摘要：科学合理地搭建时钟同步网，是保障电网可靠、经济、高效运行的重要前提，是促进电力通信网高速发展的内在源动力，也是建设智能电网、并真正实现电网智能化的有力保障。本文就GPS和IEEE1588的电力系统时钟同步网进行研究。
关键词：时钟同步，GPS，IEEE1588
1电力系统对同步时钟精度的要求
由于电力系统中存在各种各样的时钟需求设备，而这些设备由于工作原理不同，也就对同步时钟的精度要求也各自不同。
状态估计：电力系统状态估计是电力系统调度中心的能量管理系统（EMS）的核心功能之一，其功能是根据电力系统的各种量测信息，估计出电力系统当前的运行状态。现代电网的安全经济运行依赖于能量管理系统（EMS）。电力系统状态估计可以说是大部分在线应用的高级软件的基础。
稳定检测和控制：即电力系统稳定运行时，监控系统需要检测系统的各个参数，或为控制提供依据的数据，比如电力系统调峰，如果可以实时的了解到各个地区的电压变化，就可以根据这些数据推断出那些地方需要进行调峰的操作，也可以判断出那些地区目前可以保持目前状态，不做任何动作。
相角测量：就是针对电力系统中的电压或者电流的相位进行测量，目前用的最多的是电压相角测量，为各种保护装置提供数据支持，例如测量到同一条线路上的不同节点出现相角不一致的状况，这样相角测量装置就会发出警报或者信号，由后续装置或者人员采取相应措施。
故障定位：就是在电力系统发生故障时，精确的定位故障出现的位置，为及时的排除提供很的定位支持，可以节省大量的人力和物力，也可以大幅度的较少故障排除时间，尽早恢复设备运行。
自适应保护：是一种自我保护的过程，它是自我分析自我恢复的一种故障处理方法，一般不需要人的参与，系统的自动化程度很好，它需要各种测量、保护等装置配合运转，是未来电力系统自动化的发展方向。
2基于GPS和IEEE1588的电力系统时钟同步网研究
2.1基于GPS电力系统时钟同步
（1）基于GPS电力系统时钟同步方法
当前变电站广泛采样GPS授时系统为站中的网络时钟来源，其可靠性与自主性无法获得保障。所以，本文构建了智能变电站卫星时钟同步统一系统模型这个模型里各个智能变电站作为一个时间的节点，各个节点有其独立的卫星同步的时钟源，担负着本节点中全部电力设备的时间同步，且经过通信网和其它厂站端或上级的调度机构互相监测时间的同步性，若某个时间节点时间的同步时钟失效以后，则借助通信网里的同步时间信息保持同步。智能变电站的卫星同步时钟能够同时接受GPS卫星时钟与北斗卫星时钟为站中的时间基准源；依据卫星时钟无累计的误差与晶振时钟无随机误差的特征，应用GPS卫星时钟、北斗卫星时钟以及晶振时钟比较法进行分析，产生了高精度的同步时钟源。可以提升了智能变电站同步时钟源的精度与可靠性能。
（2）基于GPS电力系统时钟同步实行过程中的要点
首先，在变电站电力自动化运行中，要尽可能的确保GPS时钟同步技术可以安全稳定的实现运行，并它的运行功能、效率以及精确度等方面都与相关要求标准相一致，就需要总是日常的维护保养工作，对GPS时钟同步技术进行定期的检查检测，对其走时的精确性进行测试。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于负责维护保养的工作人员来说，首先要根据其实际应用状况制定一个科学合理的检修维护方案，对检查的周期有合理设置，在开始检查时首先要对显示面板上的天线信号进行检查，而后再对显示面板中锁定的卫星数量进行检查核对，确保数量完整后，根据显示面板上锁显示的时间来对各个设备显示的时间进行对时处理，这样可以保证参与对时系统的各个设备都可以保持正常良好的工作运行状态，减少了走时误差的产生，另外，定期的对GPS时钟同步系统进行检查，还可以促进同步系统自身运行可靠性和稳定性的提高，这对于当前变电站电力自动化技术的应用来说是非常有利的。
