变电站时间同步系统配置方案研究

变电站时间同步是制约智能电网高级应用的关键环节之一,时间同步的意义主要是由同步精度和同步可靠性两个方面的因素组成,首先在分析目前电力系统时间同步系统应用现状、不同应用(系统)对时间同步精度的要求和时间同步系统存在问题的基础上,列出了3种不同的变电站时间同步系统组网方案,通过对比分析其优缺点,给出了变电站时间同步系统的最优组网方案。     

无线传感网桥梁结构监测系统的时间同步设计

时间同步是无线传感网的一项重要支撑技术.针对无线传感网桥梁结构健康监测系统的结构特点,将整个系统的时间同步操作分为有线和无线两部分.对于有线部分,采用周期性的双向同步操作达到与时间服务器的时间同步.对于无线部分,在比较分析已有无线传感网时间同步算法基础上,提出一种适用于桥梁结构健康监测系统的绝对时间同步方案,此方案考虑节点线性时钟模型,结合节点间单向广播同步和双向同步方式,并在双向同步中采用邻近节点间广播方式减少同步操作次数,同步结果具有较好的稳定性和较低的通信开销.     

分布式绝缘监测系统同步测量方案

为了研究分布式绝缘监测的测量方案的特性,对目前国内所采用的集中同步测量方案与分布同步测量方案进行比较分析,结合现场运行数据,从关联检测终端距离时间差、触发响应时间差及一次TV角差等进行测量精度分析。通过两种方案的测量精度误差计算及实际运行数据的比较认为:集中同步测量与分布同步测量方案均能满足绝缘监测系统测量精度和稳定度要求。但考虑到分布同步具有一个终端出现问题时,不会对其他监测单元造成影响的特点,提出现阶段用分布同步技术更为可取;建议用无线集中同步来实现同步采集、用无线通讯实现数据传输,降低工程造价。     

无线传感器网络能量有效精度可控时间同步

针对无线传感器网络对时间同步低能耗的需求,以及不同时间同步用户对同步精度要求的不同,提出了一种能量有效精度可控时间同步方法.基于GPA算法构建网络的PS向量,结合PBS实现网络节点的时间同步分组传输,减小网络同步分组数据的传输量,降低时间同步的能耗;通过联合极大似然法估计节点间的相位偏移和频率偏移,为高精度时间同步提供保证;基于最大频率偏移估计获取网络同步误差,通过RBF神经网络控制器实现同步周期和同步分组次数的实时调整,在保证同步精度的前提下降低同步算法的能耗.最后,通过实验验证了算法的有效性。     

火力发电厂时间同步系统设计初探

随着火力发电厂自动化水平的不断提高,计算机控制、保护及自动装置对时间同步的要求也越来越高.目前投产的电厂的时间同步大多采用各控制(保护)系统分别设置的配置方式,使得运行管理复杂,且各系统之间的同步精度较低.打破时间同步系统各自为政的设计方式,建立1个统一的时间同步系统,是今后电厂时间同步系统设计的趋势.本文通过对火力发电厂时间同步需求及GPS时间同步装置功能的分析,提出了时间同步系统的配置方案.     

电力时间同步系统的建设方案

在对南方电网中多个大型电厂、变电站、调度中心等时间同步系统建设现状的详细调研基础上,总结了电力自动化应用系统对时间精度的要求,以及主要采用的时间同步技术、对时方式、对时过程,建设程度等,并分析了现有厂站时间同步系统建设中存在的一些问题,阐述了站内时间同步系统组成和各组成部分的性能要求及统一的对时方式,提出了在覆盖全地区/省电网的时间同步网还未建成的情况下,目前首要重任是建设好时间同步网的子系统———电网中各个电厂(站)的时间同步系统。以变电站时间同步系统的建设为例,提出了几种可行的站内时间同步系统的建设方案。     

