申報單位：內(nèi)蒙古電力(集團)有限責(zé)任公司內(nèi)蒙古超高壓供電分公司

聯(lián)合申報單位：

主要完成人：米利俊、郭星、丁文紅、張善祥、王俊威、馬雨姣

一、案例簡介

本項目針對內(nèi)蒙古電網(wǎng)時間同步體系存在的GPS依賴性強、設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、安全隱患突出等問題， 創(chuàng)新構(gòu)建基于北斗衛(wèi)星的天地互備時間同步系統(tǒng)。通過研發(fā)多功能增強型時鐘設(shè)備，整合北斗/GPS雙模授 時與SDH地面鏈路技術(shù)，在多座500KV變電站實現(xiàn)優(yōu)于1微秒的組網(wǎng)精度。項目同步開展北斗導(dǎo)航定位、 應(yīng)急通信等功能在電網(wǎng)巡檢、桿塔監(jiān)測、應(yīng)急搶修等場景的應(yīng)用驗證，形成省級電網(wǎng)時間同步技術(shù)規(guī)范， 為構(gòu)建自主可控的電力時空基準(zhǔn)體系提供示范樣板，有效提升電網(wǎng)故障分析能力和安全運行水平。

總體目標(biāo)是建立一套高精度的統(tǒng)一時間系統(tǒng)，以北斗衛(wèi)星授時為主、兼顧GPS衛(wèi)星授時，具備條件后， 全部實現(xiàn)北斗衛(wèi)星授時，同時實現(xiàn)地面鏈路授時，實現(xiàn)天地互備，本期實現(xiàn)公司本部、旗下營、寧格爾三 站各應(yīng)用系統(tǒng)對時一致的要求，確保實時數(shù)據(jù)采集時標(biāo)一致性，為電網(wǎng)事故分析和穩(wěn)定控制提供精準(zhǔn)可靠 的時間參照體系。系統(tǒng)建設(shè)原則為：分級分區(qū)建設(shè)，構(gòu)建超高壓本部時鐘監(jiān)測主站系統(tǒng)、500千伏旗下營、 寧格爾變電站時鐘監(jiān)測子站系統(tǒng)；實現(xiàn)500千伏變電站時間同步系統(tǒng)(GPS+北斗+地面鏈路授時)的集中監(jiān) 測與管理；實現(xiàn)對500KV變電站監(jiān)控系統(tǒng)、故障錄波、相量測量裝置(PMU)、電能量遠(yuǎn)方終端等的時間

監(jiān)視；開展天地互備時間同步地面鏈路基準(zhǔn)時間傳遞試點測試，條件具備時實現(xiàn)調(diào)度管轄范圍內(nèi)的地面鏈 路基準(zhǔn)時間同步。

二、技術(shù)方案

項目關(guān)鍵技術(shù)是多功能北斗時鐘設(shè)備開發(fā)研究，工作主要難點及工作量是設(shè)備研發(fā)，該設(shè)備是在原有 時間監(jiān)測設(shè)備基礎(chǔ)上專門針對電力系統(tǒng)授時需求現(xiàn)狀開發(fā)的時間同步和實時監(jiān)測系統(tǒng)，集時頻應(yīng)用業(yè)務(wù)于 一體，兼具時間同步和時間監(jiān)測功能、時間管理、電網(wǎng)測頻功能、頻率同步功能，具有完善的網(wǎng)絡(luò)管理能 力和多級用戶認(rèn)證機制，支持直接的NTP、101、102、103、104、報文、B碼、脈沖等方式的授時輸出和 時間測量，各模塊的隔離式端口可直接深入到相應(yīng)的設(shè)備或者子網(wǎng)，實現(xiàn)站端的附著式時間監(jiān)測，使站端 的改動最小，適用于廠站端的時間同步和時間精度監(jiān)測、時鐘狀態(tài)監(jiān)測，對微機、保護、測控、故障錄波、 PMU、電量、監(jiān)控系統(tǒng)等各類站端設(shè)備的時間正確性和精度的監(jiān)測。實現(xiàn)對廠站端(包括變電站、電廠等) 時鐘系統(tǒng)的監(jiān)測與管理，包括時鐘數(shù)據(jù)采集和處理、狀態(tài)監(jiān)測、時間精度檢測、對比考核、告警處理、控 制等功能。系統(tǒng)同時具有可遠(yuǎn)程管理的授時輸出能力，以及基于精確時間頻率同步的全網(wǎng)周波頻率精密測 量功能，可以在主站監(jiān)測所有廠站端優(yōu)于0.00001hz的電網(wǎng)頻率。所以增強型北斗時間同步設(shè)備集多功能 于一體，又要保證設(shè)備具有良好的擴展性和融合能力，既完成時間同步，又完成了時間的回饋監(jiān)測，支持 直接構(gòu)建地面時間鏈路，還具有可控，可干預(yù)性。

廠站時鐘通過時鐘輸出接點監(jiān)測時鐘的準(zhǔn)確性要求廠站時鐘設(shè)備到被授時設(shè)備之間的授時和接收過 程是否正確，采用時鐘系統(tǒng)的節(jié)點脈沖以正點變位方式輸出信號，現(xiàn)場自動化設(shè)備基本上均具備遙信位輸 入，將脈沖信號接入到被授時設(shè)備的遙信位上促使其產(chǎn)生SOE變位時間，變位SOE時間記錄通過標(biāo)準(zhǔn)協(xié)

議由自動化設(shè)備輸出至?xí)r鐘監(jiān)測裝置，通過時標(biāo)比較測出SOE報文傳送的變位時間與時鐘系統(tǒng)設(shè)定的節(jié)點 脈沖變位時刻之間的時間差，即可監(jiān)測到授時設(shè)備與被授時設(shè)備的時間傳遞狀況。監(jiān)測記錄數(shù)據(jù)上報中心 站并按接受序列存入相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫內(nèi)供時鐘監(jiān)測系統(tǒng)處理。通過本期項目理論研究及試驗示范項目實施， 為內(nèi)蒙古超高壓公司建立一套“北斗為主、天地互備”的時間同步及監(jiān)測管理系統(tǒng)；通過本項目最終可形成 內(nèi)蒙電力時間同步技術(shù)規(guī)范、同時為全省時間同步奠定理論基礎(chǔ)，通過對北斗授時、定位、通信等功能在 內(nèi)蒙古電網(wǎng)中的綜合應(yīng)用可行性進行研究，為北斗民用化推廣起到重大推進作用。

三、創(chuàng)新亮點

雙?；涫跁r技術(shù)：首創(chuàng)北斗/GPS融合授時機制，提高授時、定位精度；天地協(xié)同組網(wǎng)，構(gòu)建“星基 +地基”時空基準(zhǔn)體系，保證電網(wǎng)安全性；多功能集成設(shè)備，實現(xiàn)授時-監(jiān)測-管理一體化；智能診斷系統(tǒng)， 開發(fā)時頻偏差自校正算法，實現(xiàn)融合突破性創(chuàng)新；多場景應(yīng)用驗證，拓展北斗四維應(yīng)用矩陣，實現(xiàn)多方面 綜合應(yīng)用示范。