智能变电站时间同步系统

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智能化变电站差动保护数据的同步方法

智能化变电站差动保护数据的同步方法

智能化变电站差动保护数据的同步方法
智能化变电站作为电网重要的能量转换与分配中心,对于其运行可靠性和安全性的保障,差动保护至关重要。

而差动保护数据的同步则是保障差动保护的一项重要工作。

智能化变电站差动保护数据的同步方法有两种,一种是使用同步技术(同步采样和同步通讯),另一种是使用互联网通信技术实现保护数据的同步。

第一种方法需要使用同步技术来保证差动保护数据的同步。

同步采样可以通过GPS时钟或PTP(精确时间协议)实现,并通过同步通讯协议(如IEEE 1588、IEC 61850-9-3、GOOSE 等)将采样数据精确同步。

同步通信协议规定了每个通讯数据包传输的时间、格式等信息,使得数据同步且维护了实时性。

这种方法能确保保护设备以相同的时间采集数据,从而保证保护数据的同步和一致性,提高了保护的可靠性和准确性。

第二种方法是利用互联网通信技术实现保护数据的同步。

这种方法利用了现代信息技术的优势,通过局域网或宽带互联网的技术手段,将不同设备、不同地点的差动保护数据进行实时同步。

通过使用云服务提供商的平台,多个变电站之间的数据可以实现互联,极大地方便了数据汇总和集成。

此外,还可以利用大数据技术对产生的海量数据进行分析,成为后续优化工作的依据。

总的来说,差动保护数据的同步是智能化变电站的关键之一。

使用同步技术和互联网通信技术,可以将差动保护数据精确同
步,保证了保护的可靠性和准确性,从而保障了整个电网的运行安全和稳定性。

智能变电站的对时系统(一)

智能变电站的对时系统(一)

智能变电站的对时系统(一)摘要:时间是基本物理量,那么时间也就会有精度的问题,不同时间源有着不同的精度。

如Apple Watch与iPhone配合使用,同UTC时间误差不超过50ms。

50ms误差对于人类的感知可以忽略,可是如果用在智能变电站中就显得不尽人意了。

Apple Watch的发售将智能手表提高到一个新的热度,时下不管哪个厂家的Watch都是在手表的基本时间功能上进行扩展,如加入心跳的测量,从而变成智能化。

提到时间,不同的人对时间有不同的理解,古代文人将时间的流逝描绘成一首首耐人寻味的诗句;哲学家将时间看成抽象概念,表达事物的生灭排列;科学家给出了时间科学的定义:事件过程长度和发送顺序的度量,是物理学中的七个基本物理量之一。

时间是基本物理量,那么时间也就会有精度的问题,不同时间源有着不同的精度。

如今人们生活获取的时间都是国际标准时间(UTC),不同的设备都是获取UTC进行对时,这样就产生了不同的精度,如Apple Watch与iPhone配合使用,同UTC时间误差不超过50ms。

50ms误差对于人类的感知可以忽略,可是如果用在智能变电站中就显得不尽人意了。

变电站对时系统的重要性电网系统是时间相关的系统,对于电网的运行和事故系统性分析需要有描述电网暂态过程的电流、电压波形,断路器、保护装置动作时序的时间,各种事件发生的时间序列在电网运行或故障分析过程中起着决定性的作用,同时全站的时间同步技术也是智能化变电站乃至智能电网稳定运行的关键技术之一。

智能变电站的二次系统通常包含电子式互感器、合并单元、交换机、保护测控等设备。

这些装置必须基于统一的时间基准运行,方能满足事件顺序记录(SOE)、故障录波、实时数据采集时间一致性的要求,确保线路故障测距、相量和攻角动态监测、机组和电网参数校验的准确性。