电力系统时间同步组网研究

分析了电力系统变电站时间同步的现状及依赖GPS的风险性,比较了变电站各种应用系统对时精度要求及采用NTP/DCLS/PTP组网对各种应用系统时间精度要求的满足程度,提出了在各种技术均存在不足的情况下,电力系统时间同步组网应以扁平结构为主,DCLS组网作为紧急情况下备用的建议。     

电力频率同步网与时间同步网两网合一可行性研究

为满足电力系统对时间和频率同步性能的要求,解决电力时间同步系统独立运行的问题,分析了电力频率同步网和时间同步网在时钟源、节点布局、组网方式等方面的相似性,指出了两网合一的优势条件,提出采用电力频率同步网2 M通道传输时间同步信号的方案,方案中采用精确时钟同步协议(precision time synchronization protocol,PTP)技术和E1/Ethernet协议转换技术。研究了主从时钟之间基于PTP技术传输时间同步信号的时钟偏差算法,及PTP数据包通过E1/Ethernet协议转换器进行格式转换的原理,格式转换时使用延时记录模块记录协议转换时间差,从而实现E1与Ethernet协议转换的时延自动补偿。最后,以SDH网络为基础,搭建频率同步网和时间同步网两网合一的模拟平台,测量结果表明时间信号由网络传输后时间精度可达到纳秒级,满足电力业务对时间精度为微秒级的要求,证明频率同步网和时间同步网两网合一具有可行性。     

电力时间同步组网技术研究

对时间同步信号类型和时间同步组网技术做了全面的介绍和分析,根据电力系统应用需求和电力通信网特点,提出了DCLS E1,IP NTP,E1 NTP三种时间同步组网方案,并依照方案搭建实验网,对每种方案进行了测试,得出三种组网技术的时间精度及存在问题.最后根据测试结果提出电力时间同步系统的建设意见及未来的发展方向.     

双站SAR时间同步误差建模及分析

时间同步是双站SAR系统中的一个关键问题,本文研究了时间同步误差对双站SAR成像的影响。首先基于基本钟差方程并结合实验测量,建立了双站SAR时间同步误差模型,将时间同步误差分为线性时间同步误差和随机时间同步误差。然后分析了两种时间同步误差对双站SAR成像的影响,并通过仿真对该分析进行了验证;该分析结果为双站SAR时间同步指标要求的提出提供了理论依据。     

基于微控制器的混合延时继电器可编程延时方法研究

介绍了可编程混合延时继电器工作原理,提出了基于微控制器的可编程延时方法.研究了电源脉宽调制编程指令识别方法、延时参数精确设定方法、延时参数安全性固化方法和可靠性设计,解决了可编程混合延时继电器的高精度延时、可靠编程和使用安全性问题,实现了延时继电器的延时参数现场可编程调整.对可编程混合延时继电器进行了可编程试验及电磁兼容性能试验,结果表明,该可编程延时方法具有现场编程可靠、延时精度高、延时范围宽、使用安全等优点.     

含风电功率时域特性的风电功率序列建模方法

为了能够生成与已有风电功率序列数据特性一致的风特性的改进马尔可夫链蒙特卡罗(Markov chain Monte Carlo,PV-MC)法,即持续与波动蒙特卡罗(persistence and variation-Monte Carlo,PV-MC)法。该方法基于风电功率状态,首先生成满足状态跳变率矩阵的状态序列;而后,利用风电功率状态的持续特性,确定状态序列中状态的持续时间,得到满足持续特性的状态序列;最后,基于波动特性,将状态序列转换为风电功率序列。利用PV-MC方法与传统的MCMC法分别对全球6个不同地区共26座风电场生成风电功率序列,并与原始风电功率序列进行特性对比分析,结果表明:无论在基本统计特性(均值、标准差、概率密度函数和自相关系数)还是在时域特性(持续性和波动性)上,PV-MC法生成的风电功率序列都优于传统的MCMC法所生成的序列。     

