时间同步误差对电力自动化系统影响的定量分析
电能表时钟产生偏差原因分析及处理措施研究
电能表时钟产生偏差原因分析及处理措施研究摘要：电能表计量在当前电力工作中作用突出，其时钟是否准确,直接影响着费率的结算，关系供电双方的利益。
文章对电能表时钟偏差问题进行了分析,简单介绍了产生时钟偏差的原因,并重点探索了有效的电能表时钟偏差处理措施，以更好的提高电能表时钟的准确性。
关键词：电能表时钟偏差；独立式时钟芯片；单片机集成时钟模块；准确性；处理措施伴随着电力事业的不断发展，电能计量已经成为电力营销系统中一个重要环节。
目前，时钟偏差问题是影响电能表计量精准度的一大问题，只有有效控制时钟偏差,提高其准确性,才能维护电能表的安全运行,发挥其精准的计量功能。
因此，供电企业有必要精益求精，明确时钟偏差产生的原因以及影响因素，探寻处理措施，进一步提高检定质量，确保电能表计量更准确、运行更可靠，保障供用电双方的经济利益。
1 时钟偏差对电费的影响工业用户电费计价方式分为集中式供电与非集中式供电两类，以某地区110kV非集中式供电的A用户为例，其峰、平、谷电价及时间段如表1所示。
若早8:00～9:00共计用电6.45万kW?h，根据上述A用户对应的时段及电价，当该用户时钟偏差为14400s时，本应计在早8:00～9:00的电量被误计到12:00～13:00，电量不变但所计电费由4.11万减少到2.77万，少计1.35万元，若时间颠倒，则多计1.35万元。
因此，时钟偏差决定着用户电费的准确性。
表1 该地区时段对应电费电价2 现场电能表时钟偏差稳定性分析时钟偏差特性具有一定的不确定性，为得出这种时钟偏差变化的规律，随机抽取出厂时钟偏差合格、现场运行时间超过一年、未进行过远程对时且分布于该省全境范围的30台电能表进行分析，其中100%的电能表时钟偏差绝对值大于零，57%的电能表时钟偏差值超差(见图1)，因此可以得出电能表时钟偏差绝对值具有明显随时间变化导致的正向增长特性，所以必须对电能表进行周期对时，保证电能表时钟偏差的准确性。
电力系统自动化GPS精确对时的解决方案
电力系统自动化 GPS精确对时的解决方案摘要：对于电力系统和自动化统一对时问题来讲，在本文论述内容中提出了，在变电站内共享GPS，然后通过GPS产生 IRIG-B码，再结合微机保护来实现对自动化装置的同时对时。
对于这种对直的模式来讲，主要是实现了GPS资源的共享与应用，最主要的特点就是能够通过同时进行来保证对时结果的准确性，所以在本文中将对电力系统自动化GPS精确对时应用及存在问题和解决对策进行探讨。
关键词：电力系统；GPS；对时1.前言在上个世纪80年代之后，电网调度自动化程度不断提升，而且在电力系统当中应用了微机保护而对于微机保护来讲，最主要的要求就是要保证电网系统的时间统一，所以在这一背景下对电网时间统一的需求越来越迫切。
在准确统一的时间基准的前提下，可以再出现操作及故障，或者是发生连续故障时触发危机的保护动作行为，然后对故障类型及原因和发生的发生过程进行分析，便于后续的问题解决与经验总结。
所以增强电网自动化及安全英雄应当是以电力网的时间精准及统一为基础的，我国电力系统在发展过程中为了实现此目标进行了非常多的研究，在本文中将主要针对GPS资源共享应用保障精确对时的相关问题进行探讨。
2.电力网时钟偏差原因2.1 GPS可以提供准确的时间在电力网时钟使用过程中，精准到一毫秒是微机装置在使用过程中产生事件信息标识的最基本要求，所以对于电力系统自动化系统来讲，在实现对事件信息处理时，最基本的要求就是要保障时间的分辨率在一毫秒，而针对微秒没有进行要求。
在wamap系统的通信协议当中，时间进行表示所采用的是时间因子的模式所以毫秒是所有电力自动化系统在通信协议建设时的最基本要求，只需要精确到微秒，就能够保证在使用时实现必要的通信。
而对于GPS来讲，在使用时输出误差的情况是不会导致微机装置时钟出现偏差的，所以GPS当中的ppm以及PPS等同步时钟输出精度是达到了纳秒级的，要远远超出电力系统在使用时对时间的精度要求。
电力系统时间同步系统存在的问题与维护
存在差异 ． 如武汉 中元 Ｇ Ｐ Ｓ运行 中有 日期走前 ｌ天的
作者 简 介 ： 莫 荣辉 （ １ ９ ７ ６ － ） ， 从 事 电力 系统 自动 化 系统 维
护 工作 。
信息 ． 而年信息则是通过 总控装 置下发对 时广播 报文