这些要求对智能变电站的时钟同步系统提出严格的要求。

IEC61850标准将变电站分为站空层、间隔层和过程层,对时间同步精度的要求,各层设备是不同的。

智能电网技术(7) 时钟同步技术

智能电网技术(7)  时钟同步技术
物 理 层 记录 好 精 确 发 送 时 间 T 如 图 l a ( )、 T 时 划 从 时 钟 收 到 Sn y c时 间 同 步 报 义 ,并 且 精 确 记录 接 收 时 间
,. 然 后 主 时 钟 通 过 F l w u I1 1。 1 ol o p报 文 格 式 发 送 之 前 记录 的
后 提 出智 能 变 电 站 时 间 同 步 系 统 的建 设 方 案 。
I EE 5 8的 时 钟 同 步 过 程 通 过 两 个 步 骤 来 实 现 : E 1 8
时钟 偏 移 量 测 量 和 线 路 延 迟 量 测 量 。假 设 传 输 延 时 线 路
是 对 称 的 。 时 钟 的 时 间 原 点 为 M , 时 钟 的 时 『 原 点 为 主 从 u J N, 钟 偏移 量 为 时 地 线 路 延 时量 为 T ,
压 等 级 电 网协 调 发 展 , 现 代 先 进 的 传 感 测 量 技 术 、 讯 将 通 技 术 、 息 技 术 、 算 机 技 术 、 制 技 术 与 物 理 电 网 高 度 信 计 控 集成 , 成具有信 息化 、 形 自动 化 、 动 化 特 征 的 自主 创 新 、 互 国 际 领 先 的坚 强 电 网 。智 能 变 电 站 是 统 一 坚 强 智 能 电 网 的 重 要 基 础 和支 撑 ,时钟 同 步 系 统 的 精 度 将 直 接 影 响 智 能 变 电站 的控 制 精 度 和性 能 。为 解 决 电力 系统 的 时 间 同 步难题 , 家 电网公 司于 20 国 0 9年 在 《 能 电 网 关 键 技 术 智 研 究 框 架 》 明确 提 出 “ 发 适 合 智 能 电 网应 用 特 点 的 时 中 研
新 修 订 _这 个 标 准 。 E 5 8授 时 协 议 更 进 一 步 完 善 , r I E 18 E 使 其 满 足 智 能 变 电站 IC一 6 8 0 信 网络 授 时 精 度 的 E 15 通 要求 。 P P系统 是 由 同步 时钟 设 备 和 网络 设 备 组 成 的分 布 T 式 授 时 系 统 . 步 时 钟 设 备 包 括 普 通 时 钟 、 界 时钟 和 透 同 边

智能化变电站中多源自适应时间同步系统

智能化变电站中多源自适应时间同步系统
10 8 0 0 5。Chn ia;4 Sh n h iTat nComm u iain En i eig Co Lt., ha g a 01 0 . a g a ia nc t gne rn . d S n h i2 2 4,Chna o i )
Absr c : n o de o s ts y t n r a i g r q r me t ftm e s nc o z ton s s e f rs r ta t I r r t a i f he i c & s n e uie n s o i y hr nia i y t m o ma t s bs a i n u t to s,a s he e o ulis ur e a a i e tme s n h on z tO y t m s p e e e n t s c m f m t— o c d ptv i y c r ia i n s s e i r s nt d i hi
第2 6卷第 3期
2 1 年 9月 01
电 力 科 学 与 技 术 学 报
J OURNAL OF EL TRI EC C POW ER CI S ENCE AND ECHNOLOGY T
Vo 6 NO 3 L2 .
Se . 0 1 p 2 1
பைடு நூலகம்
智 能化 变 电站 中多 源 自适 应 时 间同步 系统
t na oi m s rp sd whc a ef d pieslc teo t l i n o re i l r h i p o oe , i cns l a a t e t h pi migsu c.Th l— o g t h — v e ma t emut i
P we n ie r g C .L d ,B in 0 1 0 C i a . e ig Sfn t main C .L d ,B in o rE gn e i o t . e ig 1 0 2 , hn ;3 B in i g Au o t o t . e ig n j j a o j

1.判断题(2017.10.20)

1.判断题(2017.10.20)

