一种适用于GPS信号异常情况的高精度主时钟设计方法

合并单元采样同步是智能变电站正常工作的前提。GPS信号正常时利用最小二乘法建立晶振的误差估计模型,GPS信号异常时利用晶振产生秒脉冲,并用已建立的晶振误差估计模型对这些秒脉冲进行误差补偿后用以作为各合并单元的同步时钟,提出了一种利用GPS信号接收机和晶振共同组成主时钟的设计方法。该方法综合考虑了晶振已有的频率偏差和在GPS信号异常期间由于晶振老化所带来的误差,估计并补偿了GPS信号异常时晶振秒脉冲的误差。仿真结果表明该方法能有效消除晶振累积误差,所产生秒脉冲的误差在前10 min内不超过50 ns,满足系统对时钟的精度要求。     

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。     

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.     

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。     

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。     

数字化变电站中高精度同步采样时钟的设计

在数字化变电站的应用中,对同步采样时钟要求高稳定和高精度,其实现关键在于消除同步采样时钟的误差。文中从分析同步采样时钟误差产生的原因出发,利用全球定位系统（GPS）接收机输出GPS时钟误差分布的特点和晶振频率在短时间内的相对稳定性及现场可编程门阵列（FPGA）的高速数字信号处理的特性,采用相应处理措施消除了晶振频率偏差对同步采样时钟的影响,实现了GPS时钟在短时间内出现较大偏移或扰动时对其进行人为补偿,从而保证了采样时钟的精确同步,为数字化变电站的设计应用提供了一种高稳定、高精度的同步采样时钟设计方法。     

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。     

站域信息实时同步采集中同步采样时钟的设计

站域信息实时同步采集是智能变电站中实现全景信息采集的关键技术。在研究基于全球定位系统(GPS)采样数据同步的基础上,针对合并单元同步采样时钟对晶振依赖性强,及在晶振老化、频率准确度降低的情况下输出误差较大等不足,提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的同步采样时钟闭环校正实现方法。通过对2种同步采样时钟输出误差的定量分析,证明可通过软件补偿改善输出误差,并在提高同步采样脉冲输出精度的同时,保证输出相位的一致性。实验验证表明,该方法在使用普通石英晶振时,合并单元的同步采样值能达到0.2s级精度,体现了良好的同步性能。     

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.     

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.     

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。     

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。