表 １ 佛 山地 区 主 要 ＧＰ Ｓ厂 家 主 钟 的 运行 情 况 统计数据 （ 至２ ０ ０ ８年 底 ）
规 范应用 ． 对佛 山地 区 Ｇ Ｐ Ｓ时间同步系统 的运行情况
进 行 了全 面 的普 查 ． 发现 Ｇ Ｐ Ｓ时 间 同步 系 统 运 行 情 况 存 在 不少 １ ０ ｋ Ｖ变 电站 １ ６ ３ 座 经 过 近 年对 Ｇ Ｐ Ｓ时 间 同步 技 术 的应 用 推 广 ． 目前 在 全 部 厂 站 已实 现 就 地 Ｇ Ｐ Ｓ时 间 同 步 。 为强 化 《 广东电网 １ １ ０ ～ ２ ２ ０ ｋ Ｖ 变 电站 自动 化 系 统技术规 范》 和《 广 东 电 网变 电 站 Ｇ Ｐ Ｓ时 间 同 步 系 统技术规范》 （ 简称 Ｇ Ｐ Ｓ技 术 规 范 ） 在 佛 山 地 区 电 网 的
年、 月、 日、 时、 分、 秒信息 做 出了明确 的规定 ， 但 实际
运 行 中发 现 部 分 Ｇ Ｐ Ｓ系 统 在对 Ｉ Ｒ Ｉ Ｇ — Ｂ时码 上 完 整 性
是 密不 可 分 的 部 分 综 自厂家 要 么 不 能 正 确 解 释 Ｉ Ｒ Ｉ Ｇ — Ｂ时码信息 ， 造成装 置不能正常对 时 ： 要么是 断
Ｋ ｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ： ｔ ｉ ｍｅ ｓ ｎｃ ｙ ｒｏ ｈ ｎ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ； ＧＰＳ； ｃ ｌ ｏ ｃ ｋ； ｎｔ ａ ｅ ｎ ｎ ａ
变电站自动化系统GPS对时原因及原理分析
２ ． ２ 站端 监控 系 统 对 时 方 式
站端监控系 统电脑在接收 远动装置 （ 子站） 对时命令后 ， 通
过Ｒ Ｓ 一 ２ ３ ２ ／ ４ ２ ２ ／ ４ ８ ５ 、 Ｌ Ｏ Ｎ 或 以 太 网方 式 ， 逐 一 连 接 到 各 个 智 能
设备来实现 时间 同步 。但这种 同步方式也存在 缺点Fra bibliotek， 首先是 串
１ ． ２ 装 置 守 时 能 力 不 一 致
３ ． ２ ＧＰ Ｓ装 置 的 输 出对 时 方式
各种 保护装 置 、 测控 单元 、 录波装 置等智 能设备 上都装有 内部 时 钟 ， 但 由于 设 备 质 量 的 差 异 ， 在 对 时 精 度 上 存 在 一 定 的
３ ． ２ ． １ 同 步 脉 冲 输 出方 式
３ ． １ ＧＰＳ装 置 原 理
１ 变 电站 智 能 设 备 需 要 时 间 同 步 的 原 因 分 析
１ ． １ 统 一 时 间 基 准 分 析 数 据
Ｇ Ｐ Ｓ是 英文 Ｇ ｌ ｏ ｂ ａ ｌ Ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ（ 全球定位 系统） 的 简 称， 利用 Ｇ Ｐ Ｓ定 位 卫 星 ， 在 全球 范 围内进行 实 时定位 、 导 航 的
口对 时 使 用 的 电缆 长 度 不 能 过 长 ， 其 次 监 控 服 务 器 的 反 应 速 度、 延 迟 都 直 接 影 响 对 时 精 度 。目前 ， 在 综 合 自动 化 变 电站 和 数 字 化 变 电站 中 ， 已不 使 用 该 种 对 时 方 式 。
２ ． ３ ＧＰ Ｓ 系 统 对 时 方 式
Ｓ对 时系统 每秒发送一 次信 号 ， 并且不 间断地 发送 自 统 一时间基准 ， 可 以对 变 电 站 进 行 有 效 的运 行 监 控 和 事 故 系 统。ＧＰ 其 中， 发送 的时间信 息包含 年 、 月、 分析 。 对于故障录波而 言， 如果两端录波数据 的时间基准统一 ， 身 的星历参 数和时 间信 息 ，
电力系统中稳定的时间同步系统研究
成， 自动 化 设备 在 高 速 运 行 过 程 中 ， 其状态 千变万化 ， 若 这 运 行 的 必 备 条 件 。 些 设 备 之 间 是 独 立 运 行 没 有 时 间 同步 的话 ， 各 设 备 各 行 其 是， 则 不 能保 证 各 个 设 备 之 间 事 件 发 生 的 先 后 关 系 以及 重
关键词 ：时间同步； Ｓ Ｄ Ｈ； 电力 系统
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｉ ｔ ｍｅ ｓ ｙ ｎ ｃ ｈ ｏｎ ｒ ｏ ｕ ｓ ； Ｓ ＤＨ； ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ
