时间同步系统在线监测可行性研究报告
基于PTP的时间同步系统可用性分析及优化策略
标准与管理作者简介：孙晓明(1979- )，男，高级工程师，硕士，从事电力系统自动化、电力系统继电保护的技术研究及设计工作。
基于PTP的时间同步系统可用性分析及优化策略孙晓明，孙中尉，牛得存(山东电力工程咨询院有限公司，山东 济南 250013)摘 要：基于网络的IEEE 1588时间同步协议(PTP)，是适应未来智能变电站关键应用要求的精确时间同步方式。
提出了一种利用故障树分析对PTP 可靠性进行量化评估的方法，对IEEE PC37.238推荐的PTP 网络结构可用性进行理论计算，分析影响PTP 对时可靠性的关键因素，对已建系统可靠性进行量化评估，并提出了PTP 网络时延和PTP 对时网络的架构优化策略，提高了IEEE 1588时间同步系统的可用性。
关键词：时间同步；IEEE 1588；可靠性；故障树分析；网络拓扑中图分类号：TM63；TM76 文献标识码：A 文章编号：1007-3175(2017)04-0061-07Abstract: The IEEE precision timing protocol (PTP) is the recommended means of providing precise timing synchronization mode for the key application of future substations. This paper presented a kind of quantitative assessment method of PTP reliability using fault tree analysis, carried out theoretical calculation for the usability of PTP network structure recommended by IEEE PC37.238, analyzed the key factors impacting on PTP precision timing reliability and carried out quantitative assessment for the built system reliability. The PTP network delay and the framework optimizing strategy of PTP precise timing network were raised to improve the availability of IEEE time syn-chronization system.Key words: time synchronization; IEEE ; reliability; fault tree analysis; network topologySUN Xiao-ming, SUN Zhong-wei, NIU De-cun（Shandong Electric Power Engineering Consulting Institute Corp., Ltd, Jinan 2 00 , China ）Availability Analysis and Optimization Strategy for Time SynchronizationSystem Based on Precision Timing Protocol0 引言智能电网的发展对未来智能变电站时钟同步系统的精度和可用性提出了更高的要求，且实现全站信息的网络化传输是智能变电站的基本要求之一。
二次设备时间同步状态在线监测系统研究
台。监 视后 台通过 比较 和 的差 值来 判 断二 次
设备 的时 间准确 性
