CN103576543A

CN103576543A - 电网时间的同步***

Info

Publication number: CN103576543A
Application number: CN201210269336.9A
Authority: CN
Inventors: 王超; 王彬; 焦阳; 谢思江
Original assignee: State Grid Corp of China SGCC; Beijing Electric Power Corp
Current assignee: State Grid Corp of China SGCC; Beijing Electric Power Corp
Priority date: 2012-07-30
Filing date: 2012-07-30
Publication date: 2014-02-12

Abstract

本发明公开了一种电网时间的同步***。该同步***包括主时钟、时间信号传输通道和时间信号用户设备接口，其中，主时钟包括：时间信号接收单元用于接收外部时间基准信号；时间保持单元用于在接收到外部时间基准信号时，按照外部时间基准信号同步走时，在接收不到外部时间基准信号时，保持预定的守时准确度走时；以及时间信号输出单元用于在接收到外部时间基准信号时，按照外部时间基准信号输出时间同步信号，在接收不到外部时间基准信号时，按照时间保持单元输出时间同步信号。通过本发明，电力***中各用户设备的授时***相同，通过卫星时间或地面时间生成时间同步信号，实现电力***中时间的统一。

Description

电网时间的同步***

技术领域

本发明涉及电力领域，具体而言，涉及一种电网时间的同步***。

背景技术

我国电网的各级调度机构、发电厂、变电站、集控中心等都需要一个统一精确的时间基准以满足各种***和设备对时间同步的要求，确保实时数据采集时间一致性，提高线路故障测距、相量和功角动态测量、机组和电网参数校验的准确性，从而提高电网事故分析和稳定控制的水平，提高电网运行效率和可靠性，适应我国大电网互联、特高压输电的发展需要。

目前，各变电站授时***独立运行，电力***中所采用的各种***（如调度自动化***、能量管理***、生产信息管理***和监控***等）和电力设备（如继电保护装置、智能电子设备、时间顺序记录SOE、厂站自动控制设备、安全稳定控制装置和故障滤波器等）的时间不能够达到完全统一，没有后备授时***，各***在时间描述方面存在较大差异，难以准确描述时间顺序，给电网故障的分析带来了一定困难。

针对相关技术中各变电站的授时***相互独立，导致电力***时间不统一的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种电网时间的同步***，以解决各变电站的授时***相互独立，导致电力***时间不统一的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种电网时间的同步***。

根据本发明的电网时间的同步***包括主时钟、时间信号传输通道和时间信号用户设备接口，其中，主时钟包括：时间信号接收单元，用于接收外部时间基准信号；时间保持单元，与时间信号接收单元相连接，时间保持单元为主时钟内部的时钟，用于在接收到外部时间基准信号时，按照外部时间基准信号同步走时，在接收不到外部时间基准信号时，保持预定的守时准确度走时；以及时间信号输出单元，与时间信号接收单元和时间保持单元分别相连接，用于在接收到外部时间基准信号时，按照外部时间基准信号输出时间同步信号，在接收不到外部时间基准信号时，按照时间保持单元输出时间同步信号，其中，时间信号传输通道用于将时间信号输出单元输出的时间信号输出单元经由时间信号用户设备接口传输至用户设备。

进一步地，时间信号接收单元包括：无线时间信号接收单元，用于接收北斗卫星或GPS卫星传递的时间基准信号；以及有线时间信号接收单元，用于接收上级地面时间源输出的时间基准信号。

进一步地，时间保持单元的内部时钟的振荡源采用石英晶振或原子频标。

进一步地，主时钟还包括：信号指示单元，用于在时间信号接收单元接收到外部时间基准信号时，输出第一状态指示信号，在时间信号接收单元没有接收到外部时间基准信号时，输出第二状态指示信号，第一状态指示信号与第二状态指示信号为不同的信号。

进一步地，主时钟还包括：供电单元，用于连接交流或直流电源，以提供主时钟的工作电源。

进一步地，主时钟还包括：电源指示单元，用于在主时钟的工作电源正常时输出第一电源指示信号，在主时钟的工作电源中断时，输出第二电源指示信号，其中，第一电源指示信号与第二电源指示信号为不同的信号。

