基于GPS实现电力系统高精度同步时钟

根据全球定位系统(global positioning system,GPS)秒时钟的随机误差和高精度晶振的累计误差互补的特点,利用数字锁相原理,通过测量GPS秒时钟与晶振秒时钟间的相位差来控制晶振秒时钟的分频系数,实时消除晶振秒时钟的累计误差,从而产生高精度秒时钟,并利用复杂可编程逻辑器件(complex programmable logic device,CPLD)设计了高精度同步时钟系统。GPS信号接收正常时,CPLD根据数字锁相原理产生高精度同步时钟;GPS信号接收不正常时,CPU调取存储的分频系数控制CPLD产生高精度时钟。仿真分析和实验结果表明该时钟系统具有很高的时间准确度和稳定性。     

晶振信号同步GPS信号产生高精度时钟的方法及实现

GPS接收机输出的秒脉冲信号存在较大的随机误差，但不存在累计误差。晶振时钟信号的随机误差较小，但存在较大的累计误差。文中根据GPS时钟信号与晶振时钟信号精度互补的特点，建立了晶振信号同步GPS信号的一元二次回归数学模型，估计出GPS时钟随机误差的统计方差和晶振的累计误差；对晶振时钟进行实时修正，产生高精度时钟，并预测了修正后的时钟精度。高精度时钟发生装置已成功地应用于电力系统暂态变化过程的异地同步记录。     

晶振信号同步GPS信号产生高精度时钟的方法及实现

GPS接收机输出的秒脉冲信号存在较大的随机误差，但不存在累计误差。晶振时钟信号的随机误差较小，但存在较大的累计误差。文中根据GPS时钟信号与晶振时钟信号精度互补的特点，建立了晶振信号同步GPS信号的一元二次回归数学模型，估计出GPS时钟随机误差的统计方差和晶振的累计误差；对晶振时钟进行实时修正，产生高精度时钟，并预测了修正后的时钟精度。高精度时钟发生装置已成功地应用于电力系统暂态变化过程的异地同步记录。     

基于误差分析的变电站高精度时钟产生新方法

针对全球定位系统(GPS)接收机输出时钟和晶振时钟在实际应用中存在的问题,建立了相应的误差模型,在误差估计的基础上,提出了一种全新的高精度同步时钟产生方法.基于该方案的同步时钟装置可以根据GPS时钟和晶振时钟的运行误差状况,选择适当的工作方式,保证在各种工况下均能输出高精度同步时钟,显著提高了同步时钟的可靠性.该同步时钟装置具有高精度秒脉冲及实时的时间报文输出,能够很好地用于实现变电站的统一对时.     

基于数字锁相原理的GPS高精度同步时钟产生新方法

在分析时钟误差的基础上,根据全球定位系统(GPS)秒时钟无累计误差和晶振秒时钟无随机误差的特点,提出了一种利用GPS秒时钟同步晶振秒时钟实现高精度时钟的新方法.该方法根据数字锁相原理,通过测量GPS秒时钟与晶振秒时钟间的相位差来控制晶振秒时钟的分频系数,实时消除晶振秒时钟的累计误差,从而产生高精度秒时钟.实验结果表明,在GPS正常工作时能够保证其精度稳定在20 ns;GPS信号失效1 h的情况下,秒时钟精度仍能稳定在100 ns.根据此方法研制了具有较高性价比的高精度时钟发生装置,成功应用于行波定位系统中.     

