水電站為何需要GPS北斗衛星同步時鐘系統？
水電站為何需要GPS北斗衛星同步時鐘系統？
京準電子科技官微——ahjzsz
隨著水電站的快速發展,分散的系統計算機監控系統、水情測報系統、視頻監控系統、狀態監測系統、生產資訊管理系統……
分散的設備，繼電保護裝置故障錄波裝置PMU裝置事件順序記錄SOE……
功能越來越強大，需要采集、記錄的資料量越來越大，如果資料采集、事件記錄的時間自己自足，那么時間順序錯位將不可避免，將會對資料分析，故障分析造成極大的困難，衛星同步時鐘系統的組建，可提供準確、安全、可靠的全廠時鐘源，提供統一的時間基準，衛星同步時鐘系統的時間，需接收地球軌道衛星的授時，
目前國內主要使用，中國北斗衛星導航系統，美國GPS全球衛星導航系統，北斗衛星導航系統是中國自主建設、獨立運行的衛星導航系統，為全球用戶提供全天候、全天時、高精度的，定位、導航、授時服務的國家重要空間基礎設施，為首選配置，
衛星同步時鐘系統結構，基本式時間同步系統，一臺主時鐘和信號傳輸介質組成，主從式時間同步系統，一臺主時鐘、多臺從時鐘、信號傳輸介質組成，主備式時間同步系統（主流），兩臺主時鐘、多臺從時鐘、信號傳輸介質組成，同時接受北斗衛星導航系統及GPS全球定位系統
用于被授時設備及系統對時，
常用的對時介面有脈沖信號、有源PPS或PPM 、無源PPS或PPM 、IRIB-B碼、TTL 直流B 碼、RS422/485電平直流B（主流）、交流 B 碼、網路對時（NTP/PTP）串口時間報文、RS232/RS485、網路時間報文，
衛星同步時鐘安裝:衛星同步時鐘需要接受衛星信號天線的安裝很重要,一般安裝在屋頂或比較開闊的地方,這樣才能保證收到有效的衛星信號接收天線的安裝位文章來源：成都金諾信 置和天氣的影響較大，如果天線的安裝位置不佳，有遮擋時會造成一些時間段GPS，時間精度有一定誤差，甚至不定位無法對時，
高精度守時：為了提高可靠性在收不到衛星信號情況下，仍然要求時鐘能夠輸出準確的時間，這時就需要選配高精度守時模塊，守時模塊有不同精度，采用普通溫補晶振一般精度，守時精度每天誤差約100 毫秒，最常用的恒溫晶振（OCXO）精度，守時精度約每天誤差1 毫秒，銣原子鐘精度，守時精度約每天誤差10 微秒，
時間系統孤島林立
通常來講，現有電力系統都是簡單通過在變電站等機房內部配置GPS衛星接識訓的方式來獲得時間資訊，由于不具備各分散GPS接識訓的網管能力，全電網統一的時間同步機制還沒有形成，各個電廠、變電站、調度中心都是時間孤島，各機房的時間系統也沒有統一的精度要求和安全性標準，
于是，由于時間同步不良而可能導致的各種問題無法預防：所有的時間基準依賴GPS，而GPS時間受制于天氣因素和政治因素，且安裝程序復雜，時間系統的安全性缺乏保障；所有站點準同步，無統一的時間同步網路實作全網同步；GPS接識訓廣泛使用，各站點不能共享，資源浪費嚴重；現網時間設備種類繁多，制式不一，大多數不能納入網管，只能人工現場維護；GPS信號一旦發生故障，則守時性能低，同步質量下降，
因此，這些系統和裝置均需要使用統一的、精確的時間，才能夠準確完成規定的功能和特定的配合作業，另外，只有具備了統一精確的時間源，才可以更好的實作各系統的運行監控和故障分析，可以通過各種電力系統自動化控制設備的開關動作、調整的先后順序及準確時間來分析事故的原因及程序，
整合時間同步孤島
基于以上問題，電力系統迫切需要建立統一的時間同步網路，變準同步的時間同步孤島為等級同步的樹狀網路；時間同步的基準要做到多元化，避免單一GPS時間的風險；時間同步設備要做到可管理，制式要統一，提高可維護性，