进一步地，主时钟还包括：时间显示单元，用于显示时间保持单元走时的时间信息。

进一步地，时间信号传输通道包括：同轴电缆、有屏蔽控制电缆、音频通信电缆或光纤。

进一步地，时间信号输出单元通过PTP、NTP、B码、脉冲或频率输出时间同步信号。

进一步地，时间信号用户设备接口包括：静态空接点接口、TTL电平接口、RS-232接口、RS-422接口、RS-485、电流环接口或AC调制信号接口。

通过本发明，采用包括以下结构的电网时间的同步***：主时钟、时间信号传输通道和时间信号用户设备接口，其中，主时钟包括：用于接收外部时间基准信号的时间信号接收单元；作为主时钟内部的时钟时间保持单元，在接收到外部时间基准信号时，按照外部时间基准信号同步走时，在接收不到外部时间基准信号时，保持预定的守时准确度走时；以及在接收到外部时间基准信号时，按照外部时间基准信号输出时间同步信号，在接收不到外部时间基准信号时，按照时间保持单元输出时间同步信号的时间信号输出单元，其中，时间信号传输通道用于将时间信号输出单元输出的时间信号输出单元经由时间信号用户设备接口传输至用户设备，能够使电力***中的各用户设备（也即电力***中的各***、各电力设备）具有统一的授时***，解决了各变电站的授时***相互独立，导致电力***时间不统一的问题，进而达到了统一电力***时间的效果。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的电网时间的同步***的框图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1是根据本发明实施例的电网时间的同步***的框图，如图1所示，该电网时间的同步***安装在调度中心（调度所）、发电厂和变电站内，包括主时钟20、时间信号传输通道40和时间信号用户设备接口60。

其中，主时钟20自带高稳定时间基准，以预定准确度走时，能够接收外部时间基准信号，并能够发送时间同步信号，包括时间信号接收单元22、时间保持单元24和时间信号输出单元26。

时间信号接收单元22用于接收外部时间基准信号。优选地，时间信号接收单元22包括无线时间信号接收单元和有线时间信号接收单元，其中，无线时间信号接收单元用于接收北斗卫星或GPS卫星或短波广播和电视等无线手段传递的时间基准信号；有线时间信号接收单元通过导线或光纤接收上级变电站或调度中心等地面上其他主时钟发送的时间基准信号，其时间基准信号作为主时钟的后备外部时间基准信号，当无法获得来自空中卫星的时间基准信号时，以上一级的地面时间为时间基准信号，从而保证了时间信号的稳定性。

时间保持单元24与时间信号接收单元22相连接，时间保持单元24为主时钟20内部的时钟，当接收到外部时间基准信号时，被外部时间基准信号同步，按照外部时间基准信号同步走时；当接收不到外部时间基准信号时，保持预定的守时准确度走时，使主时钟20输出的时间同步信号仍能保证一定的准确度，其中，时间保持单元24的时钟准确度应优于7×10^-8。

优选地，时间保持单元24的内部时钟的振荡源可以根据时钟精度的要求，选用普通石英晶振、有温度补偿的石英晶振或原子频标。

时间信号输出单元26与时间信号接收单元22和时间保持单元24分别相连接，当主时钟20接收到外部时间基准信号时，按照外部时间基准信号输出时间同步信号；当接收不到外部时间基准信号时，按照内部时钟也即时间保持单元24的时钟输出时间同步信号，当外部时间基准信号接收恢复时,自动切换到正常状态工作，切换时间应小于0.5s。

优选地，主时钟20应输出足够数量的、不同类型时间同步信号，例如通过PTP、NTP、B码、脉冲或频率输出时间同步信号，并且，可通过扩展时间信号输出单元26来满足不同使用场合的需要。

主时钟20生成时间同步信号后，时间同步信号经由时间信号传输通道40、时间信号用户设备接口60传输至用户设备，包括电力***中的各种***以及电力设备，其中，时间信号传输通道40包括同轴电缆、有屏蔽控制电缆、音频通信电缆或光纤，时间信号用户设备接口60根据用户设备需要，包括静态空接点接口、TTL电平接口、RS-232接口、RS-422接口、RS-485、电流环接口或AC调制信号接口。

在该实施例提供的电网时间的同步***中，基于北斗卫星以及GPS导航***实现电网一体化时间同步，外部时间基准信号可接收天上卫星的无线传输，也可在接收不到卫星信号时，使用地面时间基准作为备用基准信号，通过“天地互备”技术和网络化技术，构建一个满足电网智能化运行需要的一体化时间同步***，从而实现电网时间同步***的全方位覆盖，一体化时间同步***将实现从发电一直到用电的所有时间基准的统一和时间同步一致性，使得各变电站的授时***同一，进而达到电力***时间统一。

优选地，主时钟还包括：供电单元，用于连接交流或直流电源，以提供主时钟的工作电源，其中，交流供电参数为：220V±20%(50Hz+/-1Hz)、功耗﹤15W；直流供电参数为：110V±20%、或220V±20%、功耗﹤15W。

进一步优选地，在主时钟的外壳面板上设置下列工作状态指示：信号指示单元和供电指示单元。其中，信号指示单元用于在时间信号接收单元接收到外部时间基准信号时，输出第一状态指示信号，在时间信号接收单元没有接收到外部时间基准信号时，输出第二状态指示信号，第一状态指示信号与第二状态指示信号为不同的信号；电源指示单元用于在主时钟的工作电源正常时输出第一电源指示信号，在主时钟的工作电源中断时，输出第二电源指示信号，其中，第一电源指示信号与第二电源指示信号为不同的信号，通过该优选实施例，主时钟能够直观显示其当前工作状态。

其中，当时间信号接收单元没有接收到外部时间基准信号输出的第二状态指示信号、当主时钟的工作电源中断输出的第二电源指示信号均可设置为声音告警信号，例如驱动外部发声装置产生声音报警，报警信号的电接口类型优选为继电器空接点。