中图分类号 ： Ｔ Ｍ７ ３
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ： １ ０ ０ ６ — ４ ３ １ １ （ ２ ０ １ ４） １ ０ — ０ ０ ３ ９ — ０ ２
薛昊①Ｘ Ｕ Ｅ Ｈ ａ ｏ ； 蒋 南②Ｊ Ｉ Ａ Ｎ Ｇ Ｎ ａ ｎ
（ ①江 苏省 高新技术创业服务 中心 ， 南京 ２ １ ０ ０ ０ ８ ； ②南京南瑞集 团公司信息通信技术分公司 ， 南京 ２ １ １ １ ０ ０ ） （ （ ￣ ） Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｓ ｕ Ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｎ ｃ ｅ Ｈ ｉ ｓ ｈ — ｔ ｅ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｎ ｏ ｖ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｅ ｒ ｖ ｉ ｃ ｅ Ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ， Ｎ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ ２ １ ０ ０ ０ ８ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ＠ ） Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｓ ｕ Ｎ ａ ｎ ｒ ｕ ｉ Ｇ ｒ ｏ ｕ ｐ Ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｂ ｒ ａ ｎ ｃ ｈ ， Ｎ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ ２ １ １ １ ０ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
随 着 智 能 化 电网 的 发 展 ， 电网 各 元 素 内部 的局 部 时 间 全 网 时 间 同步 已经 成 为 电厂、 变 电站 以 及调 度 所 是 电 网运 行 的基 本 元 素 。 这 同 步 已无 法 满 足 电网 运 行 的 需 求 ， 全 网 时 间 同步 是 电网 可 靠 些基 本元素均 由数量 巨大 的 自动化 设备 以及 电力 设备组 电网 发 展 的 一 大 必 然 发 展 趋 势 。
浅析GPS对时系统在电力系统故障分析中的应用
浅析GPS对时系统在电力系统故障分析中的应用摘要:随着电力系统智能化程度的不断提高，各种自动化设备和保护设备的定时同步也日益受到人们的重视。
在变电所中，各种自动、继电保护设备的时间同步是进行故障分析的主要依据。
我国的变电所采用的主对时外参考时间是以GPS的时间信号为主。
GPS实时定位技术在电力系统中的应用，不仅可以保证变电站的实时同步，还可以对电力系统的故障进行分析。
本文从电力系统的具体故障入手，阐述了 GPS定时系统在电力系统运行中的功能。
关键词:GPS时间同步;电力系统﹔故障分析引言:在电力系统中，由于网络的互联和继电器的敏感性，往往会导致单个设备发生故障而导致大规模的跳闸，因此，必须有一个统一的、高精度的时标。
由于有了统一的时标，电力系统可以根据切换的顺序、信号的准确时刻和变化的顺序来分析故障产生的原因和程序，所以采用 GPS定时器进行对时同步是为了确保系统的安全运行，提高系统的运行水平。
另外， GPS中的卫星同步对时系统由于其高精度、高范围、高可靠性、覆盖面广、全天候无干扰等特点，使得其越来越受到关注。
通过对一起因故障跳闸而导致的生产设备连续跳闸事故的实例进行了分析，充分说明了 GPS定时器在故障分析中的重要作用。
一、GPS对时系统简介GPS定位系统包括 GPS接收机、高精度 OCXO或铆钉、本地同步标定、测量、误差处理与控制、输入、输出等。
GPS定时系统有三种类型：硬对时、软对时和编码时。
