高精度北斗卫星时钟授时在电力系统的重要性

近几年来，随着电厂自动化水平的提高，电力系统中的信息控制系统、计算机监控系统、微机保护装置以及各类数据管理机得到了广泛的应用，。电力系统的结构应保证在先进技术和设备的基础上，以较高的经济效益，合理协调电力生产和用电。这些个错综复杂的核心功能系统串联在一起，如果各自为营，各干各的工作，那么工作状态非常混乱，还造成严重的不可估量的损失。所以些自动装置的配合工作需要有一个精确统一的时间。时钟的统一是保证电力系统安全运行，提高运行水平的一个重要措施，是综自变电站自动化系统的最基本要求之一。

现在随着技术的发展，为了满足高精度授时要求，北斗授时系统和卫星时钟应用的也越来越广泛。尤其是北斗卫星授时系统在航天发射，导航定位以及交通和电力系统，军工等领域均有重要作用。

 

人们日常生活中了解较多的是北斗卫星的定位和导航功能，而高精度授时对于导航和定位而言，是最基础的。GPS导航的基本原理是通过用户终端实时与卫星终端进行导航电文的交互，通过定位计算方法，实时的更新用户的位置信息并规划路径指引行进方向。需要利用到时钟记录的时间、电文收发的时间戳信息形成位置信息。因此，高精度的时间同步是实现定位、导航的基础，提高定位、导航精度的最基础、最直接的因素。

一、北斗卫星时钟授时系统的简介

BG2000卫星时钟授时系统由北斗卫星时钟系统、GPS卫星时钟系统、本地时钟系统以及由这3种时钟系统组合信号变换的辅助光电子系统组成。接收GPS（全球定位系统）、北斗卫星信号、CDMA信号和远地传送来的NTP时间信号以及IRIG-B码信号获得时间信息，可根据客户不同需求，选择相应的功能的板卡，同步产生IRIG-B码信号、秒脉冲、分脉冲、串口时间信息信号、网络授时接口及报警信息，系统对各种配置信息进行自动保存，是建立时间尺度、实现时间统一同步的实用型电子仪器。

 

二、北斗卫星时钟授时系统在电厂中应用

现行的GPS卫星时钟同步系统支持硬对时（脉冲节点PPS、PPM、PPH）、软对时（串口报文）、编码对时（IRIG-B、DCF77）和网络NTP对时，满足国内外不同设备的对时接口要求，变电站内微机保护装置、测控装置、故障录波器、自动化系统站控层设备等均可接入GPS时钟同步系统。GPS对时接口一般有：RS232串口输出、RS485串口输出，非调制IRIG-B输出信号，分脉冲1PPM输出信号，秒脉冲1PPS输出信号等。综自变电站中往往有许多不同的新老装置需要接收时钟同步信号，其接口类型繁多，在实际的工程应用中往往是几种对时方式结合在一起使用的，这样就需要增加硬接点或网络对时来统一时间。比如变电站自动化系统中有很多设备不支持B码对时，则多采用串行口对时和1PPM脉冲对时相结合的对时方式，串行口对时将智能设备的时间基准精确到毫秒级，而1PPM每整分钟发一个脉冲作用于智能装置的时钟清零线,从而实现时钟的精确同步。具有B码对时功能的智能装置，原则上是不能再接受串行通信报文对时的，否则会出现时间跳变，而比较先进的智能装置会在通信程序里增加一个判据，当B码对时功能发生故障时才接受串行口的对时报文进行对时。

 

电厂的时钟同步系统由主时钟、时间信号传输通道、时间信号用户设备接口（扩展装置）组成。主时钟一般设在电厂的控制中心，包括标准机箱、接收模块、接收天线、电源模块、时间信号输出模块等，对变电站设备和间隔层IED设备（包括智能电能表等）按要求实现GPS对时，并具有时钟同步网络传输校正措施。

为保证北斗卫星同步时钟系统的功能、精度和效率，应做好日常的保养和维护工作，应定时对北斗卫星对时系统各个部件进行检查，首先应检查装置显示面板上的天线信号是否正常，再检查显示面板上锁定的卫星数量（一般应大于3），以上两项正常后再用显示面板上所显示的时间与各个对时设备上所显示或打印的时间进行比对，以确认对时系统内所有参与对时的设备的对时单元工作正常，定时对系统内的各个部件进行巡检以保证整个系统的可靠性。

BG2000系列卫星时钟服务器配置采用了GPS、北斗同步时钟系统，在电力时钟系统中，此时统设备可以很容易地解决传统同步时钟系统中的复杂配置问题，可以使电网智能管理系统长期精准、稳定、安全的运行。

审核编辑 黄宇