二 次设 备 的通 信接 口 、 约不 同。 同步 监视 获 得二 规 次 设 备 装 置 的 时 间数 据 ． 须 通 过通 信 接 口 ， 信 必 通
接 口 、 约不 同阻碍 了同步监 视 的实 现 。 （ ）时 间 规 ３ 真 实性 问题 。二 次设 备有 很 多是 多处 理器 ／ 板结 构
改 ． 已投运 的变 电站实 现 同步 监测存 在 一定 困难 ． 对
时状 态 还没 有有 效 的监视 手段 ． 只能 到 现场 检 查二
时模拟 事件 方案 和开关 量遥信 方 案
１１ 二次 设备 定 时模 拟事 件方 案 ． 该 方 案基 于 网络 １ ３协议 ． 用 该协 议 的 ＵＤ ０ 利 Ｐ
组 播信 号量 、 事件 信息 的发 布功能 ， 通过 定 时发送 带
江
２１ ０２年 １ 月
苏
电
机
工
程
第 ３ 卷 第 １ １ 期 ９
Ｊａ ｇ ｕ Ｅ ｅ ｔｉａ ｎ ｉ ｅ ｒ ｇ ｉｎ ｓ ｌ ｃｒｃ ｌ ｇ ｎ ｅ ｉ Ｅ ｎ
二次设 备时 间同步状态在线监测 系统研究
李 澄 ， 颢 ， 艳 陈 宁
（ 苏方天 电力 技术有 限公 司 ， 江 江苏 南京 ２ １ ０ ） １ １２
时标 事件 报 文 来 实 现 二 次 设 备 的 时 间 同步 状 态 检
测 ． 具体过 程如 下 ： 其
（ ）同步监测 装 置加入 二次设 备 的广播组 ； １
ｆ ）受 监测 的二 次设备 按照 固定 的 间隔模拟 信 ２
号变 位 ．每间 隔连续 发送 ３次具有 时标 的特定 开关
基于NTP技术的全网时间同步的试验研究
一
。 的 算 法 也 是 动 态 的 ． 以 适 应 各种 各样 的计 算 机 网络 。 可
变 电站 的统 一 对 时信 号 ． 们 曾 经 尝 试 了各 种 手 段 ， 采 用 人 如 租 用 线 路 、 波 、 线 电 广 播 等 方 式 ， 由于 这 些 方 法 精 度 不 够 ， 微 无 但 不 能 达 到 统 一 对 时 的需 求 。近 年来 ， 着 Ｇ Ｓ技 术 的 发展 及 Ｇ Ｓ 随 Ｐ Ｐ 对 时 装 置 价 格 的下 调 ．一 些 综 自厂 家 开 始 把 Ｇ Ｓ对 时 装 置 集 成 Ｐ 在 他 们 的综 自装 置 中 ．这 样 在 整 个 变 电 站 中会 存 在 着 多 个 独 立 的 Ｇ Ｓ对 时 装 置 ， 由于 生 产 厂 家 不 同 ， 量 层 次 不 穷 ， 时 误 Ｐ 但 质 对 差 很 大 ， 时 甚 至 达 几 个 小 时 ． 样 就 失 去 了统 一 对 时 的 意 义 。 有 这 此 时 ． 们 又 尝 试 了组 建 变 电 站 统 一 对 时 的 主 分 屏 方 式 ， 取 得 人 并 了很 大 的成 功 ． 同步 了全 站 的 对 时 信 号 。 随 着 电 网 的 日趋 复 杂 ， 电 网 的监 控 、 度 离 不 开 实 时 信 息 ， 调 同步 相 角 测 量 单 元 （ ＭＵ 正 Ｐ ） ２２ Ｔ （ 络 时 间协 议 ） 术 ． Ｐ网 Ｎ 技 在 日益普 及 ．该 装 置 的 正 常 运 行 必 须 建 立 在 高 精 度 的 同步 时 间 基 础 上 ． 些 都 迫 使 我们 不 能 将 眼 光 局 限 于 各 变 电站 内 部 ， 这 而应 Ｎ ｔｏｋＴｍ ｒｔｃｌＮ Ｐ 是 用 来 使 计 算 机 时 间 同 步 化 的 ｅ ｒ ｉ ｅＰｏ０ｏ（ Ｔ ） ｗ 种协 议 ． 它可 以使 计 算 机对 其 服 务 器 或 时 钟 源 （ 石 英 钟 ， Ｐ 如 ＧＳ 在 更 大 范 围 内实 现 时 间 同步 因 此 ，组 建 全 省 网络 范 围 的 时 间 等 等１ 同 步 化 ． 可 以提 供 高 精 准 度 的 时 间 校 正 （ Ａ 做 它 Ｌ Ｎ上 与标 准 同步 系统 是 电力 系 统 发 展 的必 然 趋 势 。
时间同步系统在线监测可行性研究报告
