智能变电站时间同步系统方案
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。
智能变电站一体化监控系统建_设技术规范(正式发布版)
智能变电站一体化监控系统建_设技术规范(正式发布版)标准化文件发布号：（9312-EUATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-ICSQ/GDW 国家电网公司企业标准Q / GDW679 — 2011智能变电站一体化监控系统建设技术规范Technical specifications for construction of integrated supervision and controlsystem of smart substation2011-02-07发布 2011-02-07实施国家电网公司发布目次前言 .................................................................................................................................................. I I 1范围 . (1)2规范性引用文件 (1)3术语和定义 (1)4 总则 (2)5 体系架构及功能要求 (2)智能变电站自动化体系架构 (2)一体化监控系统架构 (2)系统功能要求 (3)应用间数据流向 (6)6 一体化监控系统结构 (7)系统结构 (7)网络结构 (9)7 系统配置 (9)硬件配置 (9)系统软件配置 (10)时间同步 (11)性能要求 (11)8 数据采集与信息传输 (12)9 二次系统安全防护 (12)编制说明 (13)前言智能变电站是智能电网的重要环节，一体化监控系统是智能电网调度控制和生产管理的基础，是大运行体系建设的基础，是备用调度体系建设的基础。
为规范智能变电站建设，按照“统一规划、统一标准、统一建设”的原则，国家电网公司组织编写了《智能变电站一体化监控系统建设技术规范》。
本标准规定了智能变电站一体化监控系统体系架构、功能要求和系统配置等，为智能变电站设计和建设提供技术标准和依据。
变电站GPS时间同步系统的配置
维普资讯
内 蒙 古 电 力 技 术 和继 电保护小 室 的电磁场环境 下正 常运 行 。
２０ 年第 ２ 卷第 １ ０８ ６ 期
根据请求 输Hale Waihona Puke 出或按用 户指定 的方式输 出 。
５２ 时 间 同 步 信 号 电 接 口 ．
４ Ｇ Ｓ时 钟对 时 系 统 的 构成 Ｐ
互 为备用 。主时钟应 满足所 有 时间 同步 信号扩 展装
ｆ 收稿 日期】２ ０ － １０ ０８ ０ － ８
【 作者 简 介］葛 惠珠 （９ ２ ） 女 ， 蒙古 人 ， 业 于 华 北 电力 大 学 ， 士 学位 ， 级 工程 师 ， 事 输 变 电 工程 电气 二次 设 计 工 作 。 １６一 ， 内 毕 学 高 从
（ ）Ｇ Ｓ时 钟对 时系统应 能在变 电站 的控制 室 ６ Ｐ
机互 为热备用 ， 实现 时 间基 准信号互 为热 备用 。 某一
主 时钟发生故 障 时 ，能 自动接收 另一 台主时钟 的标
准 时间 同步信 号 。 （ ）每 台时 间同步信号 扩展装 置分别 接收 来 自 ３
２台主 时钟 的对时 信号 ，并实 现 ２个 时 间基 准 信号
３ Ｇ Ｓ时钟 对 时 系 统 的功 能要 求 Ｐ
（ ）Ｇ Ｓ时钟 对 时 系统 采用 模块 化 设 计 ， 根 １ Ｐ 可 据 需求灵 活配置 。
责任 ， 加强管 理 。因此 ， 统一 时钟是保 证 电力系 统安 全运行 、 提高 生产和运 行维护 水平 的一个 重要措施 。
（ ）主时钟及 时 间同步信 号扩 展装置应 具有 时 ２
Ｇ Ｓ时钟对 时 系统 由 主时钟 和时 间 同步信号扩 Ｐ
展装 置构 成 ，主时钟 和时 间同步信 号 扩展装 置 由 ３
智能电网技术(7) 时钟同步技术
，． 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
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
智能变电站系统同步方案
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
饿患撼求
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 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 。
智能变电站时间同步与时间同步监测集成装置的研制及应用
第41卷第2期2021年2月电力自动化设备Electric Power Automation Equipment Vol.41No.2 Feb.2021智能变电站时间同步与时间同步监测集成装置的研制及应用陈志刚1，熊慕文1，刘东超1，赵晓东1，咸光全1，张道农2（1.南京南瑞继保电气有限公司，江苏南京211102；2.华北电力设计院工程有限公司，北京100120）摘要：针对目前智能变电站对全站时间同步系统以及二次设备缺乏在线监测的现状，研制了一种时间同步与时间同步监测集成装置。
按照集成装置功能子模块详细介绍了硬件、软件算法，以及装置模型的构成和装置配置文件的生成流程，同时研究了由集成装置与主站端软件系统构成的智能变电站时间同步监测系统的应用。
所研制的集成装置已在实际工程中得到了应用。