电子式互感器合并单元同步时钟模块的设计

利用全球定位系统（Global Positioning System,GPS）时钟信号和晶振时钟信号精度互补的特点,提出了一种利用GPS时钟同步晶振时钟的新方法。采用除法电路和余数分摊的策略进行误差校正,使采样脉冲均匀准确,进一步减小各合并单元提供的采样脉冲之间的同步误差,同时在GPS时钟丢失时能减小积累误差,保持更长时间的同步。软件仿真和硬件实验均证明此方法的有效性。     

高精度GPS同步时钟的研究与实现

根据全球定位系统(GPS)时钟信号和晶振时钟信号精度互补的特点,提出了一种利用GPS时钟同步晶振信号实现高精度时钟的新方法。该方法利用GPS秒脉冲精确测量晶振时钟实际频率,对晶振信号误差进行在线修正,并用IRIG-B码校正绝对时标,在GPS正常工作时能够保证其精度稳定在0.1μs,且不受GPS信号短时失效的影响。采用现场可编程门阵列(FPGA)对其进行硬件实现并应用于电力系统的相角测量,在保证系统测量精度时,GPS信号失效情况下的稳定工作时间长达6h。     

电网状态监测系统GPS同步时钟的稳定性研究

GPS接收机输出的秒脉冲信号在统计意义下与国际标准时间高度同步,具有相当高的精度,但是由于其误差服从正态分布,单个秒脉冲误差可能较大.为提高基于GPS的同步时钟的精度和稳定性,该文根据GPS时钟信号和晶振时钟信号精度互补的特点,提出了一种利用GPS时钟同步晶振时钟的新方法,实现了高精度、高稳定度的同步时钟.所设计的GPS同步时钟不受GPS信号短时失效的影响,具有较高的可靠性和实用性,能够满足电力系统电网状态监测的要求.     

电网状态监测系统GPS同步时钟的稳定性研究

GPS接收机输出的秒脉冲信号在统计意义下与国际标准时间高度同步,具有相当高的精度,但是由于其误差服从正态分布,单个秒脉冲误差可能较大。为提高基于GPS的同步时钟的精度和稳定性,该文根据GPS时钟信号和晶振时钟信号精度互补的特点,提出了一种利用GPS时钟同步晶振时钟的新方法,实现了高精度、高稳定度的同步时钟。所设计的GPS同步时钟不受GPS信号短时失效的影响,具有较高的可靠性和实用性,能够满足电力系统电网状态监测的要求。     

基于高精度晶振的GPS秒时钟误差在线修正方法

当前电力系统已提出了不少基于全球定位系统（GPS）的高精度时钟的测量与控制技术,但是由于时钟信号的误差过大或稳定性差,这些时钟技术很难满足高可靠性同步控制领域的要求。在分析GPS秒时钟误差的基础上,结合高精度晶振无随机误差和GPS秒时钟无累计误差的特点,通过对秒脉冲间的计数值进行动态平均和秒脉冲的误差估计,提出了利用高精度晶振在线修正GPS秒时钟误差产生高精度时钟的方法。根据此方法研制了具有较高性价比的高精度时钟发生装置,并成功地应用于行波定位系统中。     

基于时钟状态估计的电力系统广域冗余对时模型

对晶振时钟、全球定位系统（GPS）时钟、网络对时以及原子钟的性能进行了评述,在此基础上,提出了基于时钟状态估计的冗余对时模型。该模型下的时钟装置通过对各时钟的误差状态进行估计,并根据误差状态选择合理的运行模式,产生用于各站点内设备对时的统一时钟。时钟装置的秒脉冲时间精度的测试试验结果表明,在该模型下产生的时钟结合了各种对时时钟的优点,提高了电力系统广域同步的精确性、稳定性以及可靠性。     

基于GPS的高精度时钟在线校频与授时研究

为提高全球定位系统(global position system,GPS)广域授时的精度与稳定度,根据GPS时钟与晶振时钟的不同特性,建立互补时钟的广义回归模型,并利用广义最小二乘法对晶振频率进行估计,算法修正了已有回归模型中因量测值频率漂移而造成的误差,实现了在晶振频率漂移较大或量测值间隔较长时的精确估计,在此基础上生成可与国际协调时间(coordinated universal time,UTC)同步的授时秒脉冲,通过相位补偿算法,校正生成秒脉冲与UTC秒脉冲的相位差,实现精确授时。实验结果验证该算法在使用SBR-LS接收模块与普通有源晶振条件下,授时稳定度和精确度得到大幅提升,在长时间运行中授时误差不超过±25ns,可为广域测量、故障测距等应用提供精确时标,满足电网监控系统在线广域授时要求。     

