黑科技！衛(wèi)星時鐘同步服務器在電力系統(tǒng)技術應用
電力系統(tǒng)時鐘同步系統(tǒng)是利用全球定位系統(tǒng)GPS（北斗）時鐘對電廠、變電站的計算機監(jiān)控系統(tǒng)、測控裝置、線路微機保護裝置、故障錄波裝置、電能量計費系統(tǒng) 等進行統(tǒng)一對時，這些自動化設備的內(nèi)部都有實時時鐘，但是也有可能因為多種原因產(chǎn)生誤差，如初始值設備的不準確、石英晶體振蕩頻率誤差及其頻率振蕩的溫度漂移和老化漂移、電路中電容量的變化等。
因此需要實時對系統(tǒng)中的電子鐘進行校準， 當前主要是利用GPS和北斗衛(wèi)星授時系統(tǒng)取得時間基準信號，并轉(zhuǎn)換成各種自動化設備需要的時間信號輸出，從而實現(xiàn)各個自動化設備的時間統(tǒng)一，實現(xiàn)了整個電廠、變電站的時鐘完全統(tǒng)一，提高整體電網(wǎng)系統(tǒng)運行的效率。
一、時間同步系統(tǒng)的組成
時間同步系統(tǒng)有多種組成方式，其典型形式有兩種，分別如下：
*單主鐘時間同步系統(tǒng)
由一臺主時鐘、多臺從時鐘和信號傳輸介質(zhì)組成，用以為被授時設備或系統(tǒng)對時，根據(jù)實際需要和技術要求，主時鐘可留有接收上一級時間同步系統(tǒng)下發(fā)的有線時間基準信號的接口。
*雙主鐘時間同步系統(tǒng)
由兩臺主時鐘、多臺從時鐘和信號傳輸介質(zhì)組成，用以為被授時設備或系統(tǒng)對時。根據(jù)實際需要和技術要求，主時鐘可留有接收上一級時間同步系統(tǒng)下發(fā)的有線時間基準信號的接口。
二、時間同步系統(tǒng)的配置
*單主鐘時間同步系統(tǒng)
北斗+GPS，適用于小型發(fā)電廠、35kV及以下變電站。
*雙主鐘時間同步系統(tǒng)
雙北斗+雙GPS，適用于各級調(diào)控中心、大型發(fā)電廠、110kV及以上變電站。
01、 系統(tǒng)構成
授時方案設計了5個模塊：導航衛(wèi)星信號接收模塊、時間解碼模塊、晶振計數(shù)模塊、模擬秒脈沖產(chǎn)生模塊、顯示模塊。
02、 系統(tǒng)原理
由導航衛(wèi)星信號接收模塊接收衛(wèi)星信號，輸出標準秒脈沖和時間碼至FPGA時間解碼模塊，F(xiàn)PGA解出時間信息并根據(jù)通訊協(xié)議發(fā)送給顯示模塊。晶振輸出脈沖至FPGA，晶振計數(shù)模塊記錄標準秒脈沖每個周期內(nèi)晶振脈沖數(shù)。當記錄時間達到30min，計算這組數(shù)據(jù)的均值和方差。導航衛(wèi)星失聯(lián)后，根據(jù)前30min計算的均值和方差動態(tài)設置晶振計數(shù)模塊的脈沖產(chǎn)生計數(shù)器閾值以產(chǎn)生高精度的模擬秒脈沖。
三、方案技術需求實現(xiàn)
性能：NXP i.MX6UL Cortex-A7 主頻528MHZ
電源保障：雙電源供電，互為主備
LCD：顯示屏，人機交互
Key：前面板的按鍵
SPI：接FPGA。與FETMX6UL-C做信息交互
串口：接GPS模塊和北斗模塊
GPIO：控制中斷
網(wǎng)口：2路，做通訊授時
平臺優(yōu)勢：
FETMX6UL-C核心板基于NXP i.MX6UltraLite Cortex-A7 架構處理器設計，主頻528MHz，核心板采用兩組優(yōu)質(zhì)進口80P板對板連接器設計，獨特的電源管理架構相比ARM9系列的核心板功耗更低。嚴酷的溫度等級測試確保核心板在-40℃~+85℃環(huán)境中穩(wěn)定運行，最大支持8路UART、2路以太網(wǎng)、2路CAN等工業(yè)級總線接口。
行業(yè)發(fā)展貼士：
“四統(tǒng)一”時間同步裝置
調(diào)自〔2013〕82號文《國調(diào)中心關于加強電力系統(tǒng)時間同步運行管理工作的通知》要求“實現(xiàn)系統(tǒng)級的時間同步狀態(tài)在線監(jiān)測功能”。
調(diào)自〔2014〕53號文《國調(diào)中心關于強化電力系統(tǒng)時間同步監(jiān)測管理工作的通知》要求“電力系統(tǒng)時間同步監(jiān)測遵循分級管理的原則，各級調(diào)度控制中心監(jiān)測管理直調(diào)廠站和下級調(diào)度的時間同步狀況，廠站監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測管理站內(nèi)主要二次設備的時間同步狀況。通過分級時間同步監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)對電力系統(tǒng)時間同步的閉環(huán)管理”。
2015年，國調(diào)中心自動化處組織8個省市調(diào)、中國電科院、南瑞集團及國內(nèi)10多個主要自動化設備廠家，以提高變電站自動化設備標準化程度和功能性能為目標，開展了時間同步裝置的“四統(tǒng)一、四規(guī)范”工作（簡稱“四統(tǒng)一”），統(tǒng)一外觀接口、信息模型、通信服務、監(jiān)控圖形，規(guī)范參數(shù)配置、應用功能、版本管理、質(zhì)量控制，制定《Q／GDW11539-2016 電力系統(tǒng)時間同步及監(jiān)測技術規(guī)范》。
主要解決了以下問題：
1. 各廠家裝置使用界面、菜單面板指示燈和參數(shù)設置項存在明顯差異，不便于運維。
2. 大部分裝置不支持時間同步狀態(tài)在線監(jiān)測功能，部分裝置多事件源切換功能存在缺陷，同時信息模型存在一定差異。
3. 裝置型號命名無明確規(guī)則，缺乏軟件版本管理手段。
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END
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