庆阳电网同步系统初设方案

庆阳电网同步系统初设方案概述

1.设计依据与、标准与术语定义

1.1依据与引用标准设计依据省电力公司部门文件，发展

[2008]62号关于电力数字区域同步网可行性研究报告审查意见的通知，专纪

[2008]76号《发电厂、变电站时间同步系统技术规》电网GPS同步时间系统技术原则和运行管理规定时统装置通用规G2242-1994B时间码接口终端G2991-1997IRIG-B标准200-89和IEEE Std1344-1995平衡电压数字接口电路的电气特性GB11014—90DL/T5392-2007《电力系统数字同步网工程设计规》远动设备和系统接口电气特性GB/T16435-1996YD/T5089-2005《数字同步网工程涉与规》工业过程测量和控制装置的电磁兼容性GB/T13926—

19921.2术语与定义UTC目前庆阳电网传输网、调度数据网、程控交换网、信息网已延伸至各变电站与不同的办公楼，而传输网和数据网的建设也随:电网建设延伸至330kV变电站，网络结构不断扩大并趋于复杂随着新技术、新业务、新设备的引入，各类应用系统也在不断的增加在系统通信方面，各地市调度机构均是通信网中非常重要的信息汇集点，站均配置有省、地两级传输网、交换网、调度网、信息网设备，这些数字通信设备需要以一样的频率处理比特流，即需要频率同步信息在系统自动化方面，各地区调度机构的调度自动化系统、保护管理系统、电能量计量系统、生产管理系统等均需要工作在统一的时间基准上，因此需要时间同步信息

5、工程概况本工程将建设庆阳地市级中心站二级基准时钟与通信设备、调度自动化主站端、管理信息系统与生产管理MIS各系统的时钟同步系统，并实现时钟同步系统组网功能，同时预留变电站时间同步接口根据数字同步网规划，时钟同步系统按二级节点时钟配置，将接收来自省调的授时调度自动化主站端、管理信息系统与生产管理MIS各系统的时钟同步系统的时钟同步系统均按三级节点时钟配置，但应接收对应地调的授时其中主时钟应具备2路输入，1路GPS提供的DCLS直流B码信号，1路地面电路传来的时间同步信号；BITS设备具备2路输入，1路GPS提供的E1信号，1路地面电路传来的El信号

二、时钟同步系统的功能与配置

1、同步系统的组网方式

1.1时间同步系统组网方式本工程涉与到的庆阳地调通信设备、自动化设备和信息设备，通信设备在通信机房，自动化设备在远动机房，信息设备在信息机房，三个机房位于三个不同的地点，通信机房到远动机房500米，通信机房到信息机房4公里，容易造成时间同步信号失真，影响时间同步信号的准确性，因此本设计根据各机房总平面布置与通信机房、远动机房、信息机房的分布，采用二级组网方式

1.2频率同步系统组网方式庆阳地调所有通信设备均集中在通信机房，宜采用一级组网方式即由BITS接收GPS基准源输出的频率同步信号和上一级时钟传来的E1信号，进行比较、扩展后直接输出给通信设备2时间同步系统需要的功能

2.1系统功能建立基于地市级主时钟的时间同步系统，实现全地市围电力网所有通信、自动化设备，管理MIS系统与变电站的时间同步全网时间同步系统为各种以计算机技术和通信技术为基础的设备提供统一的全网时间基准，为发生事故后掌握实时信息，与时决策处理奠定基础，有助于电网事故原因的分析和判断

2.2主时钟功能

（1）组成主时钟由以下三个主要部分组成1）时间信号接收（输入）单元，接收外部时间基准信号；2）时间保持单元；3）时间信号输出（扩展）单元

（2）时间信号接收（输入）单元时间信号接收（输入）单元通过接收以无线或有线手段传递的时间信号，获得Ipps和包含时间时刻和日期信息的时间报文5Ipps的前沿与UTC秒的时刻偏差，该Ipps和时间报文作为主时钟的外部基准时间1）无线时间信号接收单元接收GPS卫星或我国北斗卫星等无线手段传递的时间信号，获得满足规定要求的时间信息目前采用GPS信号接收单元接收单元具有扩展功能，需考虑接入北斗导航通信卫星的条件，以便在特殊时期不影响时间同步系统的安全稳定运行，确保电力系统安全运行2）有线时间信号输入单元通过导线或光纤接收上一级主时钟发送的时间信号，获得满足规定要求的时间信息一般在主时钟时间信号接收单元冗余配置时采用，其时间信息IRIG-B/DCLS时码作为主时钟的主外部时间基准3输入时间信号输入的时间信号类型a.GPS时间信号b.IRIG-B/DCLS时码c.钵原子钟频标时间信号的电接口规格应符合接口要求，各接口在电气上均应相互隔离3时间保持单元主时钟部的时钟，当接收到外部时间基准信号时，被外部时间基准信号同步；当接收不到外部时间基准信号时，保持一定的走时准确度，使主时钟输出的时间同步信号仍能保证一定的准确度部时钟的振荡源可以根据时钟精度的要求，选用普通石英晶振、有温度补偿的石英晶振或原子频标4时间信号输出单元当主时钟接收到外部时间基准信号时，按照外部时间基准信号输出时间同步信号；当接收不到外部时间基准信号时，按照部时钟保持单元的时钟输出时间同步信号当外部时间基准信号接收恢复时，自动切换到正常状态工作，切换时间应小于

