对时管理系统在地区电网中的应用

摘 要 ：本文对时间同步管理系统在地区电网中的应用进行了阐述,详细介绍了系统的功能、结构、特点及工作原理,并对系统的日常维护进行了简单的描述.

关 键 词 ：GPS ；104规约；同步管理

中图分类号：TM734

0.引言

时钟是电力二次系统中进行实时数据采集、控制、事故追忆和事故分析的基础,是电力系统安全运行的重要组成部分.为保证GPS时钟的精确、稳定、可靠,国网下发了《关于加强电力二次系统时钟管理的通知》（国家电网调[2005]923号文）对时钟的精度及一致性作了要求,并在《国家电网公司关于加强预防与控制电网功率振荡的若干措施》（国家电网调[2005]922号文）等文件中反复进行了强调,为此山西省电力公司拟在十一五期间对全网厂站二次系统时钟进行整改,实现全网时钟的统一.

目前所有新建及改造500kV、220kV变电站、均通过调度数据网接入地调主站系统,以符合电网要求的信息传输规约向调度上传信息,上传内容包括：主备时钟、锁定卫星的数量、同步或失步状态、时钟主备情况、失电情况、电网频率以及其它涉及装置运行情况的信息等,以实现对GPS的监视及管理.

1.系统功能

整个系统由时钟怎么写作器、时钟运行管理系统两部分组成.

1.1 时钟怎么写作器

（1）接入GPS和北斗双卫星系统,互为备用,预留第三时钟源接入口；（2）采用主从钟的方式,使用光纤通过进行扩展通讯.实现串口、网络等各种对时方式；（3）高精度电网频率测量以及电钟和钟差计时功能,并实现与调度现有周波表等数显表通讯；（4）系统具有足够的网络接口及串口,向调度所有系统提供高精度的授时信号；（5）创建网络NTP对时环境,构建路由、分配IP地址,实现NTP标准网络对时；

1.2 时间同步运行监视管理系统

1.2.1 系统功能

时间同步运行监视管理系统实现了对厂站端（包括变电站、电厂等）时钟系统进行监测与管理.管理功能包括：数据采集和处理并对周波频率、时钟设备状态监控、时间偏差、时间精度监测及对比考核、事故告警处理、控制等.

1.2.1.1 数据采集和处理

系统具备遥测、遥信等基本功能.系统通过调度数据网络采集所需信息同时利用网络通道NTP对时功能,结合专用的时钟时间精度监测管理装置,实现对远方各时钟系统的时间精度测量.

（1）时钟同步设备或装置通过数据网接入系统；

（2）时钟同步装置能够将时间、频率、状态等遥测量、遥信量,合并处理为系统要求的统一格式,具有遥测、遥信、遥控上报、板级状态监测等功能.

（3）系统接收厂站端时钟系统的信息.信息包括：频率、经纬度、主备时钟情况、失步情况、板级状态等信息.

（4）具有对厂站时钟系统运行状态信息、通信过程监视诊断,统计停运时间功能.

1.2.1.2 事故告警处理

可方便地对时钟同步装置异常情况进行分类处理.

报警可按类型及时间分类,分窗口在实时监控画面上显示,并形成相应的报警列表,按日形成文件保存.报警可按打印、图形终端显示等方式输出,同时具有报警确认、禁止及恢复等功能.事故时可自动声光或语音报警、或通过短信息通知有关人员.对于事故报警可将系统设置为需由监控人员确认后方可解除报警铃声.

1.2.1.3 控制

控制功能包括主备时钟切换功能,能够在主站下达命令,对指定的厂站端时钟系统进行主备时钟切换,命令从确认到执行结束的时间不超过5秒,且在系统稳定和告警状态下均能够实现,并且厂站执行端在接收到命令后会自动根据实际情况分析实现系统时钟源的无缝切换.

1.2.1.4 历史数据的存储和处理

历史数据的处理功能主要包括：所有历史数据既能自动存入硬盘中,同时也能转储到光盘等介质上长期保存.具有历史数据的检索及查询功能,具有丰富、方便、友好的历史数据查询和使用手段.

