时间同步应用于智能电网

在经济水平全面发展、社会生活快速进步、科技和信息化水平不断提高以及全球资源与环境问题日益突出的当下,电网发展正面临新的课题与前所未有的大挑战。电具有不可储存的特性,发电量与用电量之间的协调调度是非常有挑战的任务。在十几年前的中国,拉闸限电是非常常见的事,一方面是发电量的确不够,但是相当大的原因是因为电力调度技术跟不上,造成发的电没有办法调度到需要用电的地方。为适应未来可持续发展趋势,发展智能电网已成为全球电力行业的重大议题与共同愿景。

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智能电网是以特高压电网为骨干网架、以通信信息平台为重大支撑的电力网络,兼具信息化、自动化、互动化特质,涵盖发电、输电、变电、配电、用电和调度等环节,覆盖所有电压等级,可全方位实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合的现代电网。智能电网可双向潮流、可分布式储能、可主动交互、可自动隔离故障、可自我恢复、可连续在线评估、可防范极端天气、可确保信息安全、可适应分散发电。

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在电信行业领域,IEEE 1588已逐步发展为日臻成熟的时间同步标准。在社会化日益发展的当下,为提高传输速度,有效增强变电站监控与排除故障等相关能力,电力行业也日渐意识到,诸如IEEE 1588的网络精度与精准时间部署协议可为电力应用交付一微秒精度。为此,电力公司正致力于寻求精准度极高的时间同步解决方案,希图通过对时间和数据通信网络进行整合来全面提高成本效率。此外,智能电网内部、电网自动化调度、需求预警等均需要精准时间同步来有效确保各电网设备之间高效协同运行。许多传感器需要借助精准时间同步来精准记录各元器件的传感数据,以便为日后可能出现的故障查明缘由。

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传统变电站中,电子设备的时间同步是通过专用总线来实现GPS或IRIG-B信号分发。尽管GPS是日前习以为常的时间同步解决方案,但GPS极易受信号干扰与欺骗,在卫星信号不良的地方(比如室内、隧道、高楼林立的城市街区等)很难搜到信号。GPS固然好,但再好,也只是美国独霸全球战略的一颗重要“棋子”,关键时刻GPS信号被切断后会出现定位信号丢失从而引发致命灾难。为彻底摆脱对美国GPS的依赖,不再受制于人,我国科研人员潜心研发真正属于自己的定位系统—北斗,以避免在关键时刻,美国关掉我国区域的GPS信号了。在全球时代阔步前行的北斗,成了全世界的福音。然而,受发展时长、科技水平、卫星数量等方面限制,相较GPS而言,北斗还是稍逊一筹,在实际使用中,因为是天上的无线传送,还是有可能会受到美国信号干扰。为进一步织牢扎密国家信息保障“安全网”,部署一套真正属于咱们中国人自己的地面时间系统“防护网”成为了国家战略层面上的重大议题,极具战略深意。首先,地面授时抗干扰能力强,安全性高!无论是雷达、基站,还是敌方干扰机都无法对地面授时系统进行干扰;其次,地面授时比空中北斗授时精度更高,现阶段普通北斗接收机的授时精度在100纳秒水平,而酷鲨科技地面授时现已成功可达到1纳秒授时精度;第三,地面授时区域时间一致性会更好,即便主时钟丢了卫星信号,发生了时间偏移,从时钟时间也会紧跟主时钟,能有效确保在当前主时钟下的整体区域时间是一致的。GPS授时因为都跟踪的是卫星,各GPS授时点之间一旦没了卫星信号,时间各自偏移,那相互之间的偏差就无法确定,整个区域内时间也就千差万别,不一致;第四,地面授时系统,比起卫星授时而言,适用于更多应用场景,比如山洞、矿井、室内等。众所周知,这些区域是没有办法通过卫星接收机来获取时间的,电网室内设备需要授时时,卫星馈线安装过程难于控制,高昂的安装成本更是令众多企业望而却步,此时通过网络的地面时间同步来进行授时就大有用武之地。IRIG-B协议可提供100微秒的精度,这对于记录事件和故障波形的时间序列而言绰绰有余,然而,对于最新标准的IEC 61850处理总线或同步相关应用而言,却无法达到亚微秒级的精度。此外,IRIG-B需要借助专用电缆来传输时间信号,该做法不仅成本极高,而且还无法提供冗余机制。

当传统电网转换为智能电网,以及变电站自动化的过程中,新一代的智能电子设备(IEDs)能够实现以太网连接,此时就可以启用基于包的时间同步协议,如NTP/SNTP和IEEE 1588。