硬对时通常采用分对时或秒对时，分对时时为0，秒对时时为毫秒，秒对时要比分对时准确；软对时是指通信信息，即年、月、日、时、分、秒、毫秒等一系列全时。
为了提高测量精度，在实际应用中，通常采用硬对时和软对时相结合的方法，即通过通信报文获取时间、月、秒、秒的信息，同时利用脉冲信号将其精确到 ms、 us。
GPS定时系统与各种保护设备、自动化设备紧密相连，在故障诊断、运行分析中发挥着举足轻重的作用。
GPS定时系统在电力系统中的应用，可以帮助分析各种设备在运行中的运行状态和运行状态，弄清故障的原因和发展过程，准确地完成系统 SOE的功能[1]。
智能表检定中时钟偏差的原因及优化方案
智能表检定中时钟偏差的原因及优化方案摘要：智能表是现代智能技术发展的结果，作为智能电网的重要组成部分，发挥着对整个电力系统电量计量的作用，是电力企业抄核收工作的重要依据，智能表的计量精准度会直接影响抄核收工作，其中时钟偏差属于较为严重的故障问题，会带来极大的负面影响。
明确时钟偏差产生的原因以及影响因素是十分必要的。
因此，本文分析了智能表检定过程中时钟偏差的原因、影响因素及优化方案。
关键词：智能表；检定过程；时钟偏差；计量精准度；计量功能1 检定设备执行校时与时段投切操作的原理1.1 校时操作参照我国计量检定与智能电能表技术的相关制度，全检验收过程中，各项实验操作的进行都应该凭借对电能表时间的调整来达到目的。
要想提高电能计量设备电计量的精准度，在相关的检定操作实现后，就要围绕电能表实施GPS校时操作。
对于智能电能表来说，其校时方法较为特殊，应该利用通讯接口，例如：RS485等实施校时操作，具体的操作包括广播校时、时间参数设定。
前者校正时限应该控制5分钟以内，超出5分钟以后，则需要重新进行密码验证，在此基础上来设定时间参数，再开始校时操作。
1.2 日计时误差参照相关技术规定，智能电能表的日计时误差应该控制在0.5s/d，时段投切误差也要控制在一定时间范围内，要在5分钟以内。
2 时钟偏差的产生与影响智能表检定通常选择以下检定设备，例如程控功率源、脉冲采样器、误差计算器等。
这些检定设备中设有电流回路，作为负载回路，发挥着检定电能表的作用。
具体的检定过程为：来自于程控功率源的电流，流经挂表架，再返回程控功率源。
不同表位都设置了一个通信线路，通过几路总线进行连接。
上位机选择RS通信端口同检定设备连在一起，上位机同被检测的电能计量设备之间采用并联、串联两大连线方式。
具体的通讯线路结构如图1所示：时段投切过程中，上位机将有效识别被检定的电能计量设备的相关参数、数据、信息等。
选择统一的通讯线路，来检测控制所有的电能表。
浅析智能变电站时钟同步系统和异常实例分析
Power Technology︱94︱2016年09期浅析智能变电站时钟同步系统和异常实例分析刘 诚江苏省常州供电公司，江苏 常州 213004摘要：智能变电站方兴未艾,而时钟同步系统对于智能变电站而言作用巨大，但在面对智能变电站和传统变电站自动化保护系统的巨大差异时，智能变电站却往往被忽略。
本文从运维人员的角度，结合生产现场发生的异常探讨了智能变电站时钟同步系统的运行原理、异常的处理和预防。
关键词：智能变电站；时钟同步系统；对时中图分类号：TM63 文献标识码：B 文章编号：1006-8465（2016）09-0094-01引言 智能化变电站正在逐渐普及，其与传统变电站相比，在技术先进性、安全可靠性、信息共享、少维护、环境友好等方面具有无可比拟的优势。
然而一些智能化变电站特有的问题也纷纷暴露出来，例如：网络设备的稳定性、光隔的稳定性、通信线路的稳定性和时钟对时的稳定性。
这些也对运维人员也提出了更高的要求，时钟同步系统异常是常规站内的小问题，但在智能变电站往往影响到整个系统的安全运行。
1 电力系统时钟同步系统的基本原理 GPS 卫星时钟同步系统利用RS232接口接收GPS 卫星传来的信号，然后经主CPU 中央处理单元的规约转换、当地时间转换成满足各种要求的接口标（RS232/RS422/RS485等）和时间编码输出（IRIG_B 码，ASCII 码等）。
GPS 卫星时钟同步系统一般由GPS 卫星信号接收部分、CPU 部分、输出或扩展部分、电源部分、人机交互模块部分组成。
GPS 时钟同步系统主要有同步脉冲输出、串行时间信息输出和IRIG-B 码输出三种对时方式。