衡水电网智能调度技术支持系统时间同步系统在线监测技术改造（设备大修）项目可行性研究报告模板项目名称：项目单位：编制：审核：批准：编制单位：设计、勘测证书号：年月日1．总论时间同步系统在线监测功能，将时钟、被授时设备构成闭环，使对时状态可监测，且监测结果可上送，从而将时间同步系统纳入自动化监控系统管理。
时间同步系统在线监测的数据来源分为两大类：设备状态自检数据和对时状态测量数据。
设备状态自检主要是被监测设备自身基于可预见故障设置的策略，快速侦测自身的故障点。
对时状态测量则是从被监测设备外部对其自身不可预见的故障产生的结果进行侦测，这两种方法较为完整的保证了时间同步系统监测的性能和可靠性。
1．1设计依据2013年4月，国调中心专门下发了〔2013〕82号文《国调中心关于加强电力系统时间同步运行管理工作的通知》1．2主要设计原则通过在原系统上建立一套通讯技术及软件来实现系统级的时间同步状态在线监测功能。
采用低建设成本、低管理成本、低技术风险的手段，解决当前自动化系统时间同步体系处于开环状态，缺乏反馈，无法获知工作状态紧迫现状，使时钟和被对时设备形成闭环监测，减少因对时错误引起的事件顺序记录无效，甚至导致设备死机等运行事故，并在此前提下尽可能的提高监测性能，减少复杂度。
1．3设计水平年系统模块使用年限10年。
1．4设计范围及建设规模智能调度技术支持系统（主站）针对时钟同步检测功能修改主要涉及前置应用，前置应用以104 或476 规约与变电站自动化系进行过乒乓原理对时，根据对时结果来检测各变电站时钟对时的准确性，从而保证全网时钟同步的准确性。
同时，以告警直传方式接收变电站时间同步监测结果，包含设备状态自检数据和对时状态测量数据。
1．5经济分析时间同步系统在线监测功能将时间同步装置、时间源服务器和被授时设备构成闭环，使对时状态可监测，且监测结果可上送，从而将时间同步系统纳入自动化监控系统管理。
提高电力系统时间同步的准确性，保障电力系统运行控制和故障分析的重要基础。
时间时钟同步网络监控管理系统的应用研究的开题报告
时间时钟同步网络监控管理系统的应用研究的开题报告一、选题依据和研究背景随着网络技术和计算机技术的不断发展和普及，网络监控管理系统在信息化时代变得越来越重要。
网络架构复杂、协议众多，对于多台计算机之间的通讯和协调一定需要时钟同步。
在网络系统中，多台计算机时间同步是一个必备且关键的环节，而如何实现高效、可靠的时间同步也面临着许多挑战。
本课题旨在研究时间时钟同步网络监控管理系统的应用，突破网络时间同步的技术瓶颈，促进网络的安全和稳定。
二、研究目的和意义时间时钟同步网络监控管理系统是应用于网络监控领域的一种技术。
系统通过精确的时钟同步和时间校准实现对网络中的数据流实时监控和有效管理。
时间同步是网络运行和安全的基础，其精度和可靠性对网络的正常运作和安全性至关重要。
该研究具有以下几个目的：1.深入探究时间时钟同步网络监控管理系统的原理和工作机制。
2.对时间同步技术进行深入的研究，实现高精度、高性能的时钟同步。
3.设计研发具有自主知识产权的时间时钟同步网络监控管理系统，实现一个可靠、高效、稳定的网络监控系统。
4.推广研究成果，为网络安全提供有力支持。
三、研究内容和方案本研究将分为以下几个方面：1.时间同步系统原理和工作机制的研究本研究将分析时间同步机制的原理和工作机制，并详细讨论网络时间同步的方法和技术，为后续的系统设计提供理论基础。
2.时钟同步精度和性能的优化研究本研究将通过对时钟同步中存在的误差和偏移的分析，在保证时钟同步的精度和可靠性的前提下，对系统的性能进行优化研究，寻求更加高效的实现方式。
3.时间时钟同步网络监控管理系统的设计与实现本研究将设计一款基于时间时钟同步技术的网络监控管理系统，实现时钟同步、数据整合、监控分析等功能。
该系统需要保证时间同步的高效性和精度，同时需要具有良好的稳定性和可扩展性。
