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时间同步管理模式
站控层组网特点
站控层监控主机作为管理端，对时钟装置、 测控装置、故障录波装置、PMU、智能终端 的时钟同步状态进行监测管理，其监测原理 为NTP乒乓原理（四时标）
过程层组网特点
对于智能终端和支持GOOSE的合并单元，时 间同步监测数据和设备状态自检数据都通过 GOOSE传输，其监测原理为NTP乒乓原理（四 时标），
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解决方案
模式一
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解决方案
模式二
组网特点
站控层采用SNTP/NTP授时，间隔层和过程层设备采用PTP对时,间隔层 设备同时接收IRIG_B码，只有一个PTP主时钟；
是一个过渡方案，由点对点，单向授时，到共享网络资源 双向授时的过渡，PTP技术的应用还不成熟，二次设备对PTP技 术的支持还不可靠，对间隔层进行了IRIG_B的冗余备份，保障 间隔层对时间的安全应用，全站仅配置了一套对时设备，时间 源头的冗余配置不够。 2008年IEEE1588V2-2008 发布后，数字化变电站开始应用这种 以太网网络精确时间同步技术。
光缆
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解决方案
数 字 变 电 站 结 构
站控层：自动化站级监视控制系统、站域控制、通信系
统、对时系统等，实现面向全站设备的监视、控制、告警 及信息交互功能，完成数据采集和监视控制（SCADA）、操 作闭锁以及同步相量采集、电能量采集、保护信息管理等 相关功能
间隔层：继电保护装置、系统测控装置、监测功能组主
性能目标 广域同步时间精度 整体优于1us 提供的BITS信号满足ITU G.811、 G.812、 G.813的不同等级 对时间同步精度进行精度测量，提供压毫秒级 的测量数据;
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技术发展方向
广域时间频率同步技术
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技术发展方向
第一层保护，IP协议的访问控制。对时NTP服务端仅存 在于时钟装置，监测NTP服务端存在于被监测装置，它们的 IP地址不同，因此正确配置IP地址后，监测的请求不会与 对时请求混淆，保证了不同用途的NTP服务不会冲突。 第二层保护，协议标识的访问控制。通过Reference Identifier字段区分监测和对时的NTP服务。监测的NTP不 应响应“TSSM”标识以外的请求报文；对时的NTP则不应响 应标识为“TSSM”的请求。从而保证了任何情况下两者不 会冲突。
B码
GPS 北斗GPS北斗
主控继电室
时间同步系统 主时钟机柜 主时钟 CT-TSS2000
（GPS+北斗+铷原子授时）
光电转换器
直流220V 交流220V 交流220V 接地
防雷器 防雷器
220kV继电室
IRIG-B（DC）码
500kV继电室
时间扩展装置 机柜 时间信号扩展装置 CT-KZ001
B码
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解决方案
模式三
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解决方案
模式三
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时间同步管理模式
调度主站组网特点一： 时间同步监测中，NTP采用客户/服务器模 式。该模式中，时间管理服务器为客户端，被监测设备为服务端。时 间管理服务器定期向被监测设备发送报文。时间管理服务器依照被监 测设备返回的时钟报文计算时钟偏差，但不会修改被监测设备的时钟 监测用途NTP与对时用途NTP的区分
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解决方案
电力系统时间应用
调度技术支撑平台 OPEN3000、D5000 WARMS、EMS/GIS 计费系统…
变电厂站 二次设备 或系统
保护装置、测控装置 故障录波、雷电定位 行波测距、监控系统…
通信系统
SDH设备,远动
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解决方案
常规变电站时间同步系统组成
主时钟屏 北斗 主时钟1
B码 B码
时间信号扩展屏
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时间同步管理实施方案结构图
工作站1 工作站2 工作站3 服务器1 工作站2 打印机
量对 时 测
测对 量时 与
NTP NTP
NTP
量对 时 测
测对 量时 与
NTP NTP
NTP
NTP
NTP
量对 时 测
量对 时 测
测对 量时 与
测对 量时 与 SNTP对时 A网
主时钟
B网 SNTP对时
NTP NTP NTP NTP
IED等二次设备
过程层：变压器、断路器、隔离开关、电流/电压互感
器等一次设备及其所属的智能组件以及独立的智能电子装 置
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解决方案
智能变电站时间同步网典型组网模式
模式一 站控层采用SNTP/NTP授时，间隔层和过程层设备采用IRIG_B(DC)对时 典型应用：陕西延安750KV智能变电站； 模式二 配置一套北斗/GPS双卫星时间同步系统； 站控层采用SNTP/NTP授时，间隔层和过程层设备采用PTP对时,间隔层 设备同时接收IRIG_B码； 典型应用：吉林长春南500KV智能变电站 模式三 配置双套北斗/GPS,站控层、间隔层、过程层均采用PTP对时方式；AB网 双网双备，同时具备两个PTP主钟在线工作，通过BMC算法决策工作状态 典型应用：辽宁何家变220KV智能变电站
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绪论
同步 信号之间在频率或相位上保持某种严格的特定 关系，即在相对应的有效瞬间以同一平均速率出 现 时间同步 通过一定的比对手段使两个时钟时刻保持一致 时间同步分类 相对时间同步，是指某个系统内的时钟所进行 的时间同步 绝对时间同步，是指除了完成本系统内的时间 同步外，还要与国家标准时间和国际标准时间 UTC相同步
普 通 厂 站 时 间 同 步 系 统
必要
卫单 星应 单用 钟系 统
数 字 化 厂 站 时 间 同 步 系 统
重要
全 省 广 域 时 间 频 率 同 步 网
全 国 广 域 时 间 频 率 同 步 网
异常重要
不同的 需求对 应不同 的解决 方案
需要
2013年1月24日，国家电网因时间错误造成国调中心和四川省调相关 系统和设备故障，使四川二滩电站和瀑布沟电厂发电机组异常关机。 2013年4月15日，国家电网公司国调中心发布2013年82号文件，要求 加强对时间的运行管理。高精度时间同步对电力系统已经异常重要!