0.5s°切换时主时钟输出的时间同步信号不得出错时间报文不得有错码，脉冲码不得多发或由中国科学院国家授时中心NTSC保持的标准时间UTCCSAO，它与UTC的偏差，保持小于

0.1/zs O时间时间是我国公认的全国统一标准时间，采用东8时区的标准区时Standard ZoneTime，它比UTC提早8小时整，即时间=UTC+8h缺省标注时，均默认为时间基准时间时间是电网全网时钟和电网业务运转的基准时间，如某日某时某分某秒，可以不加注“时间”字样如涉外业务需要，使用UTC时间，并在相应时刻加注UTC字样，如12h44m UTC=20h44m BST°时间同步系统安装在调度中心、发电厂和变电站，由主时钟、时间信号传输通道、时间信号用户设备接口所组成的系统称为时间同步系统主时钟自带高稳定时间基准，具备两种外部时间基准信号输入，以要求的准确度走时并能发送时间同步信号和时间信息的标准时钟可作为时间同步系统的主时钟时码包含时间信息的脉冲编码时间报文包含时间信息和报头、报尾等标志信息的字符串，通常由串行口传输秒脉冲一种时间同步信号，每秒钟一个脉冲，通常用英文缩写Ipps表示分脉冲一种时间同步信号，每分钟一个脉冲，通常用英文缩写Ippm表示时脉冲一种时间同步信号，每小时一个脉冲，通常用英文缩写Ipph表示IRIG—B时码IRIG—B为IRIG委员会的B标准，是专为时钟的传输制定的时钟码，每秒输出一帧按秒、分、时、日、年顺序排列的时间信息TRIG-B信号有调制IRIG-B AC和非调制IRIG-B DC两种DCLS时码DCLS是IRIG-B的一种特殊形式，通过数字通道进行传输，无传输距离的限制时间准确度标准时钟输出输入的时间信号时码和Ipps等相对于时间的偏差，亦称为绝对时间准确度时钟准确度时钟计量时间的准确度，通常用某一时间间隔时间计量的最大偏差表示，如一天误差不大于1秒；在技术文献中常以相对值，如nx10m表示时间同步准确度装置或系统接收主时钟发送的时钟同步信号，使其部实时时钟的时间同步后，部实时时钟达到的时间准确度全球定位系统GPS美国军方建立的全球卫星导航定位系统，由专门的接收器接收卫星发射的信号，可以获得位置、时间和其它相关信息北斗卫星定位系统我国自主研制的区域性卫星导航定位系统，由专门的接收器接收卫星发射的信号，可以获得位置、时间和其它相关信息服务区域为东经70度至东经145度，北纬5度至5北纬5度网络时间协议NTPNTP是由美德拉瓦大学的D.LMills教授于1985年提出的，除了可以估算封包在网络上的往返延迟外，还可独立地估算计算机时钟的偏差，达到在网络上实现高精准度计算机校时的目的原子钟原子输出的标准频率，经过适当分频后，可以带动一个时钟的钟面，给出一种由原子频标所确定的时间，这样的时钟称为原子钟目前国际上采用的三种原子频标为专色原子频标、氢原子频标、钵原子频标