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尽管网络时间协议(NTP)或简单网络时间协议(SNTP)具备在局域网上同步计算机的优势,但它们却时常无法满足那些最为苛刻的变电所对精确性的要求,例如IEC 61850-9-3-2016处理总线或IEEE C37.238-2011/IEEE C37.238-2017相位同步。SNTP可有效实现1-3毫秒的精度,但却无法达到实际应用所要求的亚毫秒级精度要求。此外,哪怕是在那些SNTP可交付1毫秒的区域,其也无法有效确保在负载极大的网络中的时间精度

用IEEE 1588 PTP 实现智能变电站的进程中,IEEE 1588 PTP v2.0版本有效克服了包括精度、可伸缩性和成本在内的诸多弊端。对电力公司而言,满足了站点总线与处理总线对时间精确的要求,大大减少了对IRIG-B同步部署专用电缆/总线的需要。利用IEEE 1588,精确的时间就可以部署在那些用于数据通信的同一个以太网网络中。IEEE 1588 v2利用以太网分发时间信号。通过计算,交换时间和网络的点对点传播延迟机制,以及通过1588以太网交换机(BC/TC),有效减少了数据拥塞与交换抖动。酷鲨科技除了能做到以上标准所述,还有另一显著优势在于,可让广大客户无需改网,无需将现网大量存在的普通交换机更换为1588BC/TC交换机,就能轻松实现精准亚微秒级的时间同步精度,让广大客户无需为现网费时费力费钱的去改造,省钱省心!可以快速的将现网部署为高精度时间网。因为酷鲨科技有专有的从时钟时间同步技术做强大的技术支撑,在跨越普通网络的时候,依然可以恢复出精准的时间信息!这是酷鲨科技的核心竞争力之一。

酷鲨科技,作为时频领域的新起之秀,用领先业界的一流技术水平成功锻造了颂声遍野的“酷鲨”品牌,业界叹服声不绝于耳!系列高科技时频产品(CGM-I-3U/CGM-I-1U/CGM-C/Qg 2/EGM主时钟,C88/C68/C66核心板,P88/P68/P66单板,M88/M68/M66模块)均兼具“小强全省”(“小”表现为小巧玲珑;“强”表现为主时钟性能强;“全”表现为特性、接口种类、定制方案、适应网络类型全;“省”表现为省心又省钱)全部特性,老客户用后念念不忘,新客户听闻纷至杳来。合作伙伴遍天下,“朋友圈”日趋多元,越扩越大!

酷鲨科技时间同步模块(M66)和时间同步板(P66)可极好服务于那些支持IEEE 1588设备的现代化变电站。让广大用户无需改网,无需更换普通交换机至1588交换机即可实现精准时间同步,可为那些正向智能电网架构迁移的现有子站点提供一对一的个性化精准时间同步解决方案。时间同步模块(M66),可用于十分先进的增强型PTP从时钟,借助远端PTP祖时钟(GM)来恢复时间和频率。此外,它还可用作低成本与低容量主时钟,从本地GNSS接收机获取时间后再通过PTP分发给远端从时钟。当用作IEEE 1588在IEDs中的嵌入式从时钟时,能提供最为基础的客户端功能。作为一种低成本、低功率的从时钟,还可接收来自变电站主时钟的数据包,并向IED电子提供1PPS/TOD。

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酷鲨科技时间同步核心板(C66),提供了一种快速高效而又简单易行的精准时间同步解决方案,可通过HMC接口集成到主系统中,从而有效增强了主系统的1588功能。对于那些想自己出网口的客户而言,是不二之选!

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酷鲨科技时间同步单板(P66),作为一款嵌入了时间同步模块(M66)的电路板,自带网络接口,可用作测试评估工具,亦可在网络中用作IEEE 1588主时钟(需外界卫星接收机)或从时钟,应用到电网相位同步或IED中,真正的好用不贵、真正的平价好物、真正的事倍功半、真正的成效卓著!

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酷鲨时间同步模块(M66)、时间同步核心板(C66)、时间同步单板(P66)有主时钟、从时钟两种模式,适用于:(1)相位同步应用(2)IEC 61850处理总线内要求的1588时间同步(3)IED内部的从时钟。因为酷鲨科技有强大的从时钟时间恢复功能,所以中间不需要支持1588的交换机,在网络中只需要主时钟和从时钟就可以做到时间精准同步。“穿越半个地球,只为与您同步!”为酷鲨科技心心念念的美好发展愿景,更是精神的指引,行动的指南!

作为授时领域精准时间同步的“领航者”,酷鲨科技能用最为优质的产品、最为真挚的服务、最为走心的售后,帮您轻松化解电力行业内一切与时间同步相关的疑难杂症,助您轻轻松松工作,快快乐乐生活,在智能化电网中品鉴精彩纷呈的人生百味!

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