原子鐘存在時(shí)間周期與進(jìn)度安排，采用銣鐘對(duì)時(shí)車移動(dòng)式對(duì)時(shí)方式，對(duì)尚未安裝可控銣原子鐘的變電站進(jìn)行對(duì)時(shí)以及對(duì)超長(zhǎng)時(shí)間未校準(zhǔn)的站內(nèi)可控銣原子鐘進(jìn)行對(duì)時(shí)，銣鐘對(duì)時(shí)車在執(zhí)行任務(wù)前，需與調(diào)度中心銫原子鐘對(duì)時(shí)。
[0020]實(shí)施例2
[0021]為了保障站內(nèi)授時(shí)系統(tǒng)的可信度，站內(nèi)授時(shí)系統(tǒng)采用雙GPS/北斗時(shí)鐘冗余設(shè)計(jì)，即在實(shí)施例1保障電網(wǎng)全網(wǎng)時(shí)間同步的授時(shí)系統(tǒng)的變電站內(nèi)增加一時(shí)鐘監(jiān)控裝置，通過時(shí)鐘監(jiān)控裝置監(jiān)測(cè)2路對(duì)時(shí)模塊時(shí)鐘，并分析判斷，考慮到變電站安裝可控銣鐘的時(shí)間周期，時(shí)鐘監(jiān)控裝置保留一可控銣鐘接口，保障時(shí)鐘監(jiān)控裝置輸出至擴(kuò)展時(shí)鐘的時(shí)鐘可信、準(zhǔn)確。
[0022]本實(shí)施例系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示，時(shí)鐘監(jiān)控裝置至擴(kuò)展時(shí)鐘的輸出信號(hào)與對(duì)時(shí)模塊主時(shí)鐘I 一致。時(shí)鐘監(jiān)控裝置在變電站系統(tǒng)每個(gè)對(duì)時(shí)周期內(nèi)，分別從對(duì)時(shí)模塊主時(shí)鐘1、主時(shí)鐘II獲取時(shí)鐘信號(hào)，進(jìn)行對(duì)比分析、控制輸出:若主時(shí)鐘1、主時(shí)鐘II運(yùn)行正常，時(shí)鐘在允許誤差內(nèi)，保持時(shí)鐘輸出信號(hào)不變；若主時(shí)鐘I或主時(shí)鐘II運(yùn)行失步，兩路主時(shí)鐘偏差較大，時(shí)鐘監(jiān)控裝置通知調(diào)度中心，調(diào)度中心安排銣鐘對(duì)時(shí)車進(jìn)站，將移動(dòng)式可控銣原子鐘接入時(shí)鐘監(jiān)控裝置預(yù)留接口進(jìn)行分析，時(shí)鐘監(jiān)控裝置取接入的移動(dòng)式可控銣原子鐘的時(shí)鐘信號(hào)以該移動(dòng)式可控銣鐘的時(shí)鐘作為基準(zhǔn)進(jìn)行比對(duì)，偏差大的即為失步時(shí)鐘，時(shí)鐘監(jiān)控裝置立即切換輸出信號(hào)保持與正常主時(shí)鐘一致；若對(duì)時(shí)模塊受到干擾或者主時(shí)鐘損壞，兩路或一路主時(shí)鐘無對(duì)時(shí)信號(hào)輸出，時(shí)鐘監(jiān)控裝置通知調(diào)度中心，調(diào)度中心安排銣鐘對(duì)時(shí)車進(jìn)站，將移動(dòng)式可控銣原子鐘接入時(shí)鐘監(jiān)控裝置預(yù)留接口，時(shí)鐘監(jiān)控裝置立即切換輸出信號(hào)保持與移動(dòng)式可控銣原子鐘一致。
[0023]實(shí)施例3
[0024]為了進(jìn)一步保障站內(nèi)授時(shí)系統(tǒng)的可信度，本實(shí)施例在實(shí)施例2授時(shí)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，時(shí)鐘監(jiān)控裝置還與變電站中的可控銣原子鐘連接。