第一章判断题1. 应用层是开放式系统互连OSI 参考模型第二层,负责物理介质上数据传输。

答案:错2. 关联为在客户和服务器间为报文交换建立的传输路径。

答案:对3. 属性是指对数据和特定类型的命名元素。

答案:对4. 为传输信息,使用一个或多个资源的通信映射功能的连接称之为交互连接。

答案:错5. 通信栈为单层栈。

在OSI 参考模型中,完成有关开放式系统互连通信的特定功能。

答案:错6. 数据链路层是开放式系统互连OSI 参考模型第二层,构成OSI 环境和智能电子设备应用或用户应用之间的接口。

答案:错 7. 串指211接线断路器布置,对于操作、维护和扩展,串不具备共同的机能、相互关系。

答案:错8. 若一个功能由分布在不同的物理装置上的两个或多个逻辑节点完成,则该功能称之为分布功能。

答案:对9. 包含通信连接的节点故障时,分布功能可能完全被闭锁,或应用时性能有较大降级。

答案:对10. 扩展性是一种借助于工程工具快速和有效地扩展变电站自动化系统软件的准则。

答案:错11. 灵活性是在变电站自动化系统中使用工程工具,快速、有效地实现功能改变,包括软件适应的准则。

答案:错12. 冻结就是锁定并保持某一有效值的数值。

答案:错13.通用面向对象的变电站事件报告和通用变电站状态事件,用于在智能电子设备之间快速传递输入输出数据值。

答案:对14.通用变电站状态事件所包含数据仅为双点命令状态值数据(比特对),例如:“分”、“合”、“转换中”、“无效状态”等。

答案:对15. 人机接口一般有窗口、图符、菜单、指针,并可能有按键,但不允许使用者访问和交互。

答案:错16.在智能电子设备须独立运行的地方,可使用智能电子设备参数化工具,设置智能电子设备参数,无系统参数。

答案:对17.TCP/ IP 标准网际协议定义提供无连接包传递基础的数据报,提供等价于开放式系统互连OSI 参考模型第四层网络服务功能。

答案:错18. 智能电子设备或系统的生存周期指从投入运行直到最终退出运行这一段时间。

变电站GPS时间同步系统的结构、时间同步方式与技术应用

变电站GPS时间同步系统的结构、时间同步方式与技术应用
的时 间同步保 护 、 测量 、 监控 主要智 能化 设备 。
统就是设备结构 比较 简单 , 易于 日 常维 护。 但是 缺点就是仅靠一个 主时钟来 接收一路的 G S P 卫 星 ,如果在主时钟接收不到传递 的 G S P 信号后 就可能影响 内部 晶振走 时的精准确度。 另外 , 当 主时钟 出现 某些故 障时 , 户的设备 中的时间 用 信号 就 只能 依靠 自身 的时 间走 时 进行 日常活 动 。因此最 简式时 间同步系统非常适用 在地县 调 自动化系统 和用 户设 备较少且低于 10 V的 k 1 变电站 中。 其次 , 主备式 的时 间同步系统 。 这个系统 主 要通过 二个 主时钟 、 间信 号传输 的介质 、 时 用户 设备组合而成 。 与最简式 的时 间同步 系统 相比 , 主备式 的时间 同步 系统 补充 了最简式 的时间 同 步系统 中的不足之处 ,已经完全能够胜 任 网省 调的自 动化 系统。 第三 , 主从式 的时间同步系统 。 这个系统 主 要通过 一个主时钟 、 多个从 时钟 、 间信 号 的传 时 输介质 、 用户设备组合 而成。 主从式 的时间同步 系统 中 ,每一个用户 的设 备只和与之 相关 的从 时钟进行联 系 , 因此 , 不会导致 其他 的设 备 同时 发生时 间失 步的情 况。 但是 , 同时不能保证如果 主时钟接收不 到 G S 号时或者主时钟出现某 P信 些故障 的情况下不发 生时间失步的状况 。 因此 , 主从式 的时间同步系统往 往使用于设备 比较分 散但是距离 比较远 的环境 中。 第四 , 主备主从式 的时间 同步系统 。 这个系 统 主要通过二 台主时钟 、 多个从 时钟 、 间信 号 时 传输 的介质 、 设备组合而成 。 用户 主备 主从式的 时间 同步系 统 主要 由两 套 G S 星的接 收信 P卫 号 、 的主时钟构成 , 在一个 主时钟可 能 两套 因此 接收不 到的 G S P 信号 、出现某些故障之后仍然