其次，设置相关的监视监控设备。GPS时钟同步技术在实际运行过程中还需要在GPS屏中安装相应的监视装置，这样可以使工作人员对GPS时钟同步系统进行实时监控，从而掌握其运行的实时状态，一旦出现电源消失、装置自检异常以及IR IG—B信号异常等的状况时，可以在第一时间发出信号警示，提示工作人员要对故障采取有效措施进行处理解决，确保GPS时钟同步技术运行的安全性和科学性，使其可以更好的发挥自身作用。我们从实际的应用来看，GPS时钟同步技术在处于正常运行状态下时，它的电源指示也会处于正常显示，而且IPPS脉冲指示灯也会有规律的进行显示，那么发生了IR IG—B信号消失状况，就会出现报警警示，这也就说明了它没有接收到正确完整的IR IG—B输入信号，导致运行出现无序状况，需要技术人员对其运行系统进行全面认真的检测，在找到问题的发生原因后，采取行之有效的处理措施进行应对，保证变电站电力自动化运行的高效合理[4]。
2.2基于GPS和IEEE1588的电力系统时钟同步网
（1）基于GPS和IEEE1588的电力系统时钟同步方法
应用单一的IEEE 1588网络时钟协议为全站网络时钟的同步方式。由北斗/GPS时钟构成的双模授时系统和晶振时钟融合生为高精度同步时钟为IEEE1588时钟同步网的时钟源。这一时钟源为系统的跟时钟节点安装于服务器里。卫星时钟与世界标准时间保持高度地同步，为变电站带来稳定且精确的时间标准。站中的时钟同步网应用全站总线的网络构成同步方法，全站接入很多边界时钟同步于IEEE1588主时钟，与此同时又对从时钟独立来授时，进而达到整个智能变电站的时间同步。在时钟源的工作异常或者站中某个节点时钟失步时，其各个节点能够实现互备授时，就是旁路节点能够作为主时钟向时钟失步节点发送全新的同步信号源。另外，为提升智能电网的时间同步的精度度，站外应用了电力通信SDH恺装电缆达到和调度中心以及相近变电站间的时间同步。经过在站间网络时钟同步线路中安设的透明时钟，一定程度上降低了因长距离的传输带来的网络延迟。提升了广域同步网的授时精准度，进而达到了整个智能电网的时间同步。
（2）基于GPS和IEEE1588的电力系统时钟同步网实行过程中的要点
一是采用冗余设计。调度中心放置两台IEEE1588时间服务器，两台时间服务器互为主备，同时利用内置的GPS模块＼北斗模块＼GPS、北斗二合一模块来获取绝对时间。主备时间服务器基于独立MAC的以太网心跳监视通道，两台时间服务器通过心跳报文监视对方的运行状态并在对方出现故障时自动切换为主时间服务器。各站端同时接受超调时间服务器下发的地面时间基准，并接收GPS对时信号，在SDH通信网络中断等情况下，仍可依靠GPS实现站内设备的时钟同步。
二是IEEE1588同步时钟系统通过SDH通信网络下发对时信息，由于各变电站分布于不同地区，为消除对时信息传输时延造成的各站不完全同步现象，IEEE1588时钟系统通过测算各站传输时延对时间进行补偿。
三是由于全网使用唯一的对时源，考虑极端情况下时钟服务器下发错误对时信息，仍能保证全网设备时钟同步。
四是由于站端以超高压调度时钟服务器下发的地面时间基准为主，可有效避免恶劣天气下GPS对时信号不好造成的站内设备失步问题。
3结束语
总之，基于 GPS 与 IEEEE1588 的电力系统时钟同步网，它能够保持全网节点保持高精度的时钟同步。
参考文献：
[1]吴维农，唐夲，卓灵. IEEE1588v2时间同步技术在新一代电力骨干网中应用研究. 《计算机测量与控制》, 2014, 22(8).
[2]林德风. 1588v2时间同步组网研究.《信息通信》，2015, (12).
论文作者:倪倩倩
论文发表刊物:《中国电业》2019年第12期
论文发表时间:2019/10/16
标签：时钟论文; 时间论文; 电力系统论文; 变电站论文; 节点论文; 系统论文; 相角论文; 《中国电业》2019年第12期论文;