整合網絡時間同步系統（NTP時鐘同步裝置）解決方案

整合網絡時間同步系統（NTP時鐘同步裝置）解決方案

整合網絡時間同步系統（NTP時鐘同步裝置）解決方案

電力系統對統一時間的要求愈來愈迫切，高精度、可管理、高可靠的時間同步網已經成為現代化電力系統穩定運作的重要基礎。

時間系統孤島林立

通常來講，現有電力系統都是簡單通過在變電站等機房内部配置GPS衛星接收機的方式來獲得時間資訊。由于不具備各分散GPS接收機的網管能力，全電網統一的時間同步機制還沒有形成。各個電廠、變電站、排程中心都是時間孤島，各機房的時間系統也沒有統一的精度要求和安全性标準。

于是，由于時間同步不良而可能導緻的各種問題無法預防：所有的時間基準依賴GPS，而GPS時間受制于天氣因素和政治因素，且安裝過程複雜，時間系統的安全性缺乏保障；所有站點準同步，無統一的時間同步網絡實作全網同步；GPS接收機廣泛使用，各站點不能共享，資源浪費嚴重；現網時間裝置種類繁多，制式不一，大多數不能納入網管，隻能人工現場維護；GPS信号一旦發生故障，則守時性能低，同步品質下降。

是以，這些系統和裝置均需要使用統一的、精确的時間，才能夠準确完成規定的功能和特定的配合工作。另外，隻有具備了統一精确的時間源，才可以更好的實作各系統的運作監控和故障分析，可以通過各種電力系統自動化控制裝置的開關動作、調整的先後順序及準确時間來分析事故的原因及過程。

整合時間同步孤島

基于以上問題，電力系統迫切需要建立統一的時間同步網絡，變準同步的時間同步孤島為等級同步的樹狀網絡；時間同步的基準要做到多元化，避免單一GPS時間的風險；時間同步裝置要做到可管理，制式要統一，提高可維護性。

時間同步與傳統的頻率同步是不同的概念，頻率同步指不同系統之間的時鐘是同步的，時間同步是指不同系統之間的絕對時間是相同的。例如在通信系統中，每個系統都有内部時間，包括時分秒等，但是由于每個系統内部時間獨立運作，各個系統之間的時間不一定是相同的。時間同步就是将各個不同系統之間的時間偏差控制在特定範圍之内的一種技術。

而不同的電力自動化系統對時間的精度有着不同的需求，對時間同步系統信号的種類也是多樣化的。“線路行波故障測距裝置”、“雷電定位系統”和“功角測量系統”等時間同步精度需要達到μs級的要求；“變電站監控系統”、“配電網自動化系統”和“微機保護裝置”等自動化控制和監測類裝置時間同步精度需要達到ms級的要求；“電能量計費系統”、“電力市場交易系統”和“自動記錄儀表”等計費和交易類系統的時間同步精度需求則通常為秒級。

• 如何組網？

為了滿足電力系統對時間同步的特别需求，新型時間同步系統需要具備如下功能：能跟蹤GPS，也能跟蹤地面參考源和北鬥衛星，互為備份；能夠組建時間同步網，可以跟蹤上級時間同步節點的時間源，也可以向下級時間同步節點分發時間；支援時間延時的自動補償功能；能夠納入網管中心統一管理和維護；具有豐富的時間同步接口和較高的端口密度；内置光收發子產品，通信機房和保護小室之間通過光纖組網，且延時可自動補償。

是以，典型的組網方案為：排程中心放置一級時間同步裝置，可以跟蹤GPS或者北鬥衛星；通過V.24協定将DCLS時間碼承載到傳輸網上，電廠和變電站可以從傳輸網上獲得排程中心的時間作為地面備份；時間在傳輸網上的延時可以在接收端自動補償。

電廠和變電站的通信機房可以采取與排程中心相同配置，同時引入排程中心通過傳輸送過來的地面備用時間源。在衛星不可用的情況下，将主用時間源GPS或者北鬥衛星切換到備用時間源上，避免進入守時狀态，保證精度。

在變電站的保護小室可以放置二級時間同步裝置，不配置衛星接收卡，通過光纖接收通信機房的時間，并自動做延時補償，使之精度能夠達到跟蹤衛星的精度。

所有的時間同步裝置都能通過DCN網進行維護管理，對于沒有DCN網點場合，例如保護小室，則可以通過網管系統進行管理，進而實作全網裝置的可維護可管理。

• 時間伺服器是核心

時間伺服器是時間同步系統的核心裝置，也是電力系統時間同步網絡必不可少的元件。時間伺服器的特性，直接決定着整個時間同步網絡的精度、可靠性和安全性。建設高品質的時間同步網絡，離不開高品質的時間伺服器。

由于電力系統的特殊要求，除傳統意義時間伺服器的功能外，還存在諸多特殊需求，是在組建電力系統時間同步網時所必須考慮的：

端口能力。時間伺服器需要支援多種輸出端口類型，包括靜态空接點、序列槽、光纖接口、IRIG-B接口、以太網接口等，以便适應與各種自動化裝置的時間信号連接配接需求。

衛星跟蹤能力。從安全性和可靠性考慮，時間伺服器裝置需要具備跟蹤多種衛星系統并擷取時間同步信号的能力，主要的衛星系統包括GPS、GLONASS和北鬥系統等。

内部振蕩源的支援能力。為了滿足不同的需求，時間伺服器裝置需要具備多種内部振蕩源的靈活配置能力，以便達到合理控制投資的目的。例如對于高保持和高精度的需求，可以配置铷鐘振蕩源，如中心機房的一級時間伺服器；對于普通時間精度的要求，可以配置晶體鐘振蕩源，如各變電站的二級時間伺服器等。

　　　

組網可擴充能力。時間伺服器裝置需要支援多個光接口，每個主裝置可以通過光口級聯若幹個從裝置，同時從裝置可以将時間碼通過光口環回，這樣從裝置可以獲得時延參數，自動補償時延。可以滿足從通信機房到多個保護小室的時間同步組網，能夠達到變電站的所有機房覆寫。

供電方式。因為通常在通信機房直接使用-48V支流電源，而在繼保機房則需要使用220V交流電源，時間伺服器需要同時支援220V交流和-48V直流電源。

　　目前，對于在專網行業系統的時間同步問題，尚無行業标準規範。華為基于在電信營運領域已經積累了豐富的時間同步解決方案和實際工程部署經驗，旨在為電力系統提供電信級可靠性和高精度的時間同步方案，并已在南方電網、北京電力成功完成測試和試驗網建設。我們相信，在電力等專網系統存在的時間同步孤島即将消失，一張張全新的時間同步網絡即将形成，并為各行各業的飛速發展提供基礎保障。