引众单北斗时钟系统完全基于中国自主研发的北斗卫星导航系统(BDS)提供的高精度、高可靠时间频率信号,作为唯一外部时间源,构建的电力系统专用时间同步网络。
关键特征:自主可控、安全可靠、精度达标。它摆脱了对GPS等其他卫星系统的依赖,符合国家关键基础设施安全战略。
一、系统组成:
北斗卫星信号接收:部署北斗卫星信号接收天线及接收机(如北斗授时板卡/模块)。
主时钟/时间源:接收并处理北斗信号,输出多路高精度时间同步信号(如PTP、IRIG-B、NTP、秒脉冲等)。
时间同步网络:通过光纤、网络等介质,将时间信号分发至各站点和装置。
二级时钟/扩展时钟:在变电站、电厂等内部,作为子站时钟,接收主时钟信号并本地分发。
被授时设备:需要精确时间的电力设备,如保护装置、测控装置、故障录波器、PMU、SCADA/EMS系统服务器、网络记录仪等。
二、电力行业对高精度时间同步的核心需求故障分析与定位:广域分布的故障录波器、行波测距装置需要微秒级同步,才能精确还原故障序列和定位故障点。
继电保护:特别是纵联差动保护、线路同步合闸等,需要微秒至毫秒级同步,确保保护动作的正确性和选择性。
同步相量测量:PMU/WAMS系统的核心就是同步,要求1微秒以内的同步精度,用于电网动态监测、稳定评估和广域控制。
事件顺序记录:SOE功能需要毫秒级精度,为调度人员分析电网事件提供准确的时间顺序。
自动化系统:SCADA、EMS/DMS等系统内部服务器、工作站需要毫秒级时间同步,保证数据时标一致。
电力市场交易:涉及结算的计量数据需要精确时标,通常要求毫秒级同步。
网络安全管理:日志审计、安全事件追溯需要统一的时间基准。
三、单北斗时钟系统在电力行业的应用解决方案架构1.总体设计原则双重化/冗余化设计:关键节点(如调度中心主时钟)应采用“双北斗接收机+高稳守时时钟(如铷钟、驯服晶振)”的主备/互备架构。当北斗信号短时失锁时,依靠高稳守时模块维持高精度时间输出。
分层分布式部署:遵循“国家/区域调度中心 → 省级调度中心 → 地市调度中心/500kV以上枢纽站 → 220kV及以下变电站/电厂”的分层结构。
多传输路径与接口:采用“光纤IRIG-B/PTP +网络NTP/PTP”相结合的方式,满足不同设备接口需求和通道可靠性要求。
网络安全隔离:在调度数据网等网络环境中部署时,需通过时钟隔离装置或采用单向传输技术,确保时间同步系统本身不受网络攻击。
四、单北斗方案的优势与价值1、国家安全与自主可控:根本性解决对GPS的依赖,避免在极端情况下受制于人,保障国家电力命脉安全。
2、高精度与高可靠性:北斗三号系统全球服务,提供纳秒级授时精度,并具备更强的抗干扰和抗遮蔽能力。
符合法规与标准:积极响应《电力监控系统安全防护规定》及国家关于关键信息基础设施安全的要求。
4、增强系统韧性:结合地面光纤时间传递(如OTDL),形成“天-地”互补的冗余时间同步体系,极大提升整体可靠性。
5、全产业链支持:从芯片、模块、设备到服务,国内已形成完整产业链,供货和维护有保障。
引众单北斗时钟系统在电力行业的应用,不仅是一个技术替代方案,更是保障国家能源安全和电网稳定运行的战略基础设施。通过构建一个从调度中心到变电站、从发电厂到配电网终端的,分层分布式、天地冗余、高可靠、高安全的全网统一时间同步体系,能够为智能电网的各类高级应用奠定坚实的时间基准基础,有力支撑新型电力系统的建设与发展。