專利名稱：電力系統(tǒng)的統(tǒng)一授時(shí)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種涵蓋電網(wǎng)的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調(diào)度的各個(gè)環(huán)節(jié)使電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行所需實(shí)時(shí)時(shí)鐘的統(tǒng)ー授時(shí)裝置。
背景技術(shù)：
電カ系統(tǒng)及其自動(dòng)化中的授時(shí)技術(shù)是為我國電網(wǎng)的各級調(diào)度機(jī)構(gòu)、發(fā)電廠、變電站、集控中心等提供統(tǒng)ー的時(shí)間基準(zhǔn)，以滿足各種系統(tǒng)(調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、能量管理系統(tǒng)、生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等)和設(shè)備(繼電保護(hù)裝置、智能電子設(shè)備、事件順序記錄(S0E)、廠站自動(dòng)控制設(shè)備、安全穩(wěn)定控制裝置、故障錄波器等)對時(shí)間同步的要求，確保實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集時(shí)間一致性，提高線路故障測距、相量和功角動(dòng)態(tài)監(jiān)測、機(jī)組和電網(wǎng)參數(shù)校驗(yàn)的準(zhǔn)確 性，從而提高電網(wǎng)事故分析和穩(wěn)定控制的水平，提高電網(wǎng)運(yùn)行效率和可靠性，適應(yīng)我國大電網(wǎng)互聯(lián)，特高壓輸電，數(shù)字化變電站的發(fā)展需要。然而，現(xiàn)有的電カ系統(tǒng)及其自動(dòng)化采用的授時(shí)裝置雖然實(shí)現(xiàn)了基本功能，還存在以下缺點(diǎn)I)不能消除來自衛(wèi)星信號的隨機(jī)誤差以及來自授時(shí)裝置自身內(nèi)部的恒溫晶振的累積誤差，從而引起電カ系統(tǒng)中各種系統(tǒng)和設(shè)備的時(shí)間存在一定的誤差，時(shí)間同步性較差;2)沒有大量相互隔離的支持IEEE1588V2協(xié)議的以太網(wǎng)ロ，不能滿足智能變電站和大型調(diào)度的網(wǎng)絡(luò)需要。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有的電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化采用的授時(shí)裝置雖然實(shí)現(xiàn)了基本功能，還存在各種系統(tǒng)和設(shè)備的授時(shí)時(shí)間的同步性較差，以及沒有大量相互隔離的支持IEEE1588V2協(xié)議的以太網(wǎng)ロ，不能滿足智能變電站和大型調(diào)度的網(wǎng)絡(luò)需要的問題。本實(shí)用新型的授時(shí)裝置能夠有效的消除來自衛(wèi)星信號的隨機(jī)誤差和來自恒溫晶振的累積誤差，保證電カ系統(tǒng)中各種系統(tǒng)和設(shè)備的授時(shí)時(shí)間的同步性，并設(shè)有大量相互隔離的支持IEEE1588V2協(xié)議的以太網(wǎng)ロ，滿足智能變電站和大型調(diào)度主站對授時(shí)時(shí)間的需要。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是—種電カ系統(tǒng)的統(tǒng)ー授時(shí)裝置，其特征在于包括互為熱備用的主、備時(shí)鐘単元、多路擴(kuò)展時(shí)鐘單元，所述主、備時(shí)鐘単元用于接收外部時(shí)間基準(zhǔn)信號，所述主、備時(shí)鐘単元的時(shí)間信號輸出端分別與設(shè)置在擴(kuò)展時(shí)鐘單元內(nèi)部的主備時(shí)鐘延時(shí)補(bǔ)償模塊相連接，所述各擴(kuò)展時(shí)鐘單元的時(shí)間信號輸出端分別與電力系統(tǒng)設(shè)備的時(shí)間信號輸入端相連接。