电力时间同步系统介绍

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电力时间同步系统介绍,*,PPT,文档演模板,Office,PPT,电力时间同步系统介绍,2024/11/29,电力时间同步系统介绍,目录,1、绪论,2、现代授时技术,5、解决方案,2.1 模式一（站控层NTP、间隔层/过程层IRIG-B）,2.2 模式二（站控层NTP、间隔层/过程层PTP，间隔层IRIG-B）,2.3 模式三（三网合一，全站PTP）,3、技术发展方向,电力时间同步系统介绍,时间基准,频率基准,搬运钟、长波、卫星、地面链路。,时间系统,电力,军事,通信,铁路,民航,广电,气象,金融,物联网,地震预报,世界时,历书时,原子时,协调世界时,行业授时接口,时间同步设备,行业应用,同步技术,绪论,电力时间同步系统介绍,时间有两个含义：,“时刻”：即某个事件何时发生；,“时间间隔”：即某个时间相对于某一时刻持续了多久。,频率的定义：周期信号在单位时间（1s）内的变化次数（周期数）。如果在一定时间间隔T内周期信号重复变化了N次，则频率可表达为：fN/T,频率与时间密切相关，（在数学上）通常称其为时间的倒数，这反映了频率的含义来自于对周期事件（即在一定的时间间隔内重复出现的事件）的测量这个事实。,绪论,时间同步基础,时间与频率,电力时间同步系统介绍,绪论,同步,信号之间在频率或相位上保持某种严格的特定关系，即在相对应的有效瞬间以同一平均速率出现,时间同步,通过一定的比对手段使两个时钟时刻保持一致,时间同步分类,相对时间同步，是指某个系统内的时钟所进行的时间同步,绝对时间同步，是指除了完成本系统内的时间同步外，还要与国家标准时间和国际标准时间UTC相同步,电力时间同步系统介绍,时间基准,时间原点,时间尺度（1秒）,使用情况,世界时,UT,以,本初子午线,的平子夜起算的,平太阳时,平太阳日的1/86400,准确度约为107,先被历书时代替,目前被原子时代替,历书时,时间参考点为1900年1月1日0时整。,回归年长度的1/31556925.9747,准确度达1109,被原子时代替,原子时,TAI,1958年1月1日0时0分0秒UT的瞬间。,铯-133,原子基态,的两个超精细能级间在零磁场下跃迁辐射9192631770周所持续的时间；,当前的时间基本计量系统,1000万年仅误差1秒,世界协调时,UTC,与世界时原点一致,国际原子时TAI和世界时UT1的结合，UTC(t)-TAI(t)=N秒（N为整数），,UTC(t)-UT1(t),氢,铷,光钟,新一代原子钟。分为原子光钟和离子光钟，,2010,年美国铝离子光钟，精度可达,37亿年误差不到1秒,电力时间同步系统介绍,解决方案,电力时间同步系统的演进,普通厂站时间同步系统,全省广域时间频率同步网,全国广域时间频率同步网,2013年1月24日，国家电网因时间错误造成国调中心和四川省调相关系统和设备故障，使四川二滩电站和瀑布沟电厂发电机组异常关机。,2013年4月15日，国家电网公司国调中心发布2013年82号文件，要求加强对时间的运行管理,。,高精度时间同步,对电力系统已经,异常重要,!,需要,必要,重要,异常重要,单应用系统,卫星单钟,不同的需求对应不同的解决方案,数字化厂站时间同步系统,电力时间同步系统介绍,SDH设备,远动,保护装置、测控装置,故障录波、雷电定位,行波测距、监控系统,OPEN3000、D5000,WARMS、EMS/GIS,计费系统,调度技术支撑平台,变电厂站,二次设备,或系统,通信系统,解决方案,电力系统时间应用,电力时间同步系统介绍,主时钟屏,主时钟1,主时钟2,光输出,时间信号扩展屏,光接收,光缆,时间信号扩展装置,时间信号扩展装置,光接收,时间信号扩展装置,时间信号扩展装置,光缆,IRIG-B（DC）码,脉冲,IRIG-B码,网络,串口,脉冲,串口,IRIG-B码,网络,北斗,GPS,B码