隨著電力系統(tǒng)大容量大網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，對整個電力系統(tǒng)自動化水平的要求也越來越高，發(fā)電廠機(jī)爐電一體化監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展、變電站自動化水平的提高、電網(wǎng)調(diào)度自動化和電力市場實時競價上網(wǎng)的試行都對電力系統(tǒng)時鐘統(tǒng)一提出了迫切的要求，為了做到全電網(wǎng)的統(tǒng)一管理和調(diào)度，統(tǒng)一時鐘是保證電力系統(tǒng)安全運行，提高運行水平的一個重要措施。

一、NMFI-90時鐘同步情況

沙角電廠INFU-90DCS分散控制系統(tǒng)的系統(tǒng)時鐘改造前同步信號是由*環(huán)的值長控制臺節(jié)點OIS41（VAX-4000）工作站即LOOPl、NODEl所產(chǎn)生的，由于計算機(jī)時鐘都會有秒漂移導(dǎo)致OIS41工作站時間基準(zhǔn)不夠，基于VMS操作系統(tǒng)的VAX復(fù)雜工作站也不例外。因此INFI-9ODCS系統(tǒng)的時間和標(biāo)準(zhǔn)時鐘每月大約會產(chǎn)生6~10分鐘的積累誤差。這些誤差會造成系統(tǒng)報警、SOE順序事故記錄、趨勢記錄等不能正確記錄事件發(fā)生的正確時間。要采用人工定期校準(zhǔn)INFI-90DCS系統(tǒng)時間坐標(biāo)的方式來調(diào)準(zhǔn)時鐘，但頻繁的調(diào)整易造成歷史趨勢記錄錯誤、歸檔數(shù)據(jù)丟失等故障，使OIS41站歷史紀(jì)錄功能紊亂。

建廠初期引進(jìn)了不同廠家的自動化裝置、微機(jī)保護(hù)裝置、故障錄波裝置、電能量計費系統(tǒng)、計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、DCS系統(tǒng)、以及輸煤、除灰等控制裝置。各種裝置大多數(shù)采用各自獨立的時鐘，而各時鐘都有一定的偏差。各系統(tǒng)不能在統(tǒng)一時間基準(zhǔn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，不利于市場化的綜合效益分析。各種對時裝置同時存在不利于現(xiàn)場運行維護(hù)。DCS一體化改造時若各系統(tǒng)實施統(tǒng)一的GPS對時方案，可實現(xiàn)全廠各系統(tǒng)在GPS時間基準(zhǔn)下的運行監(jiān)控和故障分析。

二、GPS概述

GPS（GlobalPositioningSystem,定位系統(tǒng)）由美國*為其星球大戰(zhàn)計劃投資120多億美元歷時20年建成。GPS是美國*發(fā)射的24顆衛(wèi)星組成的定位、導(dǎo)航及授時系統(tǒng)，GPS的衛(wèi)星所發(fā)射的空間軌道信息無縫覆蓋著整個地球表面。由地面控制站、GPS衛(wèi)星網(wǎng)和GPS接收機(jī)三部分組成。GPS授時系統(tǒng)時鐘是由基于地球自轉(zhuǎn)的天文時和鈍原子振蕩的原子時獲得，并問*發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)世界時UTC時間，定時精度可以達(dá)到0.1微秒，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了傳統(tǒng)廣播、電視的對時方式。

GPS對民間開放以來，各種產(chǎn)品、應(yīng)用層出不窮，GPS己經(jīng)深入國民生產(chǎn)、日常生活的方方面面。GPS的定位功能在交通運輸?shù)膶?dǎo)航防盜作用得到了廣泛應(yīng)用，相對來說GPS的定時功能在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用更加重要和普遍。電力系統(tǒng)中如微機(jī)保護(hù)及安全自動化系統(tǒng)、遠(yuǎn)動及微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、調(diào)度自動化系統(tǒng)、故障錄波器、事故記錄儀等許多自動化裝置，都需要一個的時間標(biāo)準(zhǔn)，而且隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，對時間標(biāo)準(zhǔn)的度也提出了更高的要求。GPS為電力系統(tǒng)的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)，利用GPS同步電力系統(tǒng)的時鐘，必將是電力系統(tǒng)主要的定時方式。

三、DCS同步時鐘改造

為了實現(xiàn)發(fā)電廠電氣監(jiān)控ECS與DCS系統(tǒng)的全面接口，將發(fā)電廠電氣自動化系統(tǒng)*融入DCS系統(tǒng)，*實現(xiàn)發(fā)電廠的機(jī)、爐、電監(jiān)控一體化。筆者在DCS*環(huán)LOOP1的412柜內(nèi)增加了一個主時鐘服務(wù)器節(jié)點NODE60。通過加裝上海銳呈電氣公司的GPS衛(wèi)星時鐘裝置K805衛(wèi)星同步時鐘接收裝置，利用GPS衛(wèi)星發(fā)送的同步時鐘信號實現(xiàn)數(shù)據(jù)同步采樣，保證DCS系統(tǒng)在一個的時間基礎(chǔ)上可靠運行。

主時鐘服務(wù)器結(jié)點NODE60由節(jié)點通訊模件INNIS21、服務(wù)器主模件INSEMOl、時鐘同步主模件INTKMOl、端子板NTSTOl、K805衛(wèi)星時鐘系統(tǒng)組成。改造前環(huán)路時鐘同步節(jié)點為LOOPl、NODEl、同步精度為10。主時鐘服務(wù)器結(jié)點安裝后環(huán)路同步節(jié)點變?yōu)長OOPl、NODE60、同步精度為13、設(shè)置zui高的優(yōu)先級。

K805衛(wèi)星時鐘系統(tǒng)通過室外衛(wèi)星天線接收GPS時鐘信號，輸出IRIG-B格式的直流偏置電平時間碼至端子板NTST01，時鐘同步主模件INTKMOl將獲得的GPS時間信息初始化和調(diào)整自己的內(nèi)部時鐘與GPS接收機(jī)同步，通過的時間同步鏈?zhǔn)褂眠@一信息并在UO擴(kuò)展總線上產(chǎn)生時間格式的信息給服務(wù)器主模件INSEMOl。服務(wù)器主模件INSEMOl和節(jié)點通訊模件INNIS21共同完成環(huán)路通信功能向整個綜合控制系統(tǒng)發(fā)布時間信息。

四、總結(jié)

電廠、變電站時鐘同步系統(tǒng)是利用GPS時鐘同步裝置對電廠、變電站的計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、DCS分布式控制系統(tǒng)、自動化及線路微機(jī)保護(hù)裝置、故障錄波裝置、電能量計費系統(tǒng)、MBS系統(tǒng)、SIS系統(tǒng)等進(jìn)行統(tǒng)一對時，實現(xiàn)整個電網(wǎng)電廠、變電站的時鐘同步系統(tǒng)*統(tǒng)一，大大提高了電力系統(tǒng)運行的可靠性和穩(wěn)定性。

文章源于：上海銳呈電氣有限公司

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：魏元棟