引言
隨著信息時代的發(fā)展,對通信技術提出了更高的要求,電信通信技術面臨著更嚴峻的挑戰(zhàn)。數字同步網和時間同步網的兩網合一推動了我國通信技術的快速發(fā)展。同時,依靠通信網發(fā)展的電力系統在數字同步網和時間同步網的有機結合下,也實現了質的飛躍,滿足了現階段對電力系統運行的需求。數字同步網承擔傳遞作用,可以及時迅速地完成同步信息的傳遞工作,通過對網絡時鐘的調節(jié),為電力系統運行提供及時傳輸信息、交換數據的功能,是保障電力系統運行的基礎。
1建立電力系統數字同步網和時間同步網的必要性
(1）電力系統數字同步網是依靠通信網的快速發(fā)展而產生的,要想保證通信網絡的可靠性和穩(wěn)定性,就一定要保證通信網內部的同步質量:而要想保證通信網的質量,就必須建立一個獨立于業(yè)務網之外的數字同步網,以提供高質量的定時基準信號。通過提高數字同步網的質量,可以有效降低同步過程中漂移、抖動等損害。傳統的傳輸設備、交換設備內置的晶體振蕩器,同步精確度無法達到國家標準,而建立獨立于電信業(yè)務的電力通信數字同步網,能夠有效降低受控滑動等損害在同步過程中對數字信號業(yè)務產生的影響,保障同步信息的完整性和可靠性。
(2）電力系統運行過程中,統一精準的時鐘具有重要意義。若失去時間上的精準統一,分散在不同地點的調度自動化系統、變電站自動化系統、故障錄波裝置和繼電保護等電力系統二次設備提供的事件記錄數據很容易發(fā)生錯亂,電力系統中事件順序的統計變得不可靠,而發(fā)展過程的記錄也會不完整,獲得的數據對于電力系統的故障分析不具有任何參考價值。
(3）電網運行瞬息萬變,發(fā)生事故后要及時報告、處理,這就需要有一個統一的標準時間為基礎,要求電網運行采用數字化、智能化裝置,而裝置的正常工作離不開統一的全網時間基準。自動化裝置內部自帶實時時鐘,這種時鐘存在誤差,隨著運行時間的不斷增加,誤差會越來越大,達不到正確的時間計量,就失去了相應的作用。
2建立電力系統時間同步網的方式及優(yōu)缺點
要做到整個電力系統數字和時間的基準統一,就必須有一個能夠對全網不同地點、不同變電站的所有二次設備以及電力裝置進行統一的數字和時間同步系統。
2.1時鐘源
在電力系統運行過程中,不同的電力設備對時間同步精準度的要求也有所不同,因此對電力系統進行實時控制十分重要,通過及時的數據傳輸和數據分析,保障電力設備平穩(wěn)運行,進而推動整個電力系統的高效發(fā)展。圖1為電力系統同步時鐘體系結構,由時鐘源、頻率源、主時鐘、二級時鐘、時間同步信號接收器組成。
由于不同種類的時鐘源授時精準度不同,延時到客戶端的時間信號接收單元就會因為授時時鐘源的精準度不同而發(fā)生改變,電力系統運行需要滿足被校驗的系統溯源比自身精度高出1個數量級。因此,子站授時系統時間同步就要選擇精度高達100nS的時鐘源,主站授時系統時間同步就必須要選擇授時精度達到100mS的時鐘源。
2.2脈沖對時
脈沖對時(硬對時）,是通過脈沖的準時沿(上升沿或下降沿）來實現對設備的校準,秒脈沖和分脈沖是脈動對時中最常運用的信號。由于脈沖對時具備明顯優(yōu)勢而被廣泛應用,一方面可以保證授時精度高:另一方面在使用無源接點時,脈沖對時的適應性非常強。
秒脈沖,即一種時間基準信號,每秒一個脈沖。
對時原理(直接清零法）:被授時裝置在捕捉到脈沖的上升沿(準時沿）時將自身時間秒以下的部分清零,即0mS0uS0nS。
2.3網絡方式對時
就目前來看,網絡上存在的時間協議(SNTP）使用率比較高。此協議使用64位表示,前32位為秒,后32位是秒等分數,可以采用補償算法,確保時間的精確度。網絡對時方式操作非常簡單方便,但是高精度補償算法作為網絡方式對時的主要手段,由于其十分復雜,降低了網絡方式對時的可用性。
2.4主站系統時間對時
電力系統主站對時系統包括SCADA/EMS、DMIS、MIS、故障信息管理系統、電力市場技術支持系統等。由于這些系統均屬于分布式計算機系統,所以很大程度增加了計算機的接入數量,給主站系統的時間對時帶來難度。
3建設電力系統的數字同步網和時間同步網
3.1加強對電力系統數字同步網和時間同步網的檢測
使用帶有事件記錄功能的GPS檢測儀進行時鐘精度同步檢測,例如:故障錄波器、RTU等設備裝置,可以實時記錄開關節(jié)點的動作時間。
3.2減少電力系統同步震蕩問題
對于電力系統同步震蕩問題,要考慮不同系統的內部結構、運行方式、發(fā)電機組合情況、負載情況、補償運行方式等,再根據現場的調試檢測進行有效控制,對于在控制范圍內的參數,可以采取固定補串、可控補串、TSR等組合方式對電力系統進行監(jiān)控和優(yōu)化,以控制電力系統的同步震蕩問題。
3.3加強對電力系統GPS天線的防護
電力系統中的GPS天線的接收裝置,應采用金屬支架固定,并且支架遠離避雷針、樹林、鐵塔、高壓輸電線等,金屬支架應接地。接收天線禁止安裝在防雷設備上,當GPS安裝在建筑物防雷帶外部時,必須至少距離建筑物防雷帶的2m范圍外。
3.4加強電力系統時鐘內部配置
根據不同的電力系統進行時間同步網的內部配置,可以加入微機保護裝置、電網安全自動裝置等,使用帶有記錄時間動作的控制裝置、各種信息管理的MIS系統,靈活配置不同節(jié)點的不同時鐘源,通過檢測可以明確判斷出電力系統數字同步網和時間同步網的總體效率和故障定位,對電力系統的穩(wěn)定發(fā)展具有重要意義。
4結語
數字同步網和時間同步網的兩網合一,對我國電力系統的發(fā)展具有重要的現實意義,優(yōu)化數字時鐘配置方案,可進一步提高電力系統的整體運行效率,為電力系統的安全運行保駕護航。
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