2.设计

2.1针对庆阳电网发展规模论述电力数字同步网建设的必要性，根据电网发展规划与信息技术的发展要求，进行业务需求预测

2.2根据庆阳电网建设、发展规划，提出电力数字同步网建设方案、系统配置方案

2.3本次设计包括自动化主站端、调度通信设备、光环网设备与信息网络、各应用系统等部分的设备选型和设备安装，变电站时钟同步不在围

3.4对需要建设的电力数字同步网进行投资估算

3、设计原则设计中充分考虑地调光传输设备、PCM设备、程控交换机所需要的频率同步信息；调度自动化系统、生产管理系统，办公自动化信息系统所需的时间同步信息

3.1总体设计一套GPS时间同步系统

3.2GPS同步系统有一台主时钟组成，每台从时钟接受来自主时钟的同步信号实现对时

3.3时间同步精度，时间同步信号类型很据各类型设备、系统的同步准确度要求确定

4、庆阳电网数字同步网建设的必要性

4.1庆阳电网概况庆阳供电公司成立于1980年5月，是省电力公司所属国家中二型供电企业，代管农电企业8个担负着庆阳市所辖区、庆城、宁县、正宁、合水、镇原、华池、环县共七县一区，146个乡镇（其中回族自治乡1个），1484个行政村，11065个自然村，总人口

254.88万与地区部分的供电任务，营业区域面积27n9平方公里2009年公司供电量为

18.7亿千瓦时，售电量为

17.8亿千瓦时，线损率

4.67%、供电可靠率

99.804%、电压合格率

98.389%营业户数为

52.966万户庆阳电网地处省东部，毗邻、两省区，供电区域包括区、环县、华池县、合水县、正宁县、宁县、镇原县、庆城县、长庆油田、引黄工程等同时通过UOkV镇原变做为宝中铁路与电网的备用电源供电区域以区为中心，东至子午岭、北至环县甜水堡镇、南至宁县长庆桥镇、西至镇原小觇乡，东西207公里，南北208公里的供电网络，供电围覆盖了庆阳全市与市部分区域庆阳电网是以330kV变为中心，110kV电网为骨架，35kV电网和10kV配网辐射全市的中小型电网全网以330kV西桃线、西固线、西眉线为主电源，采取西桃、西固、西眉环网方式运行，镇原变的镇眉线和镇天线为事故与检修电源，基本形成了以330kV系统为枢纽，UOkV系统为骨架，35kV与以下系统辐射全市的电网结构截至2009年底，公司拥有35千伏与以上变电站73座，变电总容量

91.4548万千伏安其中，110千伏变电站10座，容量

58.4万千伏安；35千伏变电站63座，容量

33.0548万千伏安35千伏与以上输电线路

2284.093公里110千伏线路18条，长

720.478公里35kV线路88条，线路总长

1563.615km°2009年庆阳电网最大负荷

39.42万千瓦，供电量为

18.7亿千瓦时,售电量为

17.8亿千瓦时

4.2光纤通道现状描述庆阳市供电公司2002年建成了城区光纤环网传输系统，该系统覆盖了庆阳地调、送电工区、供电所、机关楼、西城变、变、原变等7座变电站、地调或基层单位，该系统采用烽火通信公司GF-155/622SDH光传输设备，现传输速率为155M，可升级至622M该系统主要解决城区变电站、基层单位与地调的业务联系与数据传输2006年建成了庆阳地调-变-长庆桥光传输链路2008年建成调修楼至机关大楼至客服大楼至至机关大楼环网光纤信息通道2009年建成了庆阳地调-合水变光传输链路董志变、华池变光传输从变接入城区光纤环网传输系统现已接通庆阳电网现有通信系统组织图庆阳供电公司交换机组网图现运行站点光设备统计表如下序站名光传输设备型号PCM设备备注号型号1变华为2500+华为2500+北电OM4150烽火GF155/622-03A SAU-022庆阳地调烽火GF155/622-03A SAU-023西城变烽火GF155/622-03A SAU-024原变烽火GF155/622-03A SAU-025长庆桥变烽火GF155/622-03A SAU-026供电所烽火GF155/622-03A SAU-027机关综合楼烽火GF155/622-03A SAU-028合水变烽火IBAS180SAU-029送变电工区烽火GF155/622-03A SAU-

024.3庆阳电力数字同步网建设概况庆阳电力数字同步网建设目前处于空白阶段，网全部llOkV变电站、调度自动化的时间同步采用单独小型GPS接收机，实现单站时间同步，其它系统设备没有安装时间同步设备，办公MIS系统与生产管理各应用系统未实现时钟同步

4.4数字同步网建设的重要性随着全省电网“十一五”的建设发展，变电站自动化水平的提高，为打造“数字化电网”，必须有相应的电力传输网、调度数据网、程控交换网、信息网以与调度自动化系统、继电保护管理系统、生产管理系统等作为强有力的支撑系统对时钟统一对时的要求愈来愈迫切，有了统一精确的时间，既可实现全网各系统在GPS时间基准下的运行监控和事故后的故障分析，也可以通过各开关动作、调整的先后顺序与准确时间来分析事故的原因与过程统一精确的时间是保证电力系统安全运行，提高运行水平的一个重要措施。