智能变电站系统同步方案

智能变电站系统同步方案
n 。: ={ i
f 武一 4
时 间为( 1 / 6 ) ms , 考虑± 误差和可靠 系数 , 要求采样值 同步精度应不大干 上式 中计算需 要 注意 : m 计算 时需 要直 接进行 舍入操作 , 即缩短 5 0 u s , 计 量装 置要求时 间同步精 度控制 在l u s 以 内; 线路 保护 纵差 保护 补偿 间隔, 提前 补偿 , 保证 补偿周期T i c k 数不存在 误差 。 由于提前 补偿 处理 , 势必导 致 中断 间隔偏差 , 并累积导致 中断起始 时刻误 差。 为降低 要 求时间精度误 差应在4 u s 以 内。 采样值 同步包 括信号同步采集及接 收处理 同步 两部分。 误 差影 响, 可以对算法进 行修正 :
算法
0 . 2 u s , 且误差 不累积, 系统的计 量及保护不受影 响 , 对于程序 和分频 引 入的误 差, 需要考虑算 法优化 。 1 . 2 降低 误差方案
最大误差 ( T i c k )
4 4 4 3 6
最大误差 晶振误差
+ l 3 3 5 + 1 6 3 5
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智能变电站系统同步方案
张 明群 易小羽 国网电力科学研 究院/南京南瑞集团公司 广东深圳
【 摘要 】对于智能化 变电站而言, 采 用组网模 式接 )  ̄ S M V 采样 值是 实 现 智能变电站数据 采集的模 式之一。 其中采样 值 同步 技 术是智能变电站 需
要 考虑的重要技 术问题 。本文针对该技 术进行 了详细 的介 绍, 并应用于实
X o< 0
1 . 同步 采 集 采用组 网模 式 接入S MV采样 值 , 要求 数据 采集 / 合 并单元 同步采
集。 目 前 国内外普 遍采用光 P P S 脉 冲、 光I RI G — B 码或 I E C 一 1 5 8 8 同步对 数 据采集 / 合并单元进行 同步。 1 . 1 同步采集误麓分析 采样 值 同步采 集 要求 精度 控制 在 1 u s 以 内。 对 于 同一 个变 电站 内 数 据 采集单 元 , 所有数 据采 集单元 接收 同步 时钟 源的 同步信号 进行 同

智能变电站采用IEEE1588时钟同步技术关键问题分析

智能变电站采用IEEE1588时钟同步技术关键问题分析
应 用研 究
智能变电站采用 I E E E 1 5 8 8时钟同步技术关键 问题分析
周 晓娟 刘 宝江 段 玉鑫 苏 陆军 魏 勇
( 许继电气股份有限公司 河南许 昌 4 6 1 0 0 0 )
摘要 : 本 文分析 了基 于I E E E 1 5 8 8 时钟 同步技 术 的智 能变 电站 时钟 同步技 术方案 , 围绕过程 层I E D设备 时钟模 型 、 交换机 时钟 模型 、 通信模 式 、 映射协议栈 等几个 关键 问题进 行 了分析 , 进一 步给 出了基 f - I E E E 1 5 8 8 时钟 同步技 术的智能 变电站全站对 时方案, 华 东电网 ̄ R ̄ f - J I E E E 1 5 8 8 . K操 作性 测试 结果说 明智 能 变 电站 采 用I E E E 1 5 8 8 技术 可 以满足 对 时精 度 。 关键 词: I E E E 1 5 8 8 I E E E 1 5 8 8 -  ̄ - 操作性 映射 协议栈 时钟模 型 中图分类 ̄ : T M7 3 文献标识 K  ̄ O : A 文章编 号: 1 0 0 7 . 9 4 1 6 ( 2 0 1 3 ) 0 8 — 0 0 5 2 — 0 3
I E E E 1 5 8 8 是基于 以太 网的高精确度对 时通信协议 , 在硬件 支 持 下I E E E1 5 8 8 能达 到亚微 秒精度[ 1 1 。 在智 能变 电站 中, I E E E 1 5 8 8 可 以在 站控层 网络和过程层 网络 中直接运行 , 不需要专 门的对 时 网络 , 因此 简化 了整个系 统的结 构f 2 】 。 I E E E1 5 8 8 与S V, G O OS E 共 网运行 时 , 因为其数 据量 很小 , 所 以基 本 不 会 影 响保 护 装 置 正 常 采样 。 I E E E 1 5 8 8 采用 动态组播通 信方 式, 占用资 源少 , 配 置量小 , 维 护方便 [ 3 - 4 1 。
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智能变电站时间同步系统
摘要随着智能电网的全面发展,并实现电网的信息化、数字化、自动化、互动化,网络智能接点的正常工作和作用的发挥,离不开统一的时间基准。