优选地，主时钟还包括时间显示单元，用于显示时间保持单元走时的时间信息，能显示时、分、秒，必要时可显示日期，即年、月、日。

优选地，在建设整个电力***的电网时间同步***时，首先在供电局部署一台主时钟，接收北斗、GPS卫星信号，同时接收来自上一级（比如：国网调度中心）更高级时钟的对时信号，输出高精度的、稳定的时间，提供给下一级变电站的PTP授时服务，用SDH的转换器将PTP信号传递到SDH主干线路上，同时主时钟通过时间信号的用户设备接口为本地的专业***服务器授时。然后在220KV的变电站配置两台时间同步主时钟（内置晶振）给变电站提供授时服务，同时采用现有的电力数据专有网络，通过SDH方式接收来自供电局的PTP时间信息以构建整个区域内的地面时间同步网络，并给站内远动装置、保护设备等***提供PTP、NTP、B码、脉冲或频率等方式授时服务。最后在110KV的变电站配置一台时间同步主时钟（内置晶振）给变电站提供授时服务，同时采用现有的电力数据专有网络，通过SDH方式接收来自供电局的PTP时间信息以构建整个区域内的地面时间同步网络，并给站内远动装置、保护设备等***提供PTP、NTP、B码、脉冲或频率等方式授时服务。

同时，在供电局配置集中监控管理***，将各主从时钟状态进行实时监控，当出现故障、时间偏差过大等现象，进行实时的告警。监控软件可以计算出时间偏差和延迟，然后将时间戳，偏差和延迟录入数据库，当切到显示多个从钟或单个时钟偏差图后，将时间偏差图形化显示出来。此外，还可以将每个从钟的偏差、延迟通过历史数据库查询出来进行对比分析。

从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果：在接收到外部时间基准信号时，按照外部时间基准信号输出时间同步信号，在接收不到外部时间基准信号时，按照主时钟内部的时钟输出时间同步信号，时间信号传输通道将该时间信号输出单元经由时间信号用户设备接口传输至用户设备，使得电力***中的各用户设备具有统一的授时***，进而统一了电力***中的时间。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种电网时间的同步***，其特征在于，包括主时钟、时间信号传输通道和时间信号用户设备接口，其中，

所述主时钟包括：

时间信号接收单元，用于接收外部时间基准信号；

时间保持单元，与所述时间信号接收单元相连接，所述时间保持单元为所述主时钟内部的时钟，用于在接收到所述外部时间基准信号时，按照所述外部时间基准信号同步走时，在接收不到所述外部时间基准信号时，保持预定的守时准确度走时；以及

时间信号输出单元，与所述时间信号接收单元和所述时间保持单元分别相连接，用于在接收到所述外部时间基准信号时，按照所述外部时间基准信号输出时间同步信号，在接收不到所述外部时间基准信号时，按照所述时间保持单元输出时间同步信号，

其中，所述时间信号传输通道用于将所述时间信号输出单元输出的时间信号输出单元经由所述时间信号用户设备接口传输至用户设备。

2.根据权利要求1所述的电网时间的同步***，其特征在于，所述时间信号接收单元包括：

无线时间信号接收单元，用于接收北斗卫星或GPS卫星传递的时间基准信号；以及

有线时间信号接收单元，用于接收上级地面时间源输出的时间基准信号。

3.根据权利要求1所述的电网时间的同步***，其特征在于，所述时间保持单元的内部时钟的振荡源采用石英晶振或原子频标。

4.根据权利要求1所述的电网时间的同步***，其特征在于，所述主时钟还包括：

信号指示单元，用于在所述时间信号接收单元接收到所述外部时间基准信号时，输出第一状态指示信号，在所述时间信号接收单元没有接收到所述外部时间基准信号时，输出第二状态指示信号，所述第一状态指示信号与所述第二状态指示信号为不同的信号。

5.根据权利要求1所述的电网时间的同步***，其特征在于，所述主时钟还包括：

供电单元，用于连接交流或直流电源，以提供所述主时钟的工作电源。

6.根据权利要求5所述的电网时间的同步***，其特征在于，所述主时钟还包括：

电源指示单元，用于在所述主时钟的工作电源正常时输出第一电源指示信号，在所述主时钟的工作电源中断时，输出第二电源指示信号，其中，所述第一电源指示信号与所述第二电源指示信号为不同的信号。

7.根据权利要求1所述的电网时间的同步***，其特征在于，所述主时钟还包括：

时间显示单元，用于显示所述时间保持单元走时的时间信息。

8.根据权利要求1所述的电网时间的同步***，其特征在于，所述时间信号传输通道包括：同轴电缆、有屏蔽控制电缆、音频通信电缆或光纤。

9.根据权利要求1所述的电网时间的同步***，其特征在于，所述时间信号输出单元通过PTP、NTP、B码、脉冲或频率输出所述时间同步信号。

10.根据权利要求1所述的电网时间的同步***，其特征在于，所述时间信号用户设备接口包括：静态空接点接口、TTL电平接口、RS-232接口、RS-422接口、RS-485、电流环接口或AC调制信号接口。