计量自动化系统卫星时间同步攻击危害与防护

针对卫星导航系统的网络攻击可造成时间和空间位置基本信息错乱,已发展成为网络空间的现实威胁。计量自动化系统以卫星时钟源为主用,通过分层级对时机制使得分散分布的计量终端工作在统一时间基准上。卫星时间同步攻击可转发或发送伪造的卫星导航电文,诱使电力时间同步装置输出错误时间,进而借助电力监控系统工作机制展开攻击破坏。在分析电力时间同步装置工作机制与计量系统时间同步与业务功能实现机制的基础上,总结了卫星时间同步攻击的攻击破坏模式及危害。基于卫星时钟信号与晶振频率误差特点,构建基于补偿恒温晶振频漂后的时间参考体系,检测卫星时钟源在短时间尺度和长时间尺度下是否异常,确保计量主站侧卫星时钟源的可靠性。基于FPGA的实验结果表明,该方法可有效检测和规避虚构卫星时钟的时间同步攻击影响。     

一种基于多授时源多授时方式的电力系统同步授时方案

电力系统中自动化设备及监控系统日益复杂,为电力系统提供足够精度的同步时钟信号成为了提高设备运行稳健度和监控系统准确度的关键因素。设计了一种基于GPS/北斗系统双授时源同步守时钟电路,可以对双授时源时钟信号进行有效的跟踪。在卫星及守时钟电路时钟信号的基础上,利用时间间隔测量技术设计了一种高稳定度晶振本地时钟结构,可在一定时间内保持较高的精度。在此基础上,提出了一种基于多授时源、多授时方式的电力系统同步授时方案。方案中多个时钟源互为备用,可根据不同的被授时装置选择相应的授时方式,提高了电力系统授时的稳定可靠性、经济性。     

卫星授时-时间同步性能检测研究

着重指出卫星授时业务不仅仅指本地时钟与卫星时间之间需要高品质同步,以智能变电站的授时应用为例,所有被授时同步设备之间及其与本地时钟之间也需要高品质同步;通过研究设计智能变电站的时间同步性能检测系统,介绍时间同步信号的仿真、输出、检测以及对同步过程与性能的检测、分析;设计的检测系统能检测卫星授时信号、时钟输出的同步信号和被同步设备的反馈信号,达到进行全链路信号闭环检测。     

陶建地面区域时问同步监测系统的研究

为了实现监测网内被授时设备的时间同步及对授时设备状态（时间源信息、板卡信息、报警信息等）、被授时设备时间信息（与授时设备间的时间偏差）等信息,通过在数据网上构建地面区域时间同步监测系统的方法,配置时间同步系统设备和时间时间同步监测系统设备。采用数据网传输PTP时间同步报文并对电力二次设备授时状态进行监测,达到了较高的时间输出精度和监测信息的精度。     

电力时间同步系统防欺骗和抗干扰设备试验研究

目前时间同步技术在电力系统的应用已经成熟,电力时间同步系统通过卫星授时模块接收卫星导航信号, 通过解定位方程获得时间信息和位置信息,形成了以北斗卫星导航系统为主、GPS为辅的多要素时间源选择机制.然 而卫星导航系统易受周围环境影响,容易受到各种形式的干扰、攻击和欺骗.为解决此类问题,综合考虑不同模式的 卫星欺骗信号及干扰信号,提出了时间同步系统防欺骗和抗干扰试验验证方案,通过搭建典型欺骗和干扰试验环境, 分别对防欺骗和抗干扰设备的防生成式欺骗、防转发式欺骗、抗干扰能力等进行测试.试验结果验证了防欺骗和抗干 扰设备保护电力时间同步系统免受卫星欺骗及干扰的可行性,所提出的方案具有借鉴意义.     

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。     

我国电网首次引入北斗时间开辟智能电网新纪元

“北斗时间”系统首次被顺利引入我国电网数字化变电站,开辟了智能电网建设的新纪元。这一全称为“北斗电力全网时间同步管理系统”的精准授时系统,以我国自行研制和建立的“北斗一号卫星导航定位系统”为基础,结束了我国电力运行时间完全依赖美国GPS（全球卫星定位系统）的历史,使得以往缺乏安全保障的“美国授时”变为“中国授时”。安全可靠、高精度时钟的时间同步．是当代电网乃至未来智能电网运行的一项基本要求。所谓“时间同步”,     

基于全数字锁相环的电力系统高精度同步时钟

提出了一种基于全数字锁相环的电力系统高精度同步时钟实现方法。该方法基于卫星时钟与晶振时钟授时误差互补的特点,在卫星时钟工作正常时,利用全数字锁相环使晶振时钟跟踪卫星时钟秒脉冲的相位波动,实时消除晶振时钟的累积误差;当卫星时钟失效时,利用失效前记录的历史分频数据辨识优化分频控制参数,预测修正晶振时钟的累积误差。仿真实验结果表明,该方法实现的同步时钟具有随机误差小且累积误差小的优点,在卫星时钟失效一段时间内仍可保持较高的授时精度,可为电力系统提供精确时间同步信号。     