,B码,时间信号扩展屏,解决方案,常规变电站时间同步系统组成,电力时间同步系统介绍,四川西昌500kV变电站拓扑图,电力时间同步系统介绍,解决方案,数字变电站结构,站控层：,自动化站级监视控制系统、站域控制、通信系统、对时系统等，实现面向全站设备的监视、控制、告警及信息交互功能，完成数据采集和监视控制（SCADA）、操作闭锁以及同步相量采集、电能量采集、保护信息管理等相关功能,间隔层：,继电保护装置、系统测控装置、监测功能组主IED等二次设备,过程层：,变压器、断路器、隔离开关、电流/电压互感器等一次设备及其所属的智能组件以及独立的智能电子装置,电力时间同步系统介绍,解决方案,智能变电站时间同步网典型组网模式,模式一,站控层采用SNTP/NTP授时，间隔层和过程层设备采用IRIG_B(DC)对时,典型应用：陕西延安750KV智能变电站；,模式二,配置一套北斗/GPS双卫星时间同步系统；,站控层采用SNTP/NTP授时，间隔层和过程层设备采用PTP对时,间隔层,设备同时接收IRIG_B码；,典型应用：吉林长春南500KV智能变电站,模式三,配置双套北斗/GPS,站控层、间隔层、过程层均采用PTP对时方式；AB网,双网双备，同时具备两个PTP主钟在线工作，通过BMC算法决策工作状态,典型应用：辽宁何家变220KV智能变电站,电力时间同步系统介绍,解决方案,模式一,站控层采用SNTP/NTP授时，间隔层和过程层设备采用IRIG_B(DC)对时；不占用间隔层，过程层网络资源，对时网独立，各层之间采用“点对点”方式连接，用时设备大部分都具备IRIG_B码对时接口，技术成熟，对时精度较高；,单向授时，路径时延扣除不一致，需要点对点接线，接线较多，施工繁杂，无法共享站内网络资源，数字化变电站的数字化，网络化的要求不一致；,组网特点,早期智能站通常采用的对时组网模式。,电力时间同步系统介绍,解决方案,模式一,电力时间同步系统介绍,解决方案,模式二,站控层采用SNTP/NTP授时，间隔层和过程层设备采用PTP对时,间隔层,设备同时接收IRIG_B码，只有一个PTP主时钟；,是一个过渡方案，由点对点，单向授时，到共享网络资源双向授时的过渡，PTP技术的应用还不成熟，二次设备对PTP技术的支持还不可靠，对间隔层进行了IRIG_B的冗余备份，保障间隔层对时间的安全应用，全站仅配置了一套对时设备，时间源头的冗余配置不够。,组网特点,2008年IEEE1588V2-2008 发布后，数字化变电站开始应用这种以太网网络精确时间同步技术。,电力时间同步系统介绍,解决方案,模式二,电力时间同步系统介绍,解决方案,模式三,配置双套北斗/GPS,站控层、间隔层、过程层均采用PTP对时方式；AB网双网双备，两个PTP主钟在线工作，通过BMC算法决策工作状态；AB网核心交换机作为外部时钟失效后的备用PTP主钟；,共享网络资源授时，站控层PTP与MMS共享网络资源，间隔层、过程层PTP与GOOSE,SMV共享网络资源；组网与数字化变电站的网络结构一致，没有额外的连接线；对PTP输出的时间跳变进行严格控制，不得超过100ns;保障时钟设备在故障退出网络运行后重新进入网络参与对时的平滑接入;,组网特点,现阶段，这种以太网网络精确时间同步技术在数字化变电站的IED设备的支持度高，检测机构也有针对性检测，没有强制要求但设有委托性测试，也有相关的检测标准正在制定，推动该项技术的成熟和安全应用。,电力时间同步系统介绍,解决方案,模式三,电力时间同步系统介绍,解决方案,模式三,电力时间同步系统介绍,时间同步管理模式,调度主站组网特点一：时间同步监测中，NTP采用客户/服务器模式。该模式中，时间管理服务器为客户端，被监测设备为服务端。时间管理服务器定期向被监测设备发送报文。时间管理服务器依照被监测设备返回的时钟报文计算时钟偏差，但不会修改被监测设备的时钟,监测用途NTP与对时用途NTP的区分,第一层保护，IP协议的访问控制。