四、预期成果和应用前景本研究预计的成果为：1.设计并实现了一款基于时间时钟同步技术的网络监控管理系统，能够实现高精度、高性能的时钟同步，具有良好的稳定性和可扩展性。
南方电网时间同步系统建设可行性研究通过验收
南方电网时间同步系统建设可行性研究通过验收南方电网时间同步系统建设可行性研究通过验收2006年11月21日，“南方电网时间同步系统建设可行性研究”通过了由华南理工大学博士生导师尹俊勋教授等专家组成的验收委员会的验收。
南方电网时间同步系统建设可行性研究由南网总调、广东电力设计院联合研究。
该研究从南方电网业务系统的实际需求出发，通过调研、测试和分析，以及对南方电网时间同步问题和需求的深入分析和研究，认为影响时间同步系统真正实用化的主要原因：一是没有全网统一的技术标准；二是没有统一的管理规范。
针对存在的问题，该研究站在确保电网安全的高度，结合南方电网实际，首次在电力系统对地面时间组网技术进行了测试，提出了采用GPS授时+北斗卫星授时+地面链路组网方式作为全网时间同步源的方案，技术先进，对南方电网时间同步系统建设起到重要指导作用。
同时，该项目提出了《南方电网时间同步网组网技术规范》、《南方电网时间同步网同步设备性能技术规范》和《南方电网时间同步网时统设备性能测试规范》，在电力系统中处于领先水平，将对规范时间系统设计、建设以及提高南方电网时间同步系统的装置水平、运行维护水平，具有重要意义和深远影响。
信息来源：中电联国电通信中心在国家电力公司的统一领导和部署下，正在努力完成国电公司"三纵四横"10G 速率大通道的规划目标。
随着三峡送出、西电东送和全国联网等重点工程的建设，仅2001年新建光缆18063Km,新建微波线路440Km，与通信网配套的数字同步网、国家电力通信网网管系统及全国电力数据网工程，也都在建设和筹建当中。
届时，电力通信将形成北起哈尔滨、南至广州、昆明,西起青海西宁，东达上海、青岛的覆盖全国三十个省、自治区和直辖市的全国光纤骨干网络。
同时电力系统拥有丰富而宝贵的电力杆塔、沟道资源，为光缆敷设提供了路由，这是电力通信得天独厚的有利条件。
据此可将通信线路通至千家万户。
随着技术发展，配电电力线通信技术（PLC）必将实用化，通过该技术利用城市配电线路将数据送到居民的千家万户。
5在线监测系统开发可行性研究报告
5在线监测系统开发可行性研究报告
一、目标
本报告的目标是对“建立一个基于互联网的五颗星在线监测系统”进
行可行性研究，以确定系统的实施是否可行。
二、背景
五星在线监测系统是一种可以在网络上远程进行工作的系统，该系统
可以将各个人员所发布的信息实时传输到五星在线监测服务器，并可以在
服务器上进行查询和管理。
据实际经验表明，这种系统对企业的管理有很
大帮助，能够提高管理的效率，从而提高科技水平，提升科技的市场地位，增加企业的盈利能力。
三、分析
（1）技术成熟度
现如今，互联网技术已被广泛应用于管理信息和进行监测管理等方面，其中以Web服务器、数据库和计算机网络等技术为基础，对远程数据进行
监测和管理，以提高管理的效率、降低成本。
例如，采用Web服务器技术，可以实现系统的实时监测和管理；使用数据库技术，可以实现数据的精细
管理；使用计算机网络，可以更加有效地实现数据的远程监测和管理。
由
此可见，此次建设的五星在线监测系统具有良好的技术可行性。
（2）资源调度
由于五星在线监测系统的实施费用较大，此，必须对财务、技术、人
力等资源进行有效的管理，以确保实施成功。
电网自动化系统时钟设备同步实时监测系统研究与应用的开题报告
电网自动化系统时钟设备同步实时监测系统研究与应用的开题报告【摘要】随着电网规模的不断扩大、电网供电可靠性的不断提高，电网自动化系统在现代电力系统中的重要性日益增加。
本文将对电网自动化系统时钟设备同步实时监测系统的研究与应用进行探讨，具体包括了研究背景、研究内容、研究方法、研究意义和预期成果等几个方面。
