基于GPS的变电站自动化系统校时问题定量分析

定量分析了变电站时钟同步的校时误差、自动化装置时钟精度及基于两者的校时时间间隔确定等问题。结合脉冲信号校时和串行通信校时的工作过程,得出了各自的校时精度;装置时钟分辨率和时钟精度应根据系统要求的最小事件顺序记录SOE(Sequence Of Events)分辨率选取。分析发现,变电站自动化装置的时钟误差不仅取决于校时精度,更取决于自动化装置本身的时钟精度。指出校时时间间隔的选取对自动化装置时钟同步具有决定性影响．并给出了计算公式。     

基于MB 90543的高性能GPS同步时钟研制

全球定位系统(GPS)同步时钟由GPS接收器、单片机及其外围电路组成。以MB90543为核心的时钟中心处理单元负责读取GPS接收器发送的数据信息并作适当处理,从中获取ASCII码国际标准时间的时间信息,经转换为BCD码后的串行时间信息供显示。该时钟选用可供嵌入式系统应用的M12 GPS接收器,可输出时间精度为1μs的秒脉冲。测频和数码管显示电路保证了电网频率的实时测量和显示。时钟软件包括初始化、接收器收/发、串口/CAN总线收/发、显示等子程序。采用串行通信方式授时,串行数据的收/发均采用中断方式,能提供日期和时间信息;而采用脉冲校时,可保证装置的校时误差小于50μs。在时钟装置中,采用以上2种综合校时方式。指出正确识别秒脉冲信号是确保同步校时的关键,软件及外部硬件计数阵列给秒脉冲信号加硬件窗的抗干扰措施效果良好。所设计的同步时钟投入运行后表明,符合设计要求。     

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.     

电力系统GPS同步时钟

在目前变电站自动化系统中，普遍采用广播校时的方式对系统中的保护监控装置进行授时。由于传播过程中的延时误差，采用此种方式的校时精度很难得到保证，从而也限制了变电站自动化系统中基于时间的诸多应用，如事故顺序记录SOE(Sequence of Events)、全网同步相位测量等。讨论了一种基于GPS全球定位系统的校时方式，论述了工作于该方式下的同步时钟的硬件结构和工作原理，并对其在变电站自动化中的授时和SOE记录方面的应用加以介绍。     

基于GPS和IEEE-1588协议的时钟同步装置的研制

面对电力系统对同步时钟的迫切需求,如何保证同步时钟的精度和可靠性成为重要问题.基于GPS和IEEE-1588协议,主要利用FPGA技术研制了一种时钟同步装置.该装置可同时进行IEEE-1588同步和接收GPS、IRIG-B码同步源发送的秒同步信号,可供选择的同步方式保证了同步的可靠性;在以太网物理层和MAC层之间的MII处检测和标记1588报文是实现高精度同步的关键方法,且1588校正本地时钟时实现了平滑修正.测试结果显示1588同步误差小于500 ns,该装置具有同步精度高、可靠性好的特点,将其应用于同步相量测量单元(PMU)中,可以满足电力系统广域测量对同步时钟的要求.     

网络时间协议在电力监控系统时钟同步中的应用

电力监测系统是一个复杂的分布式系统,对时钟同步精度有着不同层次的需求。文章在介绍实现时钟同步的3种机制(硬时钟同步、软时钟同步、混合时钟同步)以及网络时间协议(NTP)原理的前提下,针对电力监控系统的特点,给出了一个结合GPS授时和NTP对时的分层混合时钟同步方案,并指出了今后改进的方向。     

通用高精度时钟同步单元的设计方案

根据对时钟同步装置守时误差的分析,提出了一种通过降低测量误差进一步提高守时精度的同步时钟装置设计方案。该方案利用时钟内插方法降低全球定位系统(GPS)秒脉冲周期测量误差,对秒脉冲均值进行余数补偿消除均值计算中的引入误差,从而提高同步时钟装置的守时精度。根据所提方案设计了基于AMBA APB总线的通用高精度同步时钟知识产权(IP)核,并利用ARM Cortex-M0内核在现场可编程门阵列(FPGA)中构建了具有高精度同步时钟IP的片上系统(SoC)进行测试验证。测试结果表明,基于所提方案设计的通用高精度同步时钟IP核所生成的同步时钟精度在20 ns以内,守时误差在每小时300 ns以内。     

BDS/GPS双模授时技术在电网中的应用

在智能化变电站中,测控装置、合并单元、智能终端、故障录波装置等设备都需要精确授时,在考虑时钟同步前提下,结合北斗和GPS授时原理,提出BDS/GPS双模授时方案,以提高时钟同步系统对时精度,达到对事故隐患精确定位的目的。     

VSAT数据采集处理系统中的时间同步技术

本文介绍了在Windows 2000平台下,VSAT数据采集处理系统中相关的时间同步技术.结合GPS和原子钟实现系统级的时间同步和装置级时钟的同步,并在此基础上实现了时戳的同步处理及线程的时间同步.     