【关键词】时间同步智能变电站
时间同步系统为我国电网各级调度机构、发电厂、变电站、集控中心等提供统一的时间基准,以满足各种系统和设备对时间同步的要求,?_保实时数据采集时间一致性,提高线路故障测距、相量和功角动态监测、机组和电网参数校验的准确性,从而提高电网事故分析和稳定控制水平,提高电网运行效率和可靠性。

1 时间的基本概念
时间是物理学的一个基本参量,也是物资存在的基本形式之一,是所谓空间坐标的第四维。

时间表示物资运行的连续性和事件发生的次序和久暂。

与长度、质量、温度等其他物理量相比,时间最大的特点是不可能保存恒定不变。

“时间”包含了间隔和时刻两个概念。

前者描述物资运动的久暂;后者描述物资运动在某一瞬间对应于绝对时间坐标的读数,也就是描述物资运动在某一瞬间到时间坐标原点之间的距离。

2 时钟配置方案及特点
智能变电站宜采用主备式时间同步系统,由两台主时钟、多台从时钟、信号传输介质组成,为被授时设备、系统对时。

主时钟采用双重花配置,支持北斗二代系统和GPS标准授时信号,优先采用北斗二代系统,主时钟对从时钟授时,从时钟为被授时设备、系统授时。

时间同步景点和授时精度满足站内所以设备的对时精度要求。

站控层设备宜采用SNIP对时方式,间隔层和过程层设备采用直流IRIG-B码对时方式,条件具备时也可以采用IEEE1588网络对时。

在智能变电站中,时间装置的技术特点及主要指标如下:(1)多时钟信号源输入无缝切换功能。

具备信号输入
仲裁机制,在信号切换时IPPS输出稳定在0.2 us以内。

(2)异常输入信息防误功能。

在外界输入信号收到干
扰时,仍然能准确输出时间信息。

(3)高精度授时、授时性能。

时间同步准确度优于1us,秒脉冲抖动小于0.1us,授时性能优于1us/h。

(4)从时钟延时补偿功能。

弥补传输介质对秒脉冲的
延迟影响。

(5)提供高精度可靠的IEEE1588时钟源。

(6)支持DL/T860建模及MMS组网。

(7)丰富的对时方式,配置灵活。

支持RS232、RS485、空触点、光纤、网络等多种对时方式。

3 时间同步关键技术
智能变电站内配置一套全站公用的时间同步系统,高精度时钟源按双重化配置,优先采用北斗系统标准授时信号进行时钟校正。

时间同步系统可以输出SNIP、IRIG-B、IPPS等信号。

站控层设备一般采用SNIP对时方式。

间隔层、过程层设备采用IRIG-B、IPPS对时方式,条件局部也可以采用
IEC61588网络对时。

下面介绍实现全站时间同步的关键技术。

3.1 多时钟信号源选择技术
在智能变电站中,主时钟装置能够接入的有效独立外接时钟源往往有很多种、很多路。

要保证装置输出时钟精确,首先要能够实时动态地选择最准确、最稳定的时钟源。

3.2 异常时钟输入信息的防误
智能变电站的部分智能设备需采用时钟信号进行同步
采样,要求时钟系统提供稳定、可靠的高精度时钟,时钟IPPS 信号上升沿要高度稳定。

