黑科技!衛(wèi)星時鐘同步服務(wù)器在電力系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用

原創(chuàng) 2020-12-10 15:28:00 衛(wèi)星時鐘同步服務(wù)器 i.MX6UL

電力系統(tǒng)時鐘同步系統(tǒng)是利用全球定位系統(tǒng)GPS(北斗)時鐘對電廠、變電站的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、測控裝置、線路微機(jī)保護(hù)裝置、故障錄波裝置、電能量計(jì)費(fèi)系統(tǒng) 等進(jìn)行統(tǒng)一對時,這些自動化設(shè)備的內(nèi)部都有實(shí)時時鐘,但是也有可能因?yàn)槎喾N原因產(chǎn)生誤差,如初始值設(shè)備的不準(zhǔn)確、石英晶體振蕩頻率誤差及其頻率振蕩的溫度漂移和老化漂移、電路中電容量的變化等。

因此需要實(shí)時對系統(tǒng)中的電子鐘進(jìn)行校準(zhǔn), 當(dāng)前主要是利用GPS和北斗衛(wèi)星授時系統(tǒng)取得時間基準(zhǔn)信號,并轉(zhuǎn)換成各種自動化設(shè)備需要的時間信號輸出,從而實(shí)現(xiàn)各個自動化設(shè)備的時間統(tǒng)一,實(shí)現(xiàn)了整個電廠、變電站的時鐘完全統(tǒng)一,提高整體電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的效率。

 

一、時間同步系統(tǒng)的組成

時間同步系統(tǒng)有多種組成方式,其典型形式有兩種,分別如下:


*單主鐘時間同步系統(tǒng)

由一臺主時鐘、多臺從時鐘和信號傳輸介質(zhì)組成,用以為被授時設(shè)備或系統(tǒng)對時,根據(jù)實(shí)際需要和技術(shù)要求,主時鐘可留有接收上一級時間同步系統(tǒng)下發(fā)的有線時間基準(zhǔn)信號的接口。


*雙主鐘時間同步系統(tǒng)

由兩臺主時鐘、多臺從時鐘和信號傳輸介質(zhì)組成,用以為被授時設(shè)備或系統(tǒng)對時。根據(jù)實(shí)際需要和技術(shù)要求,主時鐘可留有接收上一級時間同步系統(tǒng)下發(fā)的有線時間基準(zhǔn)信號的接口。

二、時間同步系統(tǒng)的配置

*單主鐘時間同步系統(tǒng)

北斗+GPS,適用于小型發(fā)電廠、35kV及以下變電站。

*雙主鐘時間同步系統(tǒng)

雙北斗+雙GPS,適用于各級調(diào)控中心、大型發(fā)電廠、110kV及以上變電站。


01、 系統(tǒng)構(gòu)成

授時方案設(shè)計(jì)了5個模塊:導(dǎo)航衛(wèi)星信號接收模塊、時間解碼模塊、晶振計(jì)數(shù)模塊、模擬秒脈沖產(chǎn)生模塊、顯示模塊。

02、 系統(tǒng)原理

由導(dǎo)航衛(wèi)星信號接收模塊接收衛(wèi)星信號,輸出標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖和時間碼至FPGA時間解碼模塊,F(xiàn)PGA解出時間信息并根據(jù)通訊協(xié)議發(fā)送給顯示模塊。晶振輸出脈沖至FPGA,晶振計(jì)數(shù)模塊記錄標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖每個周期內(nèi)晶振脈沖數(shù)。當(dāng)記錄時間達(dá)到30min,計(jì)算這組數(shù)據(jù)的均值和方差。導(dǎo)航衛(wèi)星失聯(lián)后,根據(jù)前30min計(jì)算的均值和方差動態(tài)設(shè)置晶振計(jì)數(shù)模塊的脈沖產(chǎn)生計(jì)數(shù)器閾值以產(chǎn)生高精度的模擬秒脈沖。

三、方案技術(shù)需求實(shí)現(xiàn)

 

主控選用飛凌FETMX6UL-C核心板

iMX6UL實(shí)現(xiàn)功能 

性能:NXP i.MX6UL Cortex-A7 主頻528MHZ

電源保障:雙電源供電,互為主備

LCD:顯示屏,人機(jī)交互

Key:前面板的按鍵

SPI:接FPGA。與FETMX6UL-C做信息交互

IIC:RTC芯片

串口:接GPS模塊和北斗模塊

GPIO:控制中斷

網(wǎng)口:2路,做通訊授時

iMX6UL核心板 

平臺優(yōu)勢:

FETMX6UL-C核心板基于NXP i.MX6UltraLite Cortex-A7 架構(gòu)處理器設(shè)計(jì),主頻528MHz,核心板采用兩組優(yōu)質(zhì)進(jìn)口80P板對板連接器設(shè)計(jì),獨(dú)特的電源管理架構(gòu)相比ARM9系列的核心板功耗更低。嚴(yán)酷的溫度等級測試確保核心板在-40℃~+85℃環(huán)境中穩(wěn)定運(yùn)行,最大支持8路UART、2路以太網(wǎng)、2路CAN等工業(yè)級總線接口。

iMX6UL優(yōu)勢 



行業(yè)發(fā)展貼士:

“四統(tǒng)一”時間同步裝置

調(diào)自〔2013〕82號文《國調(diào)中心關(guān)于加強(qiáng)電力系統(tǒng)時間同步運(yùn)行管理工作的通知》要求“實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級的時間同步狀態(tài)在線監(jiān)測功能”。

調(diào)自〔2014〕53號文《國調(diào)中心關(guān)于強(qiáng)化電力系統(tǒng)時間同步監(jiān)測管理工作的通知》要求“電力系統(tǒng)時間同步監(jiān)測遵循分級管理的原則,各級調(diào)度控制中心監(jiān)測管理直調(diào)廠站和下級調(diào)度的時間同步狀況,廠站監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測管理站內(nèi)主要二次設(shè)備的時間同步狀況。通過分級時間同步監(jiān)測系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對電力系統(tǒng)時間同步的閉環(huán)管理”。

2015年,國調(diào)中心自動化處組織8個省市調(diào)、中國電科院、南瑞集團(tuán)及國內(nèi)10多個主要自動化設(shè)備廠家,以提高變電站自動化設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化程度和功能性能為目標(biāo),開展了時間同步裝置的“四統(tǒng)一、四規(guī)范”工作(簡稱“四統(tǒng)一”),統(tǒng)一外觀接口、信息模型、通信服務(wù)、監(jiān)控圖形,規(guī)范參數(shù)配置、應(yīng)用功能、版本管理、質(zhì)量控制,制定《Q/GDW11539-2016 電力系統(tǒng)時間同步及監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》。

主要解決了以下問題:

1. 各廠家裝置使用界面、菜單面板指示燈和參數(shù)設(shè)置項(xiàng)存在明顯差異,不便于運(yùn)維。

2. 大部分裝置不支持時間同步狀態(tài)在線監(jiān)測功能,部分裝置多事件源切換功能存在缺陷,同時信息模型存在一定差異。

3. 裝置型號命名無明確規(guī)則,缺乏軟件版本管理手段。


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END

 

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