脉冲同步输出方式，即同步时钟每隔一定的时间间隔输出一个精确的同步脉冲。
被授时装置在接收到同步脉冲后进行对时，消除装置内部时钟的走时误差。
脉冲同步的缺点是无法直接提供时间信息，被授时装置如果时间源就出错，会一直错误走下去。
串行同步输出方式，是将时刻信息以串行数据流的方式输出。
浅析电力系统中配电变电站时间同步技术
浅析电力系统中配电变电站时间同步技术摘要：在电力系统中，电能的生产、输送、分配、使用是同时进行的，系统中的电流、电压、功率是随时间一直变化，因而在监控分析系统运行状况过程中时间序列就起着决定性作用。
本文以电力系统中常规配电35KV变电站为例，分析时间的重要性及对时技术的方式。
关键词：GPS；同步；时钟一、电力系统概况电力技术的发明、电力工业的发展至今已有100余年的历史。
1831年法拉弟发现了电磁感应定理，奠定了发电机的理论基础；1882年爱迪生建成了世界上第一座正规发电厂；1886年美国的乔治•威斯汀豪斯建成了第一个单相交流输电系统；1891年德国建成了第一条三相交流送电线路。
我国电力工业从1882年上海建立第一个12kW发电厂起至1949年全国解放时，全国发电的总装机容量仅为185万kW,年发电量为43亿kW•h 。
而到1990年，全国发电装机容量已达到13789万kW，年发电量达到6213亿kW•h，名列世界第4位。
随着电力工业的发展需要，电力系统中的输送功率、输送距离与输电线路的电压等级之间的关系日趋重要，远距离、超高压、特高压输电线路逐步建立。
目前已经建成1000kV交流和±800kV直流输电线路，形成东北、华北、华东、西北和南方联营等跨省（区）的联合电力系统。
为全面、实时地、准确地监控电力系统的运行状态，以便分析事故发展的过程和原因，需要有描述电网暂态过程的电流、电压波形、断路器、保护装置动作的准确时标，因而需要设置对时系统，统一时间基准。
二、电力系统中对时系统的重要性以35kV常规配电变电站为例，变电站由一次设备和二次设备组成，一次设备主要有变压器、开关、隔离开关、电容器、电抗器、电流互感器、电压互感器等，二次设备主要有测量装置、继电保护装置、远动装置、电源系统、通信设备、监控系统、控制电缆等。
一次设备运行的电压高、电流大，需要通过二次设备才能实现对一次设备的监测、控制、调节、保护等。
电力计量误差产生的原因与改进措施探讨
电力计量误差产生的原因与改进措施探讨摘要：电力计量是电网设备稳定运行的重要保障手段，有效分析电力计量误差产生的原因与改进措施，可以实现电力计量的信息交互、货物交接和资产清查等环节的全部贯穿，真正做到物流、信息流和价值流的相互融合，实现集约化程度更高的电力计量管理。
智能电能表作为法定的计量器具，它的计量准确性关系到国家经济效益和社会效益，同时对保证电网健康稳定运行具有重要的作用。
随着近年来我国经济的飞速发展，人们的生活和企业的加工生产中电能已经成为了其主要的能源。
人们的衣食住行、企业的生产加工等都充斥着电的身影，各行各业、各种设备都是电作为基础能源供其正常运行，电能甚至直接影响着社会和经济的发展。
国家电力电网系统涉及到的专业知识以及各个环节是非常复杂和庞大的，这就需要不断地进行革新和进步。
关键词：电力计量；误差；产生原因；改进措施引言为了满足社会生产的基本需求，当前我国市场中所采用的计量检测设备整体技术水平得到很大提升，检测结果准确性也在很大程度上提高，但是在计量检测设备实际应用过程中，会受到多种因素的影响，导致计量结果准确性不足。
校准结果的判别与确认，对于计量检测工作具有重要的意义，是保证检测结果准确性的关键所在。
1电能表运行误差计算理论电能表运行误差分析计算以测量台区总电量的电能表（以下简称总表）作为标准器，通过用电信息采集系统采集的运行电能表数据，利用台区总表与被校电能表的定时冻结电量，采用能量守恒定律建立方程组，并求解得到电能表运行误差。
台区部署结构采用树状拓扑形式的台区部署结构，基于能量守恒定律可得到考虑线路损耗和固定电量损耗的台区实际用电模型的数学关系为“台区供电表总供电电量”等于“各个用户用电电量之和”加“线路损耗”加“电能表自身能耗等固定损耗”。
2电力计量误差产生的原因2.1计量检测设备校准方法不当计量检测设备具有高精准度的特点，如果操作人员的操作行为不当，会导致计量检测设备出现不同程度的损坏以及偏差，从而导致计量检测设备在校准过程中出现错误问题。