調(diào)度交換系統(tǒng)時(shí)間同步模型研究

慕春芳+羅金玉+粘中元+張海全

摘要：根據(jù)電網(wǎng)安全性評(píng)價(jià)的意見(jiàn)及時(shí)間同步現(xiàn)狀，合理選擇時(shí)鐘同步組網(wǎng)協(xié)議和組網(wǎng)方案，實(shí)現(xiàn)省級(jí)通信網(wǎng)和地市通信網(wǎng)的全省統(tǒng)一精準(zhǔn)化時(shí)間同步，滿足調(diào)度電話錄音、通信網(wǎng)管、環(huán)境動(dòng)力監(jiān)測(cè)等電力重要通信應(yīng)用系統(tǒng)的時(shí)間同步要求。本次研究重點(diǎn)針對(duì)調(diào)度交換系統(tǒng)時(shí)間同步模型的建立。

關(guān)鍵詞：時(shí)間同步；交換系統(tǒng)；同步模型

中圖分類號(hào)：TP18 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2017）05-0133-01

電力調(diào)度通信主要任務(wù)是確保電網(wǎng)調(diào)度指揮的正確指令下達(dá)并實(shí)施，調(diào)度通信保障系統(tǒng)是否健全和可靠是整個(gè)調(diào)度指揮中的首要問(wèn)題，因此為電網(wǎng)調(diào)度指令等許多重要的語(yǔ)音數(shù)據(jù)提供安全保障的專業(yè)數(shù)字錄音設(shè)備也顯得尤為重要，為保存、查找、分析電話錄音數(shù)據(jù)，查找事故責(zé)任，調(diào)度電話錄音系統(tǒng)需要時(shí)間同步。目前調(diào)度電話錄音的時(shí)間為系統(tǒng)自身的時(shí)間，沒(méi)有外部時(shí)間源，而其相互之間也沒(méi)有時(shí)間同步，造成錄音的時(shí)間不準(zhǔn)確、不統(tǒng)一，給電網(wǎng)安全運(yùn)行帶來(lái)隱患。時(shí)間同步網(wǎng)的建立對(duì)通信網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行有著十分重要的意義。時(shí)間同步網(wǎng)的建立將為電力通信網(wǎng)的運(yùn)行、維護(hù)、計(jì)量確立統(tǒng)一的時(shí)間基準(zhǔn)，為電力通信網(wǎng)安全可靠運(yùn)行和優(yōu)質(zhì)的服務(wù)提供技術(shù)保障。時(shí)間同步系統(tǒng)的建成，將從根本上解決調(diào)度交換系統(tǒng)的時(shí)鐘偏差問(wèn)題，特別是對(duì)各系統(tǒng)之間的時(shí)間不統(tǒng)一找到了行之有效的解決方案，對(duì)于提高運(yùn)行管理水平、電網(wǎng)安全運(yùn)行水平具有十分重要的意義。

1 建設(shè)原則

本次研究的目標(biāo)為：根據(jù)蒙東電網(wǎng)安全性評(píng)價(jià)的意見(jiàn)及時(shí)間同步現(xiàn)狀，合理選擇時(shí)鐘同步組網(wǎng)協(xié)議和組網(wǎng)方案，實(shí)現(xiàn)調(diào)度交換系統(tǒng)的全省統(tǒng)一精準(zhǔn)化時(shí)間同步，滿足電力重要通信應(yīng)用系統(tǒng)的時(shí)間同步要求[1]。建設(shè)中應(yīng)堅(jiān)持如下原則：

（1）統(tǒng)一性。研究應(yīng)本著統(tǒng)一技術(shù)方案、統(tǒng)一建設(shè)的原則。（2）安全可靠性。應(yīng)考慮冗余備份，時(shí)間源應(yīng)采用天地互備，傳輸通道應(yīng)安全可靠，保障時(shí)間同步網(wǎng)的安全可靠性。（3）科學(xué)性。應(yīng)選擇具有應(yīng)用前景的同步網(wǎng)技術(shù)方案，不僅滿足調(diào)度交換系統(tǒng)的需求，還應(yīng)很好的適應(yīng)將來(lái)各種通信應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)間同步的需求。

2 時(shí)間同步系統(tǒng)

廣義的時(shí)間包括兩層含義：時(shí)間和時(shí)間間隔，它們都可用時(shí)、分、秒的形式來(lái)表述。其中時(shí)間是用來(lái)標(biāo)注某件事發(fā)生的時(shí)刻，而時(shí)間間隔則標(biāo)注的是某件事的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)度。時(shí)間有不同的參照體系，主要有通用時(shí)間UTI、國(guó)際原子時(shí)TAI以及全球協(xié)調(diào)時(shí)UTC。數(shù)字同步網(wǎng)信號(hào)源并沒(méi)有時(shí)、分、秒這種時(shí)間概念，而時(shí)間同步網(wǎng)恰恰是建立起這種具有時(shí)間標(biāo)志的新型同步網(wǎng)絡(luò)，它以UTC為系統(tǒng)時(shí)間，并以高穩(wěn)定時(shí)間源，經(jīng)過(guò)交換分配輸出時(shí)鐘信號(hào)，為網(wǎng)絡(luò)中系統(tǒng)（裝置）提供同步信號(hào)源[2]。

