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公司新闻
 
频率同步和时间同步网的关系
点击次数:3869 发布时间:2016-09-06
 

   目前,各变电站、发电厂和调度机构内的时间同步系统均以卫星为定时基准,独立运行,尚未成网。随着特高压和智能电网的不断发展,孤立的时间同步系统已经不适应当前电力业务发展的需要,比如存在时间同步源安全稳定性不高、不同变电站之间时间不一致等问题。为满足高可靠的时间和频率同步需求,保障各种电网业务的安全稳定运行,迫切需要建设时间同步网来解决各种业务对定时基准的高要求。
     首先分析频率同步网和时间同步网的关系,对比两网的时钟节点设备组成和同步时钟链路,指出两网合一的条件优势,提出通过逐步演进的方式由频率同步网向时频两网合一转变;然后探讨两网合一关键技术,如时钟同步协议(precision time synchronization protocol,PTP)技术、以太网数据格式与E1数据格式转换的时延自动补偿技术。zui后通过实验证明了利用现有的同步数字体系(synchronous digital hierarchy,SDH)传输网的2M通道传输时间同步信号在技术上的可行性。
1 频率同步网和时间同步网的关系
1.1 频率同步网
电力频率同步网由时钟节点设备和同步时钟链路组成。
时钟节点设备按时钟性能指标划分为3级:
1)一级时钟,主要包括主要参考时钟(primaryreference clock,PRC)和区域基准时钟(local primary reference,LPR),PRC 为铯钟,LPR 为双铷钟+双卫星接收机配置。PRC 主要布设在核心区域的通信机房内,LPR 主要布设在各省、市公司通信机房内。
2)二级时钟,为含铷钟的大楼综合定时供给系统(buildingintegrated timing (supply) system,BITS),通常称为铷钟BITS,即为铷钟+卫星接收机,与LPR 的区别是铷钟和卫星接收机的数量未同时达到双配置。二级钟BITS 主要布设在各市公司通信机房内。
3)三级时钟,为晶体钟BITS,由高稳晶体钟组成,主要布设在地区局通信机房内或变电站内。电力频率同步网不同等级时钟之间由SDH 网络连接,即同步网的时钟链路主要由SDH 传输网的网元和链路组成。频率同步网既以SDH 网络为载体,又为SDH 网络提供定时。
1.2 时间同步网
     目前,时间同步系统独立而分散,尚未组成时间同步网,难以达到全网时间同步的要求。时间同步系统主要设置在变电站、电厂和调度机构内,为本地设备授时,难以做到各变电站及调度机构之间时间的高度一致。时间同步系统常用的结构为主备式,即时间同步系统由主时钟和从时钟组成,主时钟设备为一主一备2台,只有主时钟接收北斗和GPS 无线时间基准信号,且以北斗为主用,zui终目标是取代GPS。从时钟跟踪主时钟,被分别放在不同的小室内,为本室的保护和自动化装置授时。根据各室之间传输距离的不同,主从时钟之间的传输介质有卡接式圆型光纤、双绞线或同轴电缆3种不同选择。
     目前,主时钟设备均预留外时钟输入接口,但实际上均未使用,即未接入有线时间基准信号,未来趋势是通过地面链路连接各个时间同步系统,建立时间同步网。
时间同步系统的作用是为电力业务常用的被授时装置/系统提供时间基准。目前,变电站内被授时设备对时间同步精度要求zui高的有雷电定位系统、同步相量测量装置和线路行波故障测距装置3类,均为1μs。随着智能电网的建设与发展,大量实时双向的新业务对时间和频率同步性能提出了更高的要求.
     从时钟节点设备来看,除了北斗、GPS 和GLONASS 等卫星信号外,还有铯钟、铷钟、高稳晶体钟等地面时钟源。时间和频率两网在基准源方面有很多类似之处,只是时钟接口等有所不同,具体对比如下:①频率同步跟踪UTC 时间的10 MHz、2.048 Mbit/s、2.048 MHz 等信号;②时间同步跟踪UTC 时间的秒脉冲(pulse per second,PPS)、B 码、1PPS+ToD 等信号。

 
 
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