[0025]本實(shí)施例系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示，時(shí)鐘監(jiān)控裝置至擴(kuò)展時(shí)鐘的輸出信號(hào)與對(duì)時(shí)模塊主時(shí)鐘I 一致。時(shí)鐘監(jiān)控裝置在變電站系統(tǒng)每個(gè)對(duì)時(shí)周期內(nèi)，分別從對(duì)時(shí)模塊主時(shí)鐘1、主時(shí)鐘I1、可控銣鐘獲取時(shí)鐘信號(hào)，進(jìn)行對(duì)比分析、控制輸出:若主時(shí)鐘1、主時(shí)鐘II運(yùn)行正常，時(shí)鐘在允許誤差內(nèi)，保持時(shí)鐘輸出信號(hào)不變，并判斷是否達(dá)到銣鐘校準(zhǔn)周期，校準(zhǔn)可控銣鐘；若主時(shí)鐘I或主時(shí)鐘II運(yùn)行失步，兩路主時(shí)鐘偏差較大，時(shí)鐘監(jiān)控裝置取可控銣鐘的時(shí)鐘信號(hào)以可控銣鐘的時(shí)鐘作為基準(zhǔn)進(jìn)行比對(duì)，偏差大的即為失步時(shí)鐘，時(shí)鐘監(jiān)控裝置立即切換輸出信號(hào)保持與正常主時(shí)鐘一致，并通知調(diào)度中心；若對(duì)時(shí)模塊信號(hào)受到干擾或者主時(shí)鐘損壞，兩路或一路主時(shí)鐘無對(duì)時(shí)信號(hào)輸出，時(shí)鐘監(jiān)控裝置立即切換輸出信號(hào)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(duì)時(shí)車進(jìn)站，將移動(dòng)式可控銣原子鐘接入時(shí)鐘監(jiān)控裝置預(yù)留接口，時(shí)鐘監(jiān)控裝置立即切換輸出信號(hào)保持與移動(dòng)式可控銣原子鐘一致。
[0026]如圖4所示，本實(shí)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(shí)鐘監(jiān)測(cè)中心，將每個(gè)變電站內(nèi)的時(shí)鐘監(jiān)控裝置針對(duì)站內(nèi)對(duì)時(shí)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(cè)中心，以便運(yùn)行維護(hù)人員及時(shí)采取必要的措施，保障電網(wǎng)時(shí)間統(tǒng)一；以便統(tǒng)計(jì)在役可控銣鐘的誤差，發(fā)現(xiàn)并及時(shí)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(shí)間同步的授時(shí)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(jìn)行對(duì)時(shí)的對(duì)時(shí)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(shí)間同步的授時(shí)系統(tǒng)，其特征在于:所述變電站還設(shè)有時(shí)鐘監(jiān)控裝置，所述時(shí)鐘監(jiān)控裝置用于監(jiān)測(cè)對(duì)時(shí)模塊的2路GPS/北斗時(shí)鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述保障電網(wǎng)全網(wǎng)時(shí)間同步的授時(shí)系統(tǒng)，其特征在于:所述時(shí)鐘監(jiān)控裝置設(shè)有供銣鐘對(duì)時(shí)車進(jìn)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(shí)間同步的授時(shí)系統(tǒng)，其特征在于:所述時(shí)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(shí)間同步的授時(shí)系統(tǒng)，其特征在于:還包括電力專用通信網(wǎng)，每個(gè)變電站內(nèi)的時(shí)鐘監(jiān)控裝置均連接在該電力專用通信網(wǎng)中。
【文檔編號(hào)】G04R20/02GK203455626SQ201320533629
【公開日】2014年2月26日 申請(qǐng)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(qiáng), 廖源, 王圓圓, 王敬一 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 山西省電力公司晉城供電分公司, 國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院武漢南瑞有限責(zé)任公司