統(tǒng)一時(shí)基的智能變電站

　　摘要：在戰(zhàn)爭(zhēng)影片中，我們經(jīng)常會(huì)看到這樣一幕，部隊(duì)在進(jìn)行軍事行動(dòng)前，為了能準(zhǔn)確按作戰(zhàn)計(jì)劃行動(dòng)，各指揮官在作戰(zhàn)前必須要進(jìn)行對(duì)時(shí)操作。在當(dāng)今智能化的進(jìn)程中，變電站自動(dòng)化程度越來(lái)越高，其各部件的智能化動(dòng)作也需要在同一時(shí)間下進(jìn)行，統(tǒng)一的全網(wǎng)時(shí)間基準(zhǔn)在測(cè)量和控制的同步性上必不可少。

　　時(shí)間術(shù)語(yǔ)介紹

　　我們天天說(shuō)“時(shí)間一分一秒的過(guò)去了!”那到底我們是怎樣定義時(shí)間的呢?人們經(jīng)常提到的時(shí)間概念方面的術(shù)語(yǔ)有如世界時(shí)，國(guó)際原子時(shí)，協(xié)調(diào)世界時(shí)等。

　　世界時(shí)(UI)即為格林尼治所在地的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。格林尼治是英國(guó)倫敦南郊原格林尼治天文臺(tái)的所在地，它又是世界上地理經(jīng)度的起始點(diǎn)。世界時(shí)時(shí)刻反映了地球在空間的位置，并對(duì)應(yīng)于春夏秋冬、白天黑夜的周期，是人們熟悉且在日常生活中必不可少的時(shí)間。

　　國(guó)際原子時(shí)(TAI)為位于海平面上的銫原子基態(tài)的兩個(gè)超精細(xì)能級(jí)間在零磁場(chǎng)中躍遷振蕩9192631770個(gè)周期所持續(xù)的時(shí)間。由于原子鐘物理性質(zhì)的穩(wěn)定性決定其時(shí)間是最精準(zhǔn)的。

　　協(xié)調(diào)世界時(shí)本質(zhì)上還是一種原子時(shí)，因?yàn)樗拿腴L(zhǎng)上規(guī)定要和原子時(shí)秒長(zhǎng)相等，只是在時(shí)刻上通過(guò)人為的干預(yù)，盡量靠近世界時(shí)。協(xié)調(diào)世界時(shí)因速率精確符合原子時(shí)，而且通過(guò)閏秒機(jī)制使其接近天文時(shí)間，所以目前已經(jīng)代替格林尼治時(shí)間成為廣泛使用的一種時(shí)間系統(tǒng)。

　　常見(jiàn)時(shí)鐘源

　　時(shí)鐘源用于提供標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)，授時(shí)系統(tǒng)主要包括無(wú)線授時(shí)和有線授時(shí)兩類。無(wú)線授時(shí)系統(tǒng)如衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)，主要有美國(guó)的GPS、俄羅斯的GLONASS、歐洲空間局的伽利略計(jì)劃、中國(guó)的北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)。目前電力系統(tǒng)應(yīng)用最廣泛的是GPS系統(tǒng)。GPS每秒發(fā)送一次信號(hào)，其時(shí)間精度在1us以內(nèi)，其時(shí)間信號(hào)包含年、月、日、時(shí)、分、秒以及1 PPS(標(biāo)準(zhǔn)秒)信號(hào)，同時(shí)GPS可以輸出各種類型的對(duì)時(shí)編碼信號(hào)，包括IRIG_B時(shí)間碼，脈沖碼以及串口時(shí)間報(bào)文等類型的對(duì)時(shí)編碼信號(hào)，以滿足不同的接口設(shè)備的對(duì)時(shí)要求。

　　有線授時(shí)系統(tǒng)以網(wǎng)絡(luò)或者專線作為載體，如通信網(wǎng)絡(luò)授時(shí)系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議NTP是使用最普遍的國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)時(shí)間傳輸協(xié)議，但其只能提供對(duì)時(shí)精度在1-50MS之間，不能滿足測(cè)量?jī)x器和工業(yè)控制所需要的精度，為了解決測(cè)量和控制應(yīng)用的分布網(wǎng)絡(luò)定時(shí)同步的需要，在2002年底形成了IEEE1588標(biāo)準(zhǔn)，其同步精度可以達(dá)到微妙級(jí)的范圍，從而有效地解決分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性問(wèn)題。

　　變電站對(duì)時(shí)系統(tǒng)的重要性

　　智能變電站采用GPS對(duì)時(shí)裝置作為整個(gè)對(duì)時(shí)系統(tǒng)的主時(shí)鐘，過(guò)程層時(shí)間同步一般采用PPS和IRIG_B對(duì)時(shí);站控層和間隔層的時(shí)間同步采用IEEE1588 PIT網(wǎng)絡(luò)對(duì)時(shí)，其設(shè)備作為對(duì)時(shí)網(wǎng)絡(luò)末點(diǎn)，是整個(gè)對(duì)時(shí)系統(tǒng)的從時(shí)鐘。

　　電力系統(tǒng)是一個(gè)實(shí)時(shí)系統(tǒng)，每個(gè)時(shí)刻系統(tǒng)的狀態(tài)量均發(fā)生變化，而安全和可靠是電網(wǎng)系統(tǒng)不可逾越的原則，為了保證整個(gè)智能變電站系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，全網(wǎng)離不開(kāi)統(tǒng)一的時(shí)間基準(zhǔn)。IEC61850標(biāo)準(zhǔn)將變電站分為站控層，間隔層和過(guò)程層。而其過(guò)程層設(shè)備，由于傳輸采樣值、跳閘信息、需要達(dá)到微秒的同步精度，智能變電站的測(cè)試設(shè)備DT6000系列的對(duì)時(shí)精度可達(dá)us的同步精度，完全滿足智能變電站各層的對(duì)時(shí)精度要求。