前述的電カ系統(tǒng)的統(tǒng)ー授時(shí)裝置，其特征在干所述各擴(kuò)展時(shí)鐘單元還包括FPGA和DSP處理器，所述設(shè)置在擴(kuò)展時(shí)鐘單元內(nèi)部的主備時(shí)鐘延時(shí)補(bǔ)償模塊通過FPGA與DSP處理器相連接。前述的電カ系統(tǒng)的統(tǒng)ー授時(shí)裝置，其特征在干所述主、備時(shí)鐘単元和擴(kuò)展時(shí)鐘單元均設(shè)有可擴(kuò)展的相互隔離的支持IEEE1588V2協(xié)議的以太網(wǎng)ロ。前述的電カ系統(tǒng)的統(tǒng)ー授時(shí)裝置，其特征在于所述各路擴(kuò)展時(shí)鐘單元還包括告警控制電路和人機(jī)交互電路，所述告警控制電路和人機(jī)交互電路分別與設(shè)置在各自時(shí)鐘單元內(nèi)部的DSP處理器相連接。前述的電カ系統(tǒng)的統(tǒng)ー授時(shí)裝置，其特征在干所述告警控制電路設(shè)有繼電器，所述人機(jī)交互電路包括CPLD、按鍵和液晶顯示器，所述按鍵和液晶顯示器通過CPLD分別與DSP處理器的人機(jī)交互信號輸出端相連接。本實(shí)用新型的有益效果是在主備時(shí)鐘単元通過傳統(tǒng)的IRIG-B碼對各擴(kuò)展時(shí)鐘單元進(jìn)行授時(shí)，各擴(kuò)展時(shí)鐘單元內(nèi)設(shè)置高階算法自擬合秒脈沖防誤的主備時(shí)鐘延時(shí)補(bǔ)償模塊，能夠使秒脈沖跳變不超過O. I μ S，達(dá)到消除來自衛(wèi)星信號的隨機(jī)誤差和恒溫晶振的累積誤差，確保輸出的穩(wěn)定性，滿足光纖傳輸?shù)母咚僖蟮哪康模⒅鱾鋾r(shí)鐘単元的源狀態(tài)、主備時(shí)鐘源類型、時(shí)間質(zhì)量、鎖定狀態(tài)、出口電路、擴(kuò)展時(shí)鐘單元的異常及交直流消失等應(yīng)有經(jīng)常監(jiān)視及自診斷功能、告警信息、狀態(tài)信息、自檢信息等參數(shù)信息實(shí)時(shí)顯示出來，并 在擴(kuò)展時(shí)鐘單元設(shè)有基于本身MAC擴(kuò)展出大量相互隔離的支持IEEE1588V2協(xié)議的以太網(wǎng)ロ，滿足智能變電站和大型調(diào)度主站對隔離網(wǎng)口數(shù)量的需求。

圖I是本實(shí)用新型的電カ系統(tǒng)的統(tǒng)ー授時(shí)裝置的系統(tǒng)框圖。圖2是本實(shí)用新型的擴(kuò)展時(shí)鐘單元的系統(tǒng)框圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合說明書附圖，對本實(shí)用新型作進(jìn)ー步的說明。如圖I所示的電カ系統(tǒng)的統(tǒng)ー授時(shí)裝置，包括互為熱備用的主、備時(shí)鐘単元和多路擴(kuò)展時(shí)鐘單元，主、備時(shí)鐘単元用于接收外部時(shí)間基準(zhǔn)信號，這里的接收外部時(shí)間基準(zhǔn)信號可以接收無線的衛(wèi)星時(shí)間基準(zhǔn)信號，還可以有線接收統(tǒng)ー授時(shí)裝置的實(shí)時(shí)時(shí)鐘基準(zhǔn)信號，主、備時(shí)鐘単元的時(shí)間信號輸出端分別與設(shè)置在擴(kuò)展時(shí)鐘單元內(nèi)部的主備時(shí)鐘延時(shí)補(bǔ)償模塊相連接，其中主備時(shí)鐘延時(shí)補(bǔ)償模塊用于補(bǔ)償信號在長距離光纖中傳輸時(shí)的延遲，主、備時(shí)鐘単元同時(shí)分別給每路擴(kuò)展時(shí)鐘單元授時(shí)。