两网统一
天地互备
广域同步
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技术发展方向
广域时间频率同步系统
整体设计
灵活组态
强化管理
可控运行
设计原则
标准接口
开放兼容
分级实施
逐步完善
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技术发展方向
广域时间频率同步系统组成
广域时间频率同步系统
GPS 北斗
时间在线管理监测系统
网管数据
一级基准时钟
测量数据
在线监测装置
网管数据
GPS 北斗SDHFra bibliotek时间频率 信息
世界协 调时 UTC
与世界时原点一致
绪论
频率基准
主要分类
石英钟 温补晶振，恒温晶振，压控晶振 原子钟 铯原子钟、氢原子钟、铷原子钟 原子钟精度：铯 > 氢 > 铷 光钟 新一代原子钟。分为原子光钟和离子光钟，2010年美 国铝离子光钟，精度可达37亿年误差不到1秒
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解决方案
电力时间同步系统的演进
脉冲 串口
IRIG-B码 网络
时间信号扩展装置
时间信号扩展屏
脉冲
时间信号扩展装置
GPS
主时钟2
时间信号扩展装置 时间信号扩展装置
串口
IRIG-B码
光输出 光缆
光接收
光接收
网络
光缆 IRIG-B（DC）码
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四川西昌500kV变电站拓扑图
主变继电室 四川西昌500kV变电站系统拓扑图
时间扩展装置 机柜 时间信号扩展装置 CT-KZ001
智能变电站 时间同步系统
成都可为科技发展有限公司
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目录
1、绪论 2、现代授时技术5、解决方案
2.1 模式一（站控层NTP、间隔层/过程层IRIG-B） 2.2 模式二（站控层NTP、间隔层/过程层PTP，间隔层IRIG-B） 2.3 模式三 （三网合一，全站PTP）
3、技术发展方向
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绪论
时间系统
磁盘阵列 网管服务器 通信服务器 应用服务器 网管数据
电力 调度 数据网I I区
在线监测装置
交换机
二次基准时钟
测量数据
GPS
北斗
SDH
时间频率 信息
测量数据
在线监测装置
工作钟
时间频率 信息
网管数据
扩展装置
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技术发展方向
广域时间频率同步系统
功能目标 广域时间频率同步，频率时间两网统一 分级分层在线监测，横向纵向全覆盖管理
回归年长度的 1/31556925.9747
原子时 TAI
铯 -133 原子基态的两个超 当前的时间基本计量 精细能级间在零磁场下跃 系统 迁辐射9192631770周所持 1000万年仅误差1秒 续的时间 ； 国际原子时TAI和世界时 UT1的结合，UTC(t)TAI(t)=N秒（N为整数）， UTC(t)-UT1(t)<0.9秒 以闰秒方式修正UT1 与TAI之间的差值， 闰秒时间规定：6月30 或12月31日的最后一 分钟为61秒或59秒 6
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解决方案
模式一
组网特点
站控层采用SNTP/NTP授时，间隔层和过程层设备采用IRIG_B(DC)对时 ；不占用间隔层，过程层网络资源，对时网独立，各层之间采用 “点对 点”方式连接，用时设备大部分都具备IRIG_B码对时接口，技术成熟，对 时精度较高；
单向授时，路径时延扣除不一致，需要点对点接线，接线较 多，施工繁杂，无法共享站内网络资源，数字化变电站的数字 化，网络化的要求不一致； 早期智能站通常采用的对时组网模式。