关键词：智能变电站；时间同步；监测；网络时间协议；面向通用对象的变电站事件中图分类号：TM73文献标志码：A DOI：10.16081/j.epae.2020110200引言随着我国电网的高速发展和站内自动化设备的大规模应用，诸多自动控制以时间作为触发条件，电力系统生产、控制业务对时间同步精度的要求愈来愈高。
电力系统时间同步的准确性是保障电网运行控制及故障分析的重要基础，是提高电网事故分析和稳定控制水平的根本保证［1］。
时间同步在智能变电站中的作用日趋重要，时间同步的准确度以及稳定性直接影响保护设备的正常工作。
智能变电站保护和控制设备需要采集多个交流量信息，这些信息都需要严格同步以实现相应功能。
因此智能变电站过程层数字化后，各种差动保护（如不出站的母线差动保护、主变差动保护，出站的线路差动保护）、距离保护与功率测量、合并单元、相量测量单元（PMU）、故障录波器等二次设备对采样同步提出了更新、更高的要求［2-3］。
目前智能变电站对时间同步系统的同步状态及对时精度尚缺乏必要的检测措施及手段，一般采用离线检测的方式来判别时间同步设备和被授时设备是否满足时间同步性能的要求，该方式无法长时间监测时间同步系统的性能，不能满足智能变电站对时间同步系统精度要求的日益增长。
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智能变电站时间同步系统方案
1智能变电站定义
采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。
2时间同步在智能变电中的地位
近年来国家电网公司正在全面建设坚强的智能电网，即建设以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网，并实现电网的信息化、数字化、自动化、互动化。
网络智能节点的正常工作和作用的发挥，离不开统一的全网时间基准
3智能变电站的结构
智能变电站分为三个层：站控层、间隔层、过程层
站控层包括自动化站级监视控制系统、站域控制、通信系统、对时系统等，实现面向全站设备的监视、控制、告警及信息交互功能，完成数据采集和监视控制（SCADA）、操作闭锁以及同步相量采集、电能量采集、保护信息管理等相关功能。
间隔层设备一般指继电保护装置、系统测控装置、监测功能组主IED等二次设备，实现使用一个间隔的数据并且作用于该间隔一次设备的功能，即与各种远方输入/输出、传感器和控制器通信。
遵守安全防护总体方案。
过程层包括变压器、断路器、隔离开关、电流/电压互感器等一次设备及其所属的智能组件以及独立的智能电子装置。
4智能变电站时间同步系统
时间同步系统主时钟源设置在站控层。
全站建立统一的时间同步系统。
全站采用基于卫星时钟与地面时钟互备方式获取精确时间；地面时钟系统支持通信光传输设备提供的时钟信号；数据采样设备通过不同接口方式获取时间同步系统的统一时钟，使得数据采样的同步脉冲源全站唯一。
智能变电站站控层设备选择SNTP方式对时；
间隔层和过程层网络采用IEEE1588(PTP)对时方式；
同时可扩展IRIG-B码（光B码、DC码、AC码）、串行口、秒脉冲、网络PTP/NTP/SNTP等授时方式输出，对需要授时的传统设备进行授时。
5时间同步系统关键技术及其特点
由于各种时间源与UTC本身存在的一定的误差，误差的精度范围是小于1us以内，所以在现阶段电力行业运用中可以接受，但随着智能变电站一次设备，二次设备等的全面智能的使用，对时间的精度和稳定就更提出了更苛刻的要求，那么在这几种时间源中，就不能像现在变电站任意选择一个时间源作为基准源，其它时间源作为备份的方式。
实质上哪一个时间源最能接近UTC时间，这就需要对这几种时间源采取科学对比和处理方法，最终选择一个最精确的时间源作为UTC基准源为各需要对时的设备进行授时。
●主时钟源采用多源比对技术
每台主时钟采用多源(CBD、GPS、PTP、B码、守时源)高精度测量比对技术,保证输出时间基准的稳定性和高精度。
●高精度时间测量技术
高精度时间测量采用单路控制的内插脉冲测量技术（分辨率：0.1ns），提高了系统的时间测量精度，而且电路简单具有很高的可靠性。
保证了系统同步精度的需要。
也能满足未来相当长时间发展的需要（空间信号精度的提高）。
●高精度守时性能
智能变电站对时间同步系统守时提出了更高的要求，建议恒温晶振必须守时24小时，守时精度需达到<1us/h.甚至更高的要求。
●授时方式的灵活性
具备IEEE1588(PTP)授时方式，对智能变电站间隔层、过程层的智能设备授时；随着IEEE1588技术的发展，PTP守时方式有对时精度高，适合全网时间同步传输协议。
而传统B码采用单向传输方式，有一定的传输时延，而PTP采用双向传输方式，授时精度更高。
PTP属于网络守时方式，接线更简单，通过网络交换机传递方式就可以完成守时，节省资源。
具备NTP/SNTP授时方式,对智能变电站站控层设备授时；
具备IRIG-B授时方式,通过扩展装置可提供脉冲、串口、B码、网络等对各种传统设备进行授时；采用先进的不受损切换模式及智能切换方案,保障时间输出的稳定性；采用模块化插卡式结构设计,保障时间输出的任意扩展性
●支持地面链路
具备地面链路接口,具有接收PTP，E1及IRIG-B码功能,可接入电力系统整体时间频率同步网实现全网时间频率同步(如成都可为公司CT-WTFS9000整体时间频率同步系统）
6IRIG-B码和PTP（IEEE1588）区别
A．IRIG-B码采用单向传输方式，需要人工手动方式对误差进行时差延迟进行补偿。
PTP（IEEE1588）采用双向授时方式，会自动计算主从时钟误差以及路径时延。
授时精度及可靠性高。
B.PTP属于网络授时方式，变电站内配线方式比IRIG-B码简单。