智能变电站时间同步系统方案

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。实质上哪一个时间源最能接近UTC时间，这就需要对这几种时间源采取科学对比和处理方法，最终选择一个最精确的时间源作为UTC基准源为各需要对时的设备进行授时。

●主时钟源采用多源比对技术

每台主时钟采用多源(CBD、GPS、PTP、B码、守时源)高精度测量比对技术,保证输出时间基准的稳定性和高精度。

●高精度时间测量技术

高精度时间测量采用单路控制的内插脉冲测量技术（分辨率：0.1ns），提高了系统的时间测量精度，而且电路简单具有很高的可靠性。保证了系统同步精度的需要。也能满足未来相当长时间发展的需要（空间信号精度的提高）。

●高精度守时性能

智能变电站对时间同步系统守时提出了更高的要求，建议恒温晶振必须守时24小时，守时精度需达到<1us/h.甚至更高的要求。

●授时方式的灵活性

具备IEEE1588(PTP)授时方式，对智能变电站间隔层、过程层的智能设备授时；随着IEEE1588技术的发展，PTP守时方式有对时精度高，适合全网时间同步传输协议。而传统B码采用单向传输方式，有一定的传输时延，而PTP采用双向传输方式，授时精度更高。PTP属于网络守时方式，接线更简单，通过网络交换机传递方式就可以完成守时，节省资源。

具备NTP/SNTP授时方式,对智能变电站站控层设备授时；

具备IRIG-B授时方式,通过扩展装置可提供脉冲、串口、B码、网络等对各种传统设备进行授时；采用先进的不受损切换模式及智能切换方案,保障时间输出的稳定性；采用模块化插卡式结构设计,保障时间输出的任意扩展性

●支持地面链路

具备地面链路接口,具有接收PTP，E1及IRIG-B码功能,可接入电力系统整体时间频率同步网实现全网时间频率同步(如成都可为公司CT-WTFS9000整体时间频率同步系统）

6IRIG-B码和PTP（IEEE1588）区别

A．IRIG-B码采用单向传输方式，需要人工手动方式对误差进行时差延迟进行补偿。

PTP（IEEE1588）采用双向授时方式，会自动计算主从时钟误差以及路径时延。授时精度及可靠性高。

B.PTP属于网络授时方式，变电站内配线方式比IRIG-B码简单。