基于GPS同步时钟的统一校时方案

全球定位系统GPS(Global Positioning System)同步时钟装置已在变电站自动化系统中广泛应用。介绍了GPS同步时钟装置的结构及其功能。对串口通信校时和脉冲中断校时对校时精度的影响进行分析和比较,提出了一种综合校时方案。通过计数器构成毫秒级的计时单元．利用GPS同步时钟定时,应用在事件顺序记录SOE(Sequence Of Events)中。介绍了软件定时和硬件定时。     

基于天文时钟基站的时间统一系统的设计与应用

目前,火力发电厂自动化控制水平越来越高,而时钟的统一、高精度的授时可保证自动化控制系统的安全性和精准性。托电公司采用基于天文时钟基站的时间统一系统,该系统由主时钟系统、扩展箱、对时精度监视系统等设备组成。时间统一系统只设立一套主时钟,通过多个扩展箱实现全厂自动化设备的时间统一,不仅为整个二次系统提供1个高精度、高可靠性的时钟基准,还使得二次设备可靠性大幅提高,同时为电厂带来良好的经济效益。     

基于共变谱和旋转不变技术的多径时延估计

针对脉冲噪声环境下多径时延估计的分辨率问题,提出了一种基于共变谱(CS)和信号估计参数旋转不变技术(ESPRIT)的多径时延估计方法。采用α稳定分布建模脉冲噪声,依据分数低阶统计量理论,将两接收信号的共变序列进行傅里叶变换得到共变谱。CS看作等效的时间序列,把时域的多径时延估计问题转化为频域的多个正弦信号频率估计问题。利用ESPRIT对等效时间序列进行频率估计,得到高分辨率的多径时延估计。仿真实验表明:多径时延估计方法(CS_ESPRIT)在高斯和脉冲噪声环境中均具有较好的估计性能。     

基于时间同步技术的新型远方终端单元设计

传统远方终端单元（RTU）的非同步测量和数据传输延时是电力系统数据采集与监视控制（SCADA）系统数据误差的主要来源。提出了一种基于全球定位系统（GPS）和以太网时间同步技术的同步化RTU,以更低的成本实现类似于相量测量单元（PMU）的同步测量和数据快速回传。硬件主要由数据调理和采样电路、本地人机接口（MMI）、同步采样控制电路和以太网通信电路等部分构成。通过时钟同步、同步采样和同步时标处理等环节,同步测量单元（SMU）能够给上位机数据库提供高精度带时标的数据。设计兼顾了同步测量能力和成本,以便在系统中广泛配置。     

基于FPGA时间同步技术的实现

随着智能变电站的推广应用,变电站对标准时间同步系统的要求越来越高,本系统采用FPGA搭建的时间同步系统,实现了GPS、北斗和IRIG-B等多种时钟源输入冗余技术和锁相环技术,输出电站时间同步需要的脉冲、串口、IRIG-B、NTP、PTP和光纤编码等信号。     

基于时间区间的配电网重构

提出了基于时间区间的静态重构算法和动态重构算法.算法以最优流法为基础,以一段时间内的能量损耗最小为目标函数.首先利用配电网负荷模式的特点对基于时间区间的最优流计算方法进行了改进,然后利用该计算方法求解配电网的静态重构问题.动态重构中需要考虑开关操作次数的约束,为此,动态重构算法中先利用降损估算公式对开关操作在整个时间区间内的降损效果进行评估和比较,然后提出了合理的启发式规则来确定开关的操作顺序,形成优化方案.69节点配电网的算例结果表明,提出的静态重构和动态重构算法是可行和有效的.     

基于LabVIEW的实时监控系统

本文构建了基于LabVIEW的PLC控制系统的实时监控平台。该控制系统是利用VISA技术实现了主控机界面和西门子PLC S7-200通信,并使用TCP／IP协议将采集的数据在总机上实时显示。     

基于SDH通道的PTP同步对时研究

对电力调度通信SDH(同步数字体系)网络采用IEEE 1588精确时间协议(PTP)进行了研究,对试验中存在的问题提出了解决方法.