高性能同步相量测量装置守时钟研制

同步相量测量装置(PMU)可靠工作倒丶亲魑讲裳龀逶吹娜蚨ㄎ幌低?GPS)的秒脉冲的可靠性.针对由于气候、故障及其他因素可能造成秒脉冲失效的情况,采用数字锁相环技术,利用复杂可编程逻辑器件(CPLD)及高精度晶振,研制了一种高性能的PMU守时钟.GPS信号正常时,守时钟跟踪输入的秒脉冲;秒脉冲失效时,守时钟则提供一定误差范围内与秒脉冲同步的替代信号.文中分析了其性能,通过仿真和实验进行了验证.     

GPS对时功能在电力系统自动化中的应用

阐述了授时时钟在变电站自动化系统中对自动化装置授时的基本原理,提出了利用全球定位系统GPS（Global Positioning System）接收器与AT89C55单片机系统实现变电站授时时钟的方案,给出了时钟的软、硬件设计,并详细介绍了装置内部的全球定位系统秒脉冲（PPS）信号的软件防干扰措施及串口通信上的提前发送技术。     

基于DS80C320的GPS卫星同步时钟

GSP同步时钟信号已在电力系统的继电保护,事件顺序记录,故障测距,同步采样等诸多领域获得重要运用。为了获得GPS同步时钟信号,介绍了一种基于DS80C320高速单片机的GPS卫星同步时钟。通过对DS80C320双串行口的运用,简化了系统设计,并扩展了1PPM,1PPH等同步对时脉冲的输出。该GPS卫星同步时钟已用于变电站自动化系统中,其运行结果表明,它为整个系统提供了精确的时间信息,具有较高的可靠性和实用性,完全能够满足电力系统对高精度对时信号源的要求。     

北斗/GPS接收系统的设计与应用

针对地基大口径望远镜在定位、授时以及红外分系统相机外同步触发方面的需求,设计了一套北斗/GPS接收系统.某型号国产导航模块接收北斗/GPS系统的定位和授时信息;高速单片机C8051F120为主控制器,负责信息提取、数据运算、系统通信和界面显示;CPLD/EPM570T100为协控制器,对标准秒脉冲分频,输出2路授时时钟信号和一路频率可调的外同步触发信号;系统使用RS422串行通信标准与望远镜系统通信,满足了远距离串行通信的可靠性.经实验得出,系统的定位精度为3 m,授时精度为50 ns,授时时钟分辨率为2 ms,满足望远镜系统需要.     

新型变电站时钟同步系统的研制及应用经验探讨

时钟同步对于电力系统的故障分析、监测控制及运行管理具有重要意义,全球定位系统(GPS)是实现电力系统时钟同步的理想选择。基于高性能单片机和GPS接收机,研制了一种新型变电站时钟同步系统。本系统主要包括GPS同步时钟和通信协议转换模块,二者之间通过RS-485总线进行连接。描述了系统的硬件和软件设计原理,探讨了系统的应用经验。对于综自变电站和非综自变电站应采用不同的时钟同步系统结构,所研制的变电站时钟同步系统对于这两种变电站都具有较强的适应能力。     

电缆故障在线测距中高速同步采集卡精确时标获取方法

为减小全球定位系统(GPS)同步时钟误差对双端行波测距的影响,使电缆故障在线测距能达到实用化水平,提出一种能够获取精确时标的高速同步采样方案。利用GPS时钟无累计误差和高精度晶振频率稳定性高的特点,并将高速采样与秒脉冲捕捉有机结合,通过硬件方式无延时地捕捉秒脉冲以获取精确的时间计数值。对秒脉冲间的计数值进行滑动平均处理和最小方差估计,可获得高精度的时间标签,平均误差可达到30ns。设计中采用复杂可编程逻辑器件CPLD(ComplexProgrammableLogicDevice)实现高速时序控制,并考虑了抗干扰和异常处理措施,提高了系统的可靠性和工作性能。