【关键词】电网自动化系统；时钟设备同步；实时监测系统；研究与应用一、研究背景电网自动化系统是指应用自动控制技术和信息技术，形成电网自动化系统，实现对整个电力系统的快速、准确的监测、控制、调度等功能。
目前，在电网自动化系统中，控制中心系统、通信系统、保护系统三大部分都需要时钟设备同步。
时钟设备同步是保证电网自动化系统正常运行的重要条件之一。
然而，由于电网的特殊性和复杂性，在电网自动化系统中，设备数量庞大，设备类型繁多，设备部署地理位置分布广泛，这些因素都会影响时钟同步的准确性和稳定性。
因此，加强对电网自动化系统时钟设备同步的研究，确保系统正常运行，具有重要的现实意义与应用前景。
二、研究内容本文将针对电网自动化系统时钟设备同步实时监测系统进行深入研究，并以此为基础，从以下四个方面展开：1. 电网自动化系统时钟同步的原理与方法；2. 电网自动化系统时钟同步的关键技术；3. 电网自动化系统时钟同步实时监测系统的设计与实现；4. 电网自动化系统时钟同步实时监测系统的应用与测试。
三、研究方法本论文采用系统性的研究方法，通过文献资料查阅、采样实测、模拟仿真、实验验证等方式，进行深入系统地研究电网自动化系统时钟设备同步实时监测系统的原理、方法、技术、系统设计与实现、应用与测试等内容。
同时，结合实际情况，提出相应的技术方案及措施，以期实现电网自动化系统中关键设备时钟同步的稳定与可靠。
四、研究意义研究电网自动化系统时钟设备同步实时监测系统具有重要的现实意义和应用价值：1. 保障电网自动化系统供电的可靠性和稳定性；2. 提高电网自动化系统的智能化水平与综合效益；3. 推动电网自动化系统技术的发展和进步；4. 为实现智慧电网建设提供重要技术支撑。
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附件4
甘肃电网智能调度技术支持系统
时间同步系统在线监测
技术改造（设备大修）项目
可行性研究报告模板项目名称：
项目单位：
编制：
审核：
批准：
编制单位：
设计、勘测证书号：
年月日
1．总论
时间同步系统在线监测功能，将时钟、被授时设备构成闭环，使对时状态可监测，且监测结果可上送，从而将时间同步系统纳入自动化监控系统管理。
时间同步系统在线监测的数据来源分为两大类：设备状态自检数据和对时状态测量数据。
设备状态自检主要是被监测设备自身基于可预见故障设置的策略，快速侦测自身的故障点。
对时状态测量则是从被监测设备外部对其自身不可预见的故障产生的结果进行侦测，这两种方法较为完整的保证了时间同步系统监测的性能和可靠性。
1．1设计依据
2013年4月，国调中心专门下发了〔2013〕82号文《国调中心关于加强电力系统时间同步运行管理工作的通知》
1．2主要设计原则
通过在原系统上建立一套通讯技术及软件来实现系统级的时间同步状态在线监测功能。
采用低建设成本、低管理成本、低技术风险的手段，解决当前自动化系统时间同步体系处于开环状态，缺乏反馈，无法获知工作状态紧迫现状，使时钟和被对时设备形成闭环监测，减少因对时错误引起的事件顺序记录无效，甚至导致设备死机等运行事故，并在此前提下尽可能的提高监测性能，减少复杂度。
1．3设计水平年
系统模块使用年限10年。
1．4设计范围及建设规模
智能调度技术支持系统（主站）针对时钟同步检测功能修改主要涉及前置应用，前置应用以104 或476 规约与变电站自动化系进行过乒乓原理对时，根据对时结果来检测各变电站时钟对时的准确性，从而保证全网时钟同步的准确性。
同时，以告警直传方式接收变电站时间同步监测结果，包含设备状态自检数据和对时状态测量数据。
1．5主要技术经济指标
1．6经济分析
2．项目必要性
2．1工程概况
智能电网调度技术支持系统及各变电站都以天文时钟作为自己的时间源，正常情况下实现了全网时间的一致。
2．2存在主要问题