對MMS (制造報(bào)文規(guī)范)雙網(wǎng)授時(shí)吋，通過SNTP (簡單網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議)方式給麗S網(wǎng)對時(shí)，主、備時(shí)鐘單元按照《DL/T860變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)》的標(biāo)準(zhǔn)體系進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化建摸，同時(shí)每路擴(kuò)展時(shí)鐘單元將的告警信息、狀態(tài)信息、自檢信息等參數(shù)信息傳送給監(jiān)控終端，主、備時(shí)鐘単元通過傳統(tǒng)IRIG-B碼對各擴(kuò)展時(shí)鐘單元進(jìn)行授吋，各擴(kuò)展時(shí)鐘單元通過高階算法自擬合輸出，確保輸出的穩(wěn)定性，保證合并單元工作正常，GOOSE網(wǎng)采用IEEE1588對時(shí)方式，根據(jù)站上運(yùn)行在獨(dú)立隔離網(wǎng)絡(luò)的交換機(jī)的數(shù)量，每個(gè)擴(kuò)展時(shí)鐘単元都設(shè)有支持IEEE1588的獨(dú)立網(wǎng)ロ，并支持大量隔離網(wǎng)ロ，滿足智能變電站和大型調(diào)度主站對隔離網(wǎng)口數(shù)量的需求。如圖2所示，設(shè)置在各擴(kuò)展時(shí)鐘單元內(nèi)部的主備時(shí)鐘延時(shí)補(bǔ)償模塊通過FPGA與DSP處理器相連接，所述DSP處理器設(shè)有高速大量隔離的以太網(wǎng)ロ，這里的DSP處理器可選用型號為BF518處理器芯片，BF518處理器芯片設(shè)有IEEE1588的獨(dú)立網(wǎng)ロ，還能夠?qū)o傳統(tǒng)IRIG-B碼的進(jìn)行解碼，具有精度控制選擇，能夠基于BF518處理器芯片實(shí)現(xiàn)守時(shí)及對時(shí)高階算法，各路擴(kuò)展時(shí)鐘單元還包括告警控制電路和人機(jī)交互電路，所述告警控制電路和人機(jī)交互電路分別與設(shè)置在各自時(shí)鐘單元內(nèi)部的DSP處理器相連接，告警控制電路設(shè)有繼電器，繼電器用于輸出空節(jié)點(diǎn)告警信號，人機(jī)交互電路包括CPLD、按鍵和液晶顯不器，CPLD用于擴(kuò)展DSP處理器的I/O端ロ，以控制按鍵和液晶顯示器正常工作，液晶顯示器用于實(shí)時(shí)顯示主備時(shí)鐘単元的源狀態(tài)、主備時(shí)鐘源類型、時(shí)間質(zhì)量、鎖定狀態(tài)、出口電路、擴(kuò)展時(shí)鐘單元的異常及交直流消失等應(yīng)有經(jīng)常監(jiān)視及自診斷功能、告警信息、狀態(tài)信息、自檢信息等參數(shù)信息，還可通過按鍵設(shè)定相關(guān)參數(shù)。本實(shí)用新型的電カ系統(tǒng)的統(tǒng)ー授時(shí)裝置的具體工作過程如下若是GPS或者北斗衛(wèi)星信號，通過報(bào)文解析模塊解析出年月日時(shí)分秒，并跟蹤每路信號的秒脈沖；若是IRIG-B碼信號，則通過解碼模塊，解出秒脈沖和年月日時(shí)分秒，以上兩種方式均通過主、備時(shí)鐘単元用于接收外部時(shí)間基準(zhǔn)信號，并傳送給與設(shè)置在擴(kuò)展時(shí)鐘單元內(nèi)部的主備時(shí)鐘延時(shí)補(bǔ)償模塊,主備時(shí)鐘延時(shí)補(bǔ)償模塊能夠根據(jù)距離主、備時(shí)鐘單元的距離遠(yuǎn)近，有效的消除來自衛(wèi)星信號的隨機(jī)誤差和來自恒溫晶振的累積誤差，經(jīng)過主備時(shí)鐘延時(shí)補(bǔ)償模塊補(bǔ)償?shù)臅r(shí)鐘信號通過設(shè)置在擴(kuò)展時(shí)鐘單元內(nèi)部的設(shè)有大量相互隔離的 支持IEEE1588V2協(xié)議的以太網(wǎng)ロ的DSP處理器，傳送給后端的各電カ系統(tǒng)設(shè)備，保證電カ系統(tǒng)中各種系統(tǒng)和設(shè)備的授時(shí)時(shí)間的同步性，滿足智能變電站和大型調(diào)度主站對授時(shí)時(shí)間的需要。