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统一时基的智能变电站技术

2018年02月13日 12:01 次阅读

在战争影片中,我们经常会看到这样一幕,部队在进行军事行动前,为了能准确按作战计划行动,各指挥官在作战前必须要进行对时操作。在当今智能化的进程中,变电站自动化程度越来越高,其各部件的智能化动作也需要在同一时间下进行,统一的全网时间基准在测量和控制的同步性上必不可少。

时间术语介绍

我们天天说“时间一分一秒的过去了!”那到底我们是怎样定义时间的呢?人们经常提到的时间概念方面的术语有如世界时,国际原子时,协调世界时等。


世界时(UI)即为格林尼治所在地的标准时间。格林尼治是英国伦敦南郊原格林尼治天文台的所在地,它又是世界上地理经度的起始点。世界时时刻反映了地球在空间的位置,并对应于春夏秋冬、白天黑夜的周期,是人们熟悉且在日常生活中必不可少的时间。

国际原子时(TAI)为位于海平面上的铯原子基态的两个超精细能级间在零磁场中跃迁振荡9192631770个周期所持续的时间。由于原子钟物理性质的稳定性决定其时间是最精准的。


协调世界时本质上还是一种原子时,因为它的秒长上规定要和原子时秒长相等,只是在时刻上通过人为的干预,尽量靠近世界时。协调世界时因速率精确符合原子时,而且通过闰秒机制使其接近天文时间,所以目前已经代替格林尼治时间成为广泛使用的一种时间系统。


      常见时钟源

时钟源用于提供标准时钟信号,授时系统主要包括无线授时和有线授时两类。无线授时系统如卫星全球定位系统,主要有美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧洲空间局的伽利略计划、中国的北斗导航卫星系统。目前电力系统应用最广泛的是GPS系统。GPS每秒发送一次信号,其时间精度在1us以内,其时间信号包含年、月、日、时、分、秒以及1 PPS(标准秒)信号,同时GPS可以输出各种类型的对时编码信号,包括IRIG_B时间码,脉冲码以及串口时间报文等类型的对时编码信号,以满足不同的接口设备的对时要求。

有线授时系统以网络或者专线作为载体,如通信网络授时系统,网络时间协议NTP是使用最普遍的国际互联网时间传输协议,但其只能提供对时精度在1-50MS之间,不能满足测量仪器和工业控制所需要的精度,为了解决测量和控制应用的分布网络定时同步的需要,在2002年底形成了IEEE1588标准,其同步精度可以达到微妙级的范围,从而有效地解决分布式网络系统的实时性问题。

变电站对时系统的重要性

智能变电站采用GPS对时装置作为整个对时系统的主时钟,过程层时间同步一般采用PPS和IRIG_B对时;站控层和间隔层的时间同步采用IEEE1588 PIT网络对时,其设备作为对时网络末点,是整个对时系统的从时钟。

电力系统是一个实时系统,每个时刻系统的状态量均发生变化,而安全和可靠是电网系统不可逾越的原则,为了保证整个智能变电站系统的可靠运行,全网离不开统一的时间基准。IEC61850标准将变电站分为站控层,间隔层和过程层。而其过程层设备,由于传输采样值、跳闸信息、需要达到微秒的同步精度,智能变电站的测试设备DT6000系列的对时精度可达us的同步精度,完全满足智能变电站各层的对时精度要求。

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