近期，电力系统时间同步装置在运行中发现的时钟异常跳变、时钟源切换策略不合理及电磁干扰环境下性能下降等问题，反映出电力系统时间同步在运行管理、技术性能、检验检测管理、在线监测手段及相关标准等方面仍需进一步完善和加强。
2．3原因分析
当前自动化系统时间同步体系处于开环状态，缺乏反馈，无法获知其真实工作状态。
2．4必要性
电力系统时间同步的准确性是保障电力系统运行控制和故障分析的重要基础条件，其核心功能是为暂态、动态、稳态数据采集和电网故障分析提供时间同步服务
为推进时间同步系统在线监测功能的应用实施，2013年4月，国调中心专门下发了〔2013〕82号文《国调中心关于加强电力系统时间同步运行管理工作的通知》。
甘肃公司组织开展时间同步系统在线监测功能研发部署工作，以落实和贯彻国调中心通知要求和工作安排。
3．方案介绍
3．1技术方案
时间同步系统在线监测功能实现分层管理。
电网调度主站系统负责调度端设备时间同步，并对下级调度和直调厂站监控系统的对时状态进行在线监测管理的功能，发现异常，及时告警。
电网调度主站系统针对时钟同步检测功能修改主要涉及前置应用，前置应用以104 或476 规约与变电站自动化系统进行乒乓原理对时，根据对时结果来检测各变电站时钟对时的准确性，从而保证
全网时钟同步的准确性。
具体原理及对时流程如图3-1所示。
图3-1 调度端和厂站端的关系图
T0、T1、T2、T3 为四个时间点的时标。
△t 为时钟差，计算方式为：△t=[(T3–T2)+(T0–T1)]/2 其中:
T0 为主站发送“测量时钟请求”的时标；
T1 为厂站收到“测量时钟请求”的时标；
T2 为厂站发送“测量时钟请求的结果”的时标；
T3 为主站收到“测量时钟请求的结果”的时标；
主站前置应用定期向变电站自动化系统前置应用发送“测量时钟请求”命令。
在完成一个“测量时钟请求”的过程后，根据T0、T1、T2、T3 计算出主站与变电站间的时钟差△t，如果时钟差超过系统预设的误差阀值则进行告警处理。
主站前置应用同时对本调度中心的时钟同步装置进行检测，按照时钟同步装置定义的数据传输规约及告警格式，接收时钟同步装置的告警信息，并进行告警处理。
同时按照上述的乒乓对时原理，前置应用也对本调度中心内的时间同步装置进行对时偏差计算，当时钟差△t 超过系统预设的误差阀值时，同样发出告警。
3．2停电施工方案（或临时过渡方案）
不停电。
3．3结论
在不影响正常生产业务的情况下，在现有系统上进行升级改造，能够满足时间同步在线监测功能要求。
4．主要设备材料清册
4．1编制说明
基于原有的甘肃智能电网调度技术支持系统稳态监控及前置的硬件环境，新增软件功能模块，无需新增硬件。
4．2主要设备材料表
5．估算书
5．1概述
本项目利用原有智能电网调度技术支持系统稳态监控及前置的硬件服务器环境，无须硬件购置费用，主要费用为软件费用、技术支持费用、差旅费、资料费等。
5．2编制原则和依据
项目费用统一按照公司相关软件采购及升级改造标准执行。
5．3投资分析
5．4概算表及附件
序号内容价格（万元）
1 主站侧设备对时监测与自动同步 5
2 厂站侧对时状态在线监测30
3 时间同步对时状态异常告警10
4 厂站时间同步数据接入10
6专题报告（试验研究项目）
6．1概述
（1）目的和意义
（2）工程应用及预期达到的社会经济效益
6．2研究内容及项目经费
（1）实施方案
（2）依据的理论及所采用的技术原理、方法
（3）主要技术性能与指标
（4）项目的进度计划（通过表格、甘特图等形式表示）6．3项目经费预算情况
6．4研究成果
（1）成果内容及形式
（2）研究成果在本工程的应用及效益
6．5相关文件
（1）业主单位对项目的意见
（2）主管单位对项目的审查意见
7．拆除设备技术鉴定及处置建议。
7．1处置原则
7．2拆除清单及技术鉴定意见
7．3处置建议
7．4附件（技术鉴定意见）。