基于GPS和FPGA的便携式高精度同步时钟的研制

随着GPS同步时钟设备在电力系统的广泛应用,如何对电力自动化装置的实际时钟同步精度进行校验和测试,成为了一个重要研究课题.基于高精度GPS接收机、现场可编程门阵列(FPGA)等技术,研制了一种便携式同步时钟,描述了装置的设计原理和应用方法.本装置具备记录外部事件发生的绝对时刻和按照设定时刻向外部输出脉冲的功能,采用可充电电池供电.所研制的装置可以应用于微机保护、故障录波器等设备的时钟同步性能校验和测试领域,具有精度高、实用性好的特点.     

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。     

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。     

500kV变电所时间同步系统

主要介绍了电力时间同步组网模式、GPS系统的基本概念及其决定因素,并对变电站GPS主时钟的基本技术要求作了简短小结。     

双时钟源技术在西宁750kV变电站的应用

根据青海电网时钟同步系统的现状,分析西宁750 kV变电站时钟同步系统的应用情况,就GPS时钟同步系统对变电站运行和故障分析的重要性,以及GPS时钟同步系统的构成及对时方式进行了论述,提出了现有变电站时钟同步系统的改进措施。     

电网调度自动化SOE及GPS校验实现技术

电力系统精确的统一时钟是运行监控和事故后故障分析的基本前提,提出并分析了综合校验实现技术的原理与实现方法.事件顺序记录(SOE)及全球卫星定位系统(GPS)综合校验技术是利用GPS取得标准的统一的同步时标,配合自动化技术的功能设计,实现对调度系统厂站内/站间事件分辨率、系统同步时钟、系统过量遥信变位处理能力的校验测试.通过模块继电器空接点输出脉冲来比较被测系统各遥信点对同一事件的SOE分辨率及各单元对同一事件响应的时间差异.通过模块遥信变位输入来检验现场设备变位时间的准确性.应用开发的校验装置,试验结果表明达到设计技术要求.     

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。     

GPS卫星时钟同步系统在电厂变电站中的应用

针对变电站各设备的时钟时间不能统一的问题,在介绍GPS卫星时钟同步系统组成和对时方式的基础上,分析GPS卫星时钟同步系统在电厂变电站自动化设备中的应用情况,并提出应用中的注意事项.     

GPS同步时钟及其在火电厂自动化改造中的应用

介绍了基于GPS的时钟同步PC卡的研制及其应用，基于GPS技术，利用W77E58单片机，ISA总线，PC机BIOS时钟中断和程序常驻内存技术，成功地解决了在不影响原系统正常运行的情况下，利用GPS时间来同步不同系统时钟这一技术难题，介绍了GPS的PC卡硬件电路设计，结合火电厂的自动化技术改造实例，利用GPS技术来进行分布式控制系统，数字式电液调节系统及事故追忆系统的时钟同步，阐述了时钟同步改造方案的基本思路和技术方案，给出了与现有控制系统进行软硬件接口的设计方法。     

GPS同步时钟的高精度守时方案

基于全球定位系统(GPS)的高精度同步时钟信号在电网广域测量系统(WAMS)等很多领域具有广泛用途,但在实际应用中存在因卫星失锁等原因导致同步时钟信号失步的问题.文中提出了一种预设时间差补偿值实现高精度守时的方案.研制了基于GPS接收器和复杂可编程逻辑器件(CPLD)的高精度守时GPS授时系统样机,并在实验室与上升沿同步及时间差反馈调整2种守时方案进行了对比验证.实测结果表明,采用文中提出的方案,GPS授时系统样机输出的秒脉冲(PPS)信号在正常情况下的精度可达±300 ns,并能保证在卫星失锁24 h内的误差不超过20μs,守时精度明显优于另外2种方案.