以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征及優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求1.電力系統(tǒng)的統(tǒng)一授時(shí)裝置，其特征在于包括互為熱備用的主、備時(shí)鐘單元、多路擴(kuò)展時(shí)鐘單元，所述主、備時(shí)鐘單元用于接收外部時(shí)間基準(zhǔn)信號，所述主、備時(shí)鐘單元的時(shí)間信號輸出端分別與設(shè)置在擴(kuò)展時(shí)鐘單元內(nèi)部的主備時(shí)鐘延時(shí)補(bǔ)償模塊相連接，所述各擴(kuò)展時(shí)鐘單元的時(shí)間信號輸出端分別與電力系統(tǒng)設(shè)備的時(shí)間信號輸入端相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電力系統(tǒng)的統(tǒng)一授時(shí)裝置，其特征在于所述各擴(kuò)展時(shí)鐘單元還包括FPGA和DSP處理器，所述設(shè)置在擴(kuò)展時(shí)鐘單元內(nèi)部的主備時(shí)鐘延時(shí)補(bǔ)償模塊通過FPGA與DSP處理器相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電力系統(tǒng)的統(tǒng)一授時(shí)裝置，其特征在于所述主、備時(shí)鐘單元和擴(kuò)展時(shí)鐘單元均設(shè)有可擴(kuò)展的相互隔離的支持IEEE1588V2協(xié)議的以太網(wǎng)口。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的電力系統(tǒng)的統(tǒng)一授時(shí)裝置，其特征在于所述各路擴(kuò)展時(shí)鐘單元還包括告警控制電路和人機(jī)交互電路，所述告警控制電路和人機(jī)交互電路分別與設(shè)置在各自時(shí)鐘單元內(nèi)部的DSP處理器相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電力系統(tǒng)的統(tǒng)一授時(shí)裝置，其特征在于所述告警控制電路設(shè)有繼電器，所述人機(jī)交互電路包括CPLD、按鍵和液晶顯示器，所述按鍵和液晶顯示器通過CPLD分別與DSP處理器的人機(jī)交互信號輸出端相連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種電力系統(tǒng)的統(tǒng)一授時(shí)裝置，包括互為熱備用的主、備時(shí)鐘單元、多路擴(kuò)展時(shí)鐘單元，所述主、備時(shí)鐘單元用于接收外部時(shí)間基準(zhǔn)信號，所述主、備時(shí)鐘單元的時(shí)間信號輸出端分別與設(shè)置在擴(kuò)展時(shí)鐘單元內(nèi)部的主備時(shí)鐘延時(shí)補(bǔ)償模塊相連接，所述各擴(kuò)展時(shí)鐘單元的時(shí)間信號輸出端分別與電力系統(tǒng)設(shè)備的時(shí)間信號輸入端相連接。本實(shí)用新型的授時(shí)裝置能夠有效的消除來自衛(wèi)星信號的隨機(jī)誤差和來自恒溫晶振的累積誤差，保證電力系統(tǒng)中各種系統(tǒng)和設(shè)備的授時(shí)時(shí)間的同步性，滿足智能變電站和大型調(diào)度主站對授時(shí)時(shí)間的需要。
文檔編號G04G5/00GK202615137SQ20122026077
公開日2012年12月19日 申請日期2012年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月5日
發(fā)明者孫國城, 趙景濤, 汪鶴, 陳娜, 侯明國, 葛成余, 金雪, 仇佳鑫, 于海平, 張敏 申請人:國電南瑞科技股份有限公司