星地多源授时和PTP网络精确对时的关键技术研究和应用

500 kV智能变电站主要实现一次设备数字化化、二次设备智能化、测控数传网络化、系统授时多源化。介绍了华东电网500kV玉山智能变电站采用北斗和GPS卫星、铯原子时钟经SDH光通道的多源授时技术,开发支持IEEE1588-2008网络测控系统的精确时钟同步协议(以下简称精确对时协议或PTP)主时钟模块,融入智能化变电站统一的同步时钟系统,实现光纤互感器合并单元(MU)、PTP网络交换机、智能测控单元、智能保护装置、智能操作箱等网络精确时间同步。通过试验检测和数据分析,为智能变电站推广星地多源授时和网络精确对时的统一时钟同步系统积累实践经验。     

基于GPS的火电厂时钟同步系统

介绍了基于Model 3650-140 GPS接收机的火电厂时钟同步系统的设计与实现.利用全球定位系统授时设备对火电厂各个控制系统和管理系统进行时间同步,提出具体的组网方案,完成了基于时间服务器/客户机架构的数据通信,为了提高时钟同步精度还介绍了一种实用的时间补偿算法,为火电厂系统事故分析与安全稳定运行提供了保障.     

卫星时钟与网络时钟互备的广域时间同步方法

为满足智能电网快速发展对广域时间同步的需求,提出了一种卫星时钟与网络时钟互为备用的新型广域时间同步方法。该方法基于对卫星时钟、晶振时钟和网络时钟误差特性的分析,研究了卫星时钟与晶振时钟相结合的高精度同步时钟授时方法,提出了基于IEEE 1588协议网络时钟的报文路径时延改进算法;并在此基础上提出了一种基于高精度同步时钟与网络时钟的分布自治式广域时间同步方案。仿真结果表明,该广域时间同步方案可实现广域网内各时间节点的精确、可靠时间同步,能较好地满足智能电网的时间同步需求。     

IEEE 1588v2时间同步技术在电力通信网中的应用

IEEE 1588v2时间同步技术能达到亚微秒级同步精度。文章在对OTN和PTN进行同步技术分析的基础上,基于OTN＋PTN统一同步网络组网模型的应用场景,提出了1588v2时钟信号在混合网络中的传递方式,并通过了现网的同步性能测试验证。研究结果表明,基于1588v2时间同步技术的OTN＋PTN组网模型能够满足数字化变电站等电力二次终端设备高精度时间同步的要求。     

基于卡尔曼滤波器的IEEE 1588时钟同步算法

时钟同步是网络化分布式测试与控制系统中的一项重要指标。在基于IEEE 1588协议的主从时钟同步中,时钟偏差和时钟漂移的精确测量是主从时钟同步的重要保证。提出了基于二阶卡尔曼滤波器加速运动模型的时钟同步算法,该算法以同步消息包中的时间戳来获取观测值,通过卡尔曼滤波器算法对主从时钟之间的时钟偏差、时钟漂移以及时钟漂移变化率进行估计,使用估计值对从时钟进行补偿与修正。该算法能够消除从时钟的不稳定性对时钟同步的影响。实验结果表明,在时钟同步中引入卡尔曼滤波算法能够显著提高时钟同步精度。     

基于北斗Ⅱ代/GPS的电力系统双模时间同步时钟的研制

分析了电力系统对时间同步的各种需求,介绍了一种新型北斗Ⅱ代/GPS双模卫星导航接收模块,并以此为基础研制了一种电力系统双模时间同步时钟.研制的双模卫星导航接收模块支持北斗Ⅱ代和全球定位系统（globalpositioning system,GPs）的单系统定位和双系统联合定位,对电力系统的安全稳定运行具有重大的战略意义.双模时间同步时钟输出信号类型包括RS232/485串行口、IRIG-B（inter-range instrumentation group-B）、脉冲以及网络时间协议（network time protocol,NTP）/PTP（precision time protocol）,可为电力系统中各种自动化设备提供精确时间基准.     

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.     

智能变电站IEEE1588时钟同步方案对比研究

智能变电站和智能电网的发展对电力系统时钟同步提出了更高的要求,文中阐述了网络时钟同步的基本方法,并着重分析了IEEE 1588实现高精度时钟同步的主要原理.在研制IEEE 1588主时钟、从时钟和交换机的基础上,对点对点IEEE 1588和网络IEEE 1588两种同步方案进行了实验验证.结果表明,两种时钟同步方式均可...     

电力时间同步系统及其精度监测

结合电力时间同步网建设的新需求,简述了时间同步网中各环节的关键技术,剖析了时间同步系统各环节误差的成因,提出了提高时间同步精度的实用措施,以供电网时间同步系统建设者参考。     

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。     

电力骨干通信网时间同步系统

电力骨干通信系统是一个复杂的分布式系统,对时钟同步精度有着较高的要求.结合电力行业的现状提出了电力骨干通信网时间同步的解决方案--基于IEEE 1588精确时间同步协议,以"GPS/北斗卫星"为主,"地面SDH"为辅的天地互备时间同步系统.详细分析了IEEE 1588协议,介绍了时间同步的原理及其过程,详细分析了最佳主...