授时时钟通过对多路时钟信号源的动态监测,选择稳定度高的时钟信号源作为系统信号源,并通过高阶自拟合算法对时钟信息进行优化与纠正错误,保证IPPS稳定输出,跳变不超过0.1us。

3.3 支持DL/T860建模及MMS组网
新一代智能变电站要求时钟应满足站控层DL/T860的MMS组网要求,对主备时钟源状态、主备时钟源类型、时间质量、锁定状态、天线状态、晶振状态、装置异常及交直流
消失等应有经常监视及自诊断功能,装置的告警信息、状态信息、自检信息可通过站控层MMS网络上送站内监控系统。

3.4 支持智能变电站同步状态在线监测
将时钟、被对时设备构成闭环系统,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。

4 智能变电站时间同步系统对时方案
智能变电站中,常见的对时方式有IRIG-B码对时,IEEE1588精确时间协议及SNIP简单网络时间协议。

IRIG-B码对时在系统中应用多年,可用于全站所有设备的对时,单是需要单独对时网络。

IEEE1588对时要求设备以太网芯片硬件能够支持时间截的生成。

SNIP对时主要采用客户机/服务器模式,对交换机也没有特殊要求,在智能变电站中一般用于后台系统和远动机的对时。

方案一:站控层设备(户内布置)对时采用SNTP方式,间隔层设备(户内布置)对时采用IRIG-B方式,过程层设备(户外布置)对时采用IRIG-B方式。

该方案站控层对时采用网络对时方式,间隔层对时输入采用电信号对时方式,现场需敷设电缆对间隔层保护装置、测控装置等设备点对点予以对时,过程层对时输入采用光信号对时方式,现场需敷设光缆对过程层合并单元、智能终端(需有对时接口)设备点对点予以对时。

方案二:站控层设备(户内布置)对时采用SNTP方式,间隔层设备(户内布置)对时采用IRIG-B方式,过程层设备(户外布置)对时采用IEEE 1588网络对时方式,该方案站控层对时采用网络对时方式,间隔层对时输入采用电信号对时方式,现场需敷设电缆对间隔层保护装置、测控装置等设备点对点予以对时,过程层对时输入采用IEEE 1588网络对时方式,该方案利用过程层GOOSE网交换机即可实现,只需将时间同步系统通过光缆接入过程层中心交换机,通过交换机对过程层设备授时,该方案对过程层交换机要求较高,但对时精度高,并节约了与过程层点对点的光缆及敷设施工。

方案三:站控层设备(户内布置)对时采用IEEE 1588
网络对时方式,间隔层设备(户内布置)对时采用IEEE 1588网络对时方式,过程层设备(户外布置对时采用IEEE 1588
网络对时方式。

该方案站控层对时采用IEEE 1588网络对时方式,间隔层、过程层对时输入采用IEEE 1588网络对时方式,该方案利用过程层GOOSE网交换机即可实现,只需将时间同步系统通过光缆接入过程层中心交换机,通过交换机对间隔层、过程层设备授时,该方案对过程层交换机要求较高,并且要求间隔层保护装置、测控装置等设备具备接收IEEE 1588网络对时,但对时精度高,并节约了与间隔层设备点对点的电缆及敷设施工和与过程层点对点的光缆及敷设施工。

5 结束语
随着智能变电站建设发展,为适应我国大电网互联、特高压输电、智能电网发展要求,全站统一授时系统越来越受到重视。

参考文献
[1]国网北京经济技术研究院,变电站二次系统整合方案研究报告[R].北京:国网北京经济技术研究院,2011.
[2]攀陈,倪益民,窦仁辉.智能变电站过程层组网方案分析[J].电力系统自动化,2011,35(18):67-71.
[3]陈安伟.IEC61850在变电站中的工程应用[M].中国电力出版社,2012.
作者简介
罗红(1970-),女,河南省许昌市人。

工程师,从事从事营销管理工作。

王国玉(1966-),男,河南省许昌市人。

工程师,从事电力系统继电保护及控制装置研发工作。

作者单位
1.许继集团有限公司营销中心河南省许昌市461000
2.许继电气股份有限公司技术中心河南省许昌市461000。

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