2.1 時(shí)鐘源

我國(guó)常用的時(shí)鐘源有兩種，一種是原子時(shí)鐘源，另外一種為以北斗為主、GPS為輔的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國(guó)自主研發(fā)、自主控制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可向用戶提供20ns-100ns時(shí)間同步精度。GPS系統(tǒng)是美國(guó)國(guó)防部自1973年開(kāi)始研制的第二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，歷時(shí)21年，于1994年正式投入運(yùn)行。定時(shí)精度能夠達(dá)到300 ns以內(nèi)。

目前在國(guó)際時(shí)間基準(zhǔn)和國(guó)家時(shí)間基準(zhǔn)主要采用銫原子鐘，準(zhǔn)確度達(dá)到±3×10-15，長(zhǎng)期穩(wěn)定度達(dá)到±2×10-15，成為現(xiàn)代最高標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘源。

2.2 原子鐘

原子輸出的標(biāo)準(zhǔn)頻率，經(jīng)過(guò)適當(dāng)分頻后，可以帶動(dòng)一個(gè)時(shí)鐘的鐘面，給出一種由原子頻標(biāo)所確定的時(shí)間，這樣的時(shí)鐘稱為原子鐘。目前國(guó)際上采用的三種原子頻標(biāo)為：銫原子頻標(biāo)、氫原子頻標(biāo)、銣原子頻標(biāo)。

2.3 主時(shí)鐘

自帶高穩(wěn)定時(shí)間基準(zhǔn)，具備兩種外部時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)輸入，以要求的準(zhǔn)確度走時(shí)并能發(fā)送時(shí)間同步信號(hào)和時(shí)間信息的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘可作為時(shí)間同步系統(tǒng)的主時(shí)鐘。

2.4 時(shí)間同步系統(tǒng)

安裝在調(diào)度中心、通信中心、發(fā)電廠和變電站內(nèi)，由主時(shí)鐘、時(shí)間信號(hào)傳輸通道、時(shí)間信號(hào)用戶設(shè)備接口所組成的系統(tǒng)稱為時(shí)間同步系統(tǒng)。

2.5 授時(shí)技術(shù)

（1）地面無(wú)線電波授時(shí)。國(guó)內(nèi)有BPM短波授時(shí)和BPL長(zhǎng)波授時(shí)，具有覆蓋大的優(yōu)點(diǎn)，短波授時(shí)時(shí)間精度可達(dá)到50μs，長(zhǎng)波授時(shí)時(shí)間精度可達(dá)到1μs。（2）衛(wèi)星授時(shí)。GPS定位系統(tǒng)：全球覆蓋，精度優(yōu)于100ns。北斗定位系統(tǒng)：我國(guó)自主研制的區(qū)域性衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，精度可達(dá)到50ns。（3）網(wǎng)絡(luò)授時(shí)。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)方式實(shí)現(xiàn)授時(shí)，主要有NTP和PTP。NTP同步精度為毫秒級(jí)，PTP同步精度為微秒級(jí)。

3 模型建立

時(shí)間同步模型建立圖1所示：（1）在各地市部署2臺(tái)一級(jí)時(shí)間轉(zhuǎn)換服務(wù)器，2臺(tái)設(shè)備分別通過(guò)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)接收主時(shí)鐘的時(shí)間服務(wù)器NTP輸出時(shí)間信號(hào)。（2）2臺(tái)一級(jí)時(shí)間轉(zhuǎn)換服務(wù)器互為備份，當(dāng)主用時(shí)間轉(zhuǎn)換服務(wù)器故障時(shí)，授時(shí)設(shè)備自動(dòng)切換到備用時(shí)間轉(zhuǎn)換服務(wù)器上接收時(shí)間。（3）一級(jí)時(shí)間轉(zhuǎn)換服務(wù)器輸出接口通過(guò)運(yùn)行軟件輸出時(shí)間命令為調(diào)度機(jī)授時(shí)。（4）調(diào)度機(jī)通過(guò)調(diào)度機(jī)上配置的IP轉(zhuǎn)串口轉(zhuǎn)換器接收一級(jí)時(shí)間轉(zhuǎn)換服務(wù)器授時(shí)命令。（5）一級(jí)時(shí)間轉(zhuǎn)換服務(wù)器通過(guò)NTP輸出（網(wǎng)口）接口直接為錄音系統(tǒng)、調(diào)度臺(tái)授時(shí)。（6）以上系統(tǒng)需要以數(shù)據(jù)通信網(wǎng)承載；數(shù)據(jù)通信網(wǎng)到轄區(qū)內(nèi)所有的調(diào)度機(jī)、錄音系統(tǒng)、調(diào)度臺(tái)均需要IP可達(dá)。

4 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)時(shí)間同步系統(tǒng)進(jìn)行研究，建立調(diào)度交換系統(tǒng)的時(shí)間同步模型，實(shí)現(xiàn)蒙東電力調(diào)度交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)所有調(diào)度機(jī)、錄音系統(tǒng)、調(diào)度臺(tái)的時(shí)間同步，使各地市所在集控中心調(diào)度機(jī)、錄音系統(tǒng)、ADT調(diào)度臺(tái)均抽取同一時(shí)間轉(zhuǎn)換服務(wù)器時(shí)間。

參考文獻(xiàn)

[1]張嵐，張斌.電力時(shí)間同步系統(tǒng)的建設(shè)方案[J].電力系統(tǒng)通信，2007（01）：23.

[2]陳業(yè)釗.電力時(shí)間同步組網(wǎng)技術(shù)研究[J].廣東電力，2007（6）：41-44.endprint