時間同步與傳統的頻率同步是不同的概念，頻率同步指不同系統之間的時鐘是同步的，時間同步是指不同系統之間的絕對時間是相同的，例如在通信系統中，每個系統都有內部時間，包括時分秒等，但是由于每個系統內部時間獨立運行，各個系統之間的時間不一定是相同的，時間同步就是將各個不同系統之間的時間偏差控制在特定范圍之內的一種技術，
而不同的電力自動化系統對時間的精度有著不同的需求，對時間同步系統信號的種類也是多樣化的，“線路行波故障測距裝置”、“雷電定位系統”和“功角測量系統”等時間同步精度需要達到μs級的要求；“變電站監控系統”、“配電網自動化系統”和“微機保護裝置”等自動化控制和監測類設備時間同步精度需要達到ms級的要求；“電能量計費系統”、“電力市場交易系統”和“自動記錄儀表”等計費和交易類系統的時間同步精度需求則通常為秒級，
- 如何組網？
為了滿足電力系統對時間同步的特別需求，新型時間同步系統需要具備如下功能：能跟蹤GPS，也能跟蹤地面參考源和北斗衛星，互為備份；能夠組建時間同步網，可以跟蹤上級時間同步節點的時間源，也可以向下級時間同步節點分發時間；支持時間延時的自動補償功能；能夠納入網管中心統一管理和維護；具有豐富的時間同步介面和較高的埠密度；內置光收發模塊，通信機房和保護小室之間通過光纖組網，且延時可自動補償，
因此，典型的組網方案為：調度中心放置一級時間同步設備，可以跟蹤GPS或者北斗衛星；通過V.24協議將DCLS時間碼承載到傳輸網上，電廠和變電站可以從傳輸網上獲得調度中心的時間作為地面備份；時間在傳輸網上的延時可以在接收端自動補償，
電廠和變電站的通信機房可以采取與調度中心相同配置，同時引入調度中心通過傳輸送過來的地面備用時間源，在衛星不可用的情況下，將主用時間源GPS或者北斗衛星切換到備用時間源上，避免進入守時狀態，保證精度，
在變電站的保護小室可以放置二級時間同步設備，不配置衛星接收卡，通過光纖接收通信機房的時間，并自動做延時補償，使之精度能夠達到跟蹤衛星的精度，
所有的時間同步設備都能通過DCN網進行維護管理，對于沒有DCN網點場合，例如保護小室，則可以通過網管系統進行管理，從而實作全網設備的可維護可管理， - 時間服務器是核心
時間服務器是時間同步系統的核心設備，也是電力系統時間同步網路必不可少的組件，時間服務器的特性，直接決定著整個時間同步網路的精度、可靠性和安全性，建設高質量的時間同步網路，離不開高質量的時間服務器，
由于電力系統的特殊要求，除傳統意義時間服務器的功能外，還存在諸多特殊需求，是在組建電力系統時間同步網時所必須考慮的：
埠能力，時間服務器需要支持多種輸出埠型別，包括靜態空接點、串口、光纖介面、IRIG-B介面、以太網介面等，以便適應與各種自動化設備的時間信號連接需求，
衛星跟蹤能力，從安全性和可靠性考慮，時間服務器設備需要具備跟蹤多種衛星系統并獲取時間同步信號的能力，主要的衛星系統包括GPS、GLONASS和北斗系統等，
內部振蕩源的支持能力，為了滿足不同的需求，時間服務器設備需要具備多種內部振蕩源的靈活配置能力，以便達到合理控制投資的目的，例如對于高保持和高精度的需求，可以配置銣鐘振蕩源，如中心機房的一級時間服務器；對于普通時間精度的要求，可以配置晶體鐘振蕩源，如各變電站的二級時間服務器等，
組網可擴展能力，時間服務器設備需要支持多個光介面，每個主設備可以通過光口級聯若干個從設備，同時從設備可以將時間碼通過光口環回，這樣從設備可以獲得時延引數，自動補償時延，可以滿足從通信機房到多個保護小室的時間同步組網，能夠達到變電站的所有機房覆寫，
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