电力时间同步系统介绍

数
系统、对时系统等，实现面向全站设备的监视、控制、告
字
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
变
等相关功能
电 站
•间隔层：继电保护装置、系统测控装置、监测功能组
主IED等二次设备
结 构
•过程层：变压器、断路器、隔离开关、电流/电压互感
•保护装置、测控装置 •故障录波、雷电定位 • 行波测距、监控系统…
•通信系统
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•SDH设备,远动
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解决方案
常规变电站时间同步系统组成
•北 斗 •GPS
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•主时钟 屏
•主时钟1
•脉冲
•时间信号扩展屏
•B码
•B码 •串
•主时钟2 口
•IRIG-B码
•时间信号扩展装置 •时间信号扩展装置
•光输出
•网络
•光接收
•时间信号扩展屏
•脉冲
•时间信号扩展装置
•串 口
•时间信号扩展装置
•IRIG-B码
•光接收
•网络
•光缆
•光缆
•IRIG-B（DC）码
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四川西昌500kV变电站拓扑图
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解决方案
•
•站控层：自动化站级监视控制系统、站域控制、通信
当前的时间基本计量 系统 1000万年仅误差1秒
国际原子时TAI和世界时 以闰秒方式修正UT1
UT1的结合，UTC(t)-
与TAI之间的差值，
TAI(t)=N秒（N为整数）， 闰秒时间规定：6月30
UTC(t)-UT1(t)<0.9秒
或12月31日的最后一
电力时间同分步系钟统为介绍61秒或59秒
绪论
•
相对时间同步，是指某个系统内的时钟所进
行的时间同步
•
绝对时间同步，是指除了完成本系统内的时
间 同步外，还要与国家标准时间和国际标准
时间UTC相同步
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绪论
时间基准
时间基 准
世界时 UT
时间原点
以本初子午线的平子夜起算 的平太阳时
时间尺度（1秒） 平太阳日的1/86400
历书时 时间参考点为1900年1月1日 回归年长度的
主要分类
频率基准
q 石英钟
•
温补晶振，恒温晶振，压控晶振
q 原子钟
•
铯原子钟、氢原子钟、铷原子钟
•
原子钟精度：铯 > 氢 > 铷
q 光钟
•
新一代原子钟。分为原子光钟和离子光钟，2010年
美国铝离子光钟，精度可达37亿年误差不到1秒
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解决方案
电力时间同步系统的演进
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电力时间同步系统介绍
绪论
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•时间系统
•时间同步设备
•行业应用
•世界时
•频率基准
•同步技术 •时间基
•历书时
准
•行业授时接 口
•原子时 •协调世界时
•电力 •军事 •通信 •铁路 •民航 •广电 •气象 •金融 •物联网 •地震预报
•搬运钟、长波、卫星、地面链路。。。。。
反映了频率的含义来自于对周期事件（即在一定的时间间隔内重复出现
的事件）的测量这个事实。
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绪论
q 同步
•
信号之间在频率或相位上保持某种严格的特
定关系，即在相对应的有效瞬间以同一平均速率
出现
q 时间同步
•
通过一定的比对手段使两个时钟时刻保持一
致
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q 时间同步分类
• • •
• • •
卫 星 单 钟
单 应 用 系 统
普 通 厂 站 统时 间 同 步 系
数
字
化
厂
统
站 时
间
同
步
系
全
省
广
域
网
时 间
频
率
同
步
全
国
广
域
网
时 间
频
率
同
步
•不同的 需求对 应不同 的解决 方案
•需要
•必要
•重要
•异常重要
• 2013年1月24日，国家电网因时间错误造成国调中心和四川省调相关 系统和设备故障，使四川二滩电站和瀑布沟电厂发电机组异常关机。
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2020/11/27
电力时间同步系统介绍
目录
1、绪论 2、现代授时技术5、解决方案
2.1 模式一（站控层NTP、间隔层/过程层IRIG-B） 2.2 模式二（站控层NTP、间隔层/过程层PTP，间隔层IRIG-B） 2.3 模式三 （三网合一，全站PTP）
3、技术发展方向
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解决方案
模式一
•组网特点
• 站控层采用SNTP/NTP授时，间隔层和过程层设备采用IRIG_B(DC)对 时；不占用间隔层，过程层网络资源，对时网独立，各层之间采用 “点 对点”方式连接，用时设备大部分都具备IRIG_B码对时接口，技术成熟， 对时精度较高；
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
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解决方案
智能变电站时间同步网典型组网模式
l模式一 • 站控层采用SNTP/NTP授时，间隔层和过程层设备采用IRIG_B(DC)对时 • 典型应用：陕西延安750KV智能变电站； l模式二 • 配置一套北斗/GPS双卫星时间同步系统； • 站控层采用SNTP/NTP授时，间隔层和过程层设备采用PTP对时,间隔层 • 设备同时接收IRIG_B码； • 典型应用：吉林长春南500KV智能变电站 l模式三 • 配置双套北斗/GPS,站控层、间隔层、过程层均采用PTP对时方式；AB网 • 双网双备，同时具备两个PTP主钟在线工作，通过BMC算法决策工作状态 • 典型应用：辽宁何家变220KV智能变电站
• 2013年4月15日，国家电网公司国调中心发布2013年82号文件，要求 加强对时间的运行管理。高精度时间同步对电力系统已经异常重要!
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解决方案
电力系统时间应用
•调度技术支撑平台
•OPEN3000、D5000 •WARMS、EMS/GIS
•计费系统…
•变电厂站 •二次设备 •或系统
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绪论
时间同步基础
时间与频率
•
时间有两个含义：
•
“时刻”：即某个事件何时发生；
•
“时间间隔”：即某个时间相对于某一时刻持续了多久。
•
频率的定义：周期信号在单位时间（1s）内的变化次数（周期数）
。如果在一定时间间隔T内周期信号重复变化了N次，则频率可表达为：
f＝N/T
•
频率与时间Fra Baidu bibliotek切相关，（在数学上）通常称其为时间的倒数，这
0时整。
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使用情况
准确度约为10－7 先被历书时代替 目前被原子时代替 准确度达1×10－9 被原子时代替
原子时 1958年1月1日0时0分0秒UT
TAI
的瞬间。
世界协 与世界时原点一致 调时 UTC
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铯 -133 原子基态的两个超 精细能级间在零磁场下跃 迁辐射9192631770周所持 续的时间 ；