1.2.2 与时钟同步装置通信规约

通信规约采用部颁标准104规约,以及通用NTP/SNTP网络时间同步协议,通信方式为计算机网络方式,传输协议TCP/IP.远方时钟装置作为怎么写作器端,监控中心以TCP客户端方式与远方时钟装置建立连接,获取监控数据.同时远方时钟装置又作为一台NTP时间怎么写作器,监控中心以标准的NTP客户端方式获取其时间信息以供测量.

1.2.3 用户界面

用户界面包括图形用户界面、报表、曲线、系统员维护及开发界面等.用户界面友好,便于使用、维护.画面具有实时动态着色功能.

具有图库一体化管理功能,集成绘图、数据库录入等部分.用户在绘图时可自动、智能化地完成部分数据库的录入,以减少用户的工作量、提高工作的准确性.当厂站端设备按照分配的IP地址、端口号接入调度数据网,在调度端管理系统只需要输入厂站名称及相应的IP地址和端口号,即可自动生成厂站端设备的详细参数及系统结构图如图所示：

1.2.4 图形编制

系统图形编辑管理系统提供丰富实用的绘图工具,可以绘制各种所需要的图形,同时支持多种字体,美观大方.图形画面支持各种字体的文字.

1.2.5 画面显示

以关系型数据库和多媒体技术为基础,实现丰富的图文、语音并茂显示.图形采用世界图形式,可记录图形层次间的逻辑对应关系和地理对应关系.

可显示多种类型的画面：导航图、曲线图、棒形图、混合图、表格、目录表等.系统分辨率为1024*768和1280*1024可选,色彩选择不少于65536种.可由键盘、鼠标调出画面,常用画面可一键调出.可实现多层调图.事件发生时,可自动推出报警画面,并伴有声音或语音报警等.

数据库中的所有信息以及各种应用数据均可显示在图形上.

画面可以通过菜单、动态功能键、光敏点、专用功能键、画面名等方式直接调用,也可通过前后翻页、重新调出等方式调用.

1.2.6 权限控制

对用户的所有图形用户终端可通过权限级别控制使用者访问系统的能力及其操作控制范围.具备限制不同类型用户应用系统功能的权限,各类型用户只能使用已限定的系统应用功能.

1.2.7 报表及打印

具有报表打印功能,可打印各种规格尺寸的报表,可定义到指定打印机上打印输出.具有图形打印功能.

可在线简单、方便地建立和修改报表的格式及数据.报表中人工修改后的数据及其关联数据能够自动重新进行计算.

1.2.8 系统体系结构

时间监视管理系统采用客户/怎么写作器结构,可满足系统的维护、扩容和升级要求.任何设备的替换和升级对依赖于其的应用子系统都是完全透明的.系统主要包括：一套时钟怎么写作器、一台怎么写作器及相应软件.

系统具有接入调度数据网络等功能,与所辖发电厂、变电站、等调度自动化系统联网运行（如下图）.

2. 系统特点

2.1 稳定性

系统长期稳定运行,系统中各类设备的平均无故障时间（MTBF）大于20000小时.系统的年可用率不小于99.95%.单个设备的故障不会引起系统功能的丧失.系统在任何情况下不会引起实时数据的丢失.

2.2 实时性

系统能够对系统事件提供快速、恒定的响应性.以高效、可靠和准确的方式反映系统事件.

2.3 可靠性

怎么写作器、工作站和网络设备采用冗余方式配置以保证系统的可靠性.重要的文件、系统及数据库要有自动备份功能.

由于偶发性故障而发生自动热启动的平均次数<1次/360小时.

2.4 可扩展性

系统具有灵活的系统扩充能力,提供包括系统数据库容量、怎么写作器节点、工作站节点、GPS装置台数等系统功能和系统设备的扩充条件及技术手段.

系统接入网络接点数、工作站个数、GPS装置台数可由用户自行定义或扩充,系统软件无任何限制.