对时NTP服务端仅存在于时钟装置，监测NTP服务端存在于被监测装置，它们的IP地址不同，因此正确配置IP地址后，监测的请求不会与对时请求混淆，保证了不同用途的NTP服务不会冲突。,第二层保护，协议标识的访问控制。通过Reference Identifier字段区分监测和对时的NTP服务。监测的NTP不应响应“TSSM”标识以外的请求报文；对时的NTP则不应响应标识为“TSSM”的请求。从而保证了任何情况下两者不会冲突。,电力时间同步系统介绍,时间同步管理模式,站控层组网特点,站控层监控主机作为管理端，对时钟装置、测控装置、故障录波装置、PMU、智能终端的时钟同步状态进行监测管理，其监测原理为NTP乒乓原理（四时标）,过程层组网特点,对于智能终端和支持GOOSE的合并单元，时间同步监测数据和设备状态自检数据都通过GOOSE传输，其监测原理为NTP乒乓原理（四时标），,电力时间同步系统介绍,时间同步管理实施方案结构图,电力时间同步系统介绍,时间同步管理实施方案,电力时间同步系统介绍,全智能型变电站时间同步模式,试点项目何家变组网特点,全站采用DL/T860标准的自动化系统，站控层网络采用MMS、G00SE、对时三网合一,共享网络资源授时，站控层PTP与MMS共享网络资源，间隔层、过程层PTP与GOOSE,SMV共享网络资源；组网与数字化变电站的网络结构一致，没有额外的连接线；对PTP输出的时间跳变进行严格控制，不得超过100ns;保障时钟设备在故障退出网络运行后重新进入网络参与对时的平滑接入;,电力时间同步系统介绍,何家变试点项目结构图,电力时间同步系统介绍,全智能型变电站时间同步重要性,通过交换机将MSV、GOOSE、时间同步网络合并为一个物理网络,由于MSV、GOOSE数据在网络中的传输要通过时间同步系统提供的时标信息，所以时间同步系统的稳定性、可靠性要得到保证！,电力时间同步系统介绍,技术特点,两网统一,天地互备,广域同步,依托北斗,技术发展方向,广域时间频率同步系统,电力时间同步系统介绍,整体设计,灵活组态,强化管理,可控运行,标准接口,开放兼容,分级实施,逐步完善,设计原则,技术发展方向,广域时间频率同步系统,电力时间同步系统介绍,技术发展方向,广域时间频率同步系统组成,电力时间同步系统介绍,技术发展方向,广域时间频率同步系统,广域时间频率同步，频率时间两网统一,分级分层在线监测，横向纵向全覆盖管理,功能目标,性能目标,广域同步时间精度 整体优于1us,提供的BITS信号满足ITU G.811、,G.812、,G.813的不同等级,对时间同步精度进行精度测量，提供压毫秒级的测量数据;,电力时间同步系统介绍,技术发展方向,广域时间频率同步技术,电力时间同步系统介绍,技术发展方向,广域时间频率同步技术,同时提供同步的时间时刻信息，SDH通信网需要的统一频率信号源,标准接口（频率传输提供2M信号，时间传输采用PTP协议），整体规划，向上兼容，零散到整体，分布实施，逐步完成。,冗余设计，时间频率的多源头；时钟内部源灵活配置；SDH光通信网络为网络基础；多种输出信号特性。,功能和特点,电力时间同步系统介绍,技术发展方向,广域时间频率同步技术,服务于电网暂态、动态数据分布采样,分布式测控系统同步采样与控制 如：广域保护，广域向量测量，同步通信；,记录事件的时间、事件发生的先后次序，查找事故的原因、明晰事故发生过程；对故障分析的时间精度有明确要求，行波故障测距、雷电定位对时间同步精度要求优于1us。,服务于电网故障分析,电力时间同步系统介绍,技术发展方向,广域时间频率同步技术,服务于SDH同步通信，提供BITS时钟源,外部时钟源直接利用外部输入站时钟（2048kHz或2Mb/s）,线路时钟源从STMN线路信号中提取时钟,每个SDH网络单元中的SETPI模块提供了输出定时和输入定时接口，接口具有G.7032Mbit/s的物理特性。外部提供的定时源一般有三种（1）PDH网同步中的2048kHZ同步定时源,（2）同局中其