高精度北斗衛(wèi)星時鐘授時在電力系統(tǒng)的重要性

近幾年來，隨著電廠自動化水平的提高，電力系統(tǒng)中的信息控制系統(tǒng)、計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、微機(jī)保護(hù)裝置以及各類數(shù)據(jù)管理機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用，。電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)應(yīng)保證在先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備的基礎(chǔ)上，以較高的經(jīng)濟(jì)效益，合理協(xié)調(diào)電力生產(chǎn)和用電。這些個錯綜復(fù)雜的核心功能系統(tǒng)串聯(lián)在一起，如果各自為營，各干各的工作，那么工作狀態(tài)非?；靵y，還造成嚴(yán)重的不可估量的損失。所以些自動裝置的配合工作需要有一個精確統(tǒng)一的時間。時鐘的統(tǒng)一是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行，提高運(yùn)行水平的一個重要措施，是綜自變電站自動化系統(tǒng)的最基本要求之一。

現(xiàn)在隨著技術(shù)的發(fā)展，為了滿足高精度授時要求，北斗授時系統(tǒng)和衛(wèi)星時鐘應(yīng)用的也越來越廣泛。尤其是北斗衛(wèi)星授時系統(tǒng)在航天發(fā)射，導(dǎo)航定位以及交通和電力系統(tǒng)，軍工等領(lǐng)域均有重要作用。

人們?nèi)粘Ｉ钪辛私廨^多的是北斗衛(wèi)星的定位和導(dǎo)航功能，而高精度授時對于導(dǎo)航和定位而言，是最基礎(chǔ)的。GPS導(dǎo)航的基本原理是通過用戶終端實(shí)時與衛(wèi)星終端進(jìn)行導(dǎo)航電文的交互，通過定位計算方法，實(shí)時的更新用戶的位置信息并規(guī)劃路徑指引行進(jìn)方向。需要利用到時鐘記錄的時間、電文收發(fā)的時間戳信息形成位置信息。因此，高精度的時間同步是實(shí)現(xiàn)定位、導(dǎo)航的基礎(chǔ)，提高定位、導(dǎo)航精度的最基礎(chǔ)、最直接的因素。

一、北斗衛(wèi)星時鐘授時系統(tǒng)的簡介

BG2000衛(wèi)星時鐘授時系統(tǒng)由北斗衛(wèi)星時鐘系統(tǒng)、GPS衛(wèi)星時鐘系統(tǒng)、本地時鐘系統(tǒng)以及由這3種時鐘系統(tǒng)組合信號變換的輔助光電子系統(tǒng)組成。接收GPS（全球定位系統(tǒng)）、北斗衛(wèi)星信號、CDMA信號和遠(yuǎn)地傳送來的NTP時間信號以及IRIG-B碼信號獲得時間信息，可根據(jù)客戶不同需求，選擇相應(yīng)的功能的板卡，同步產(chǎn)生IRIG-B碼信號、秒脈沖、分脈沖、串口時間信息信號、網(wǎng)絡(luò)授時接口及報警信息，系統(tǒng)對各種配置信息進(jìn)行自動保存，是建立時間尺度、實(shí)現(xiàn)時間統(tǒng)一同步的實(shí)用型電子儀器。

二、北斗衛(wèi)星時鐘授時系統(tǒng)在電廠中應(yīng)用

現(xiàn)行的GPS衛(wèi)星時鐘同步系統(tǒng)支持硬對時（脈沖節(jié)點(diǎn)PPS、PPM、PPH）、軟對時（串口報文）、編碼對時（IRIG-B、DCF77）和網(wǎng)絡(luò)NTP對時，滿足國內(nèi)外不同設(shè)備的對時接口要求，變電站內(nèi)微機(jī)保護(hù)裝置、測控裝置、故障錄波器、自動化系統(tǒng)站控層設(shè)備等均可接入GPS時鐘同步系統(tǒng)。GPS對時接口一般有：RS232串口輸出、RS485串口輸出，非調(diào)制IRIG-B輸出信號，分脈沖1PPM輸出信號，秒脈沖1PPS輸出信號等。綜自變電站中往往有許多不同的新老裝置需要接收時鐘同步信號，其接口類型繁多，在實(shí)際的工程應(yīng)用中往往是幾種對時方式結(jié)合在一起使用的，這樣就需要增加硬接點(diǎn)或網(wǎng)絡(luò)對時來統(tǒng)一時間。比如變電站自動化系統(tǒng)中有很多設(shè)備不支持B碼對時，則多采用串行口對時和1PPM脈沖對時相結(jié)合的對時方式，串行口對時將智能設(shè)備的時間基準(zhǔn)精確到毫秒級，而1PPM每整分鐘發(fā)一個脈沖作用于智能裝置的時鐘清零線,從而實(shí)現(xiàn)時鐘的精確同步。具有B碼對時功能的智能裝置，原則上是不能再接受串行通信報文對時的，否則會出現(xiàn)時間跳變，而比較先進(jìn)的智能裝置會在通信程序里增加一個判據(jù)，當(dāng)B碼對時功能發(fā)生故障時才接受串行口的對時報文進(jìn)行對時。

電廠的時鐘同步系統(tǒng)由主時鐘、時間信號傳輸通道、時間信號用戶設(shè)備接口（擴(kuò)展裝置）組成。主時鐘一般設(shè)在電廠的控制中心，包括標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱、接收模塊、接收天線、電源模塊、時間信號輸出模塊等，對變電站設(shè)備和間隔層IED設(shè)備（包括智能電能表等）按要求實(shí)現(xiàn)GPS對時，并具有時鐘同步網(wǎng)絡(luò)傳輸校正措施。

為保證北斗衛(wèi)星同步時鐘系統(tǒng)的功能、精度和效率，應(yīng)做好日常的保養(yǎng)和維護(hù)工作，應(yīng)定時對北斗衛(wèi)星對時系統(tǒng)各個部件進(jìn)行檢查，首先應(yīng)檢查裝置顯示面板上的天線信號是否正常，再檢查顯示面板上鎖定的衛(wèi)星數(shù)量（一般應(yīng)大于3），以上兩項(xiàng)正常后再用顯示面板上所顯示的時間與各個對時設(shè)備上所顯示或打印的時間進(jìn)行比對，以確認(rèn)對時系統(tǒng)內(nèi)所有參與對時的設(shè)備的對時單元工作正常，定時對系統(tǒng)內(nèi)的各個部件進(jìn)行巡檢以保證整個系統(tǒng)的可靠性。

BG2000系列衛(wèi)星時鐘服務(wù)器配置采用了GPS、北斗同步時鐘系統(tǒng)，在電力時鐘系統(tǒng)中，此時統(tǒng)設(shè)備可以很容易地解決傳統(tǒng)同步時鐘系統(tǒng)中的復(fù)雜配置問題，可以使電網(wǎng)智能管理系統(tǒng)長期精準(zhǔn)、穩(wěn)定、安全的運(yùn)行。

審核編輯 黃宇