智能变电站技术 南京理工大学
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1、1第第六六章章 智能变电站对时同步技术智能变电站对时同步技术主要内容l 概述l 电力系统的时间同步系统l 智能变电站的对时方式l 智能变电站采样同步技术2第第六六章章 智能变电站对时同步技术智能变电站对时同步技术一、概述1 对时在电力系统中的作用 高精度的时间同步系统可确保电力系统实时数据采集的一致性，可提高电网运行效率和可靠性，提高电网事故分析和稳定控制的水平，提高线路故障测距、相量和功角动态监测、机组和电网参数校验的准确性。3第第六六章章 智能变电站对时同步技术智能变电站对时同步技术一、概述2 时间的基本概念 时间是物理学的一个基本参量，也是物理存在的基本形式之一，即所谓空间坐标的第四维。
2、时间表示物质运动的连续性和事件发生的次序和久暂，时间最大的特点是不可能保持恒定不变。“时间”包含两个概念：间隔和时刻前者描述物质运动的久暂，后者描述物质运动在某一瞬间对应于绝对时间坐标的读数，也就是描述物质运动在某一瞬时到时间坐标原点（历元）之间的距离。4第第六六章章 智能变电站对时同步技术智能变电站对时同步技术一、概述2 时间的基本概念天文时：通过观测天文现象日月星辰的周期性运动得到的时间统称为“天文时”。天文时可分为真太阳时、平太阳时、恒星时、地方时、世界时和历书时等不同的计量时间的系统。5第第六六章章 智能变电站对时同步技术智能变电站对时同步技术一、概述2 时间的基本概念真太阳时：太阳圆
3、面中心在天球上连续两次通过某地子午线的时间间隔，称为一个真太阳时。缺点：由于地球自转存在不均匀性，故真太阳时的均匀性太差，不能作为时间计量单位。6第第六六章章 智能变电站对时同步技术智能变电站对时同步技术一、概述2 时间的基本概念平太阳时：天球上的一个假想点，它在赤道上运动的速度是均匀的，且与真太阳时的平均速度一致，其解决了真太阳时作为时间标准的不均匀性，因此得到了各国的广泛认可。7第第六六章章 智能变电站对时同步技术智能变电站对时同步技术一、概述2 时间的基本概念恒星时：从地球相对于恒星自转得到的时间系统。在天文学上我们把平春分点相对于某一固定子午圈连续两次上中天的时间间隔叫做一个平恒星时。
4、8第第六六章章 智能变电站对时同步技术智能变电站对时同步技术一、概述2 时间的基本概念世界时：天文学界规定了在英国格林尼治天文台观测得到的由平子夜起算的平太阳时叫做世界时，记为UT，并一直沿用今天。通过观测恒星直接得到的世界时称为UT0。9第第六六章章 智能变电站对时同步技术智能变电站对时同步技术一、概述2 时间的基本概念世界时UT1、UT2地球的自转轴不是固定不变的，因此需对UT0进行极移修正，并将经过修正得到的世界时记为UT1。地球的自转速率有不规则的变化，且有长期变慢的趋势，再对UT1进行地球自转速率周期变化的修正，就得到了UT2。10UTUT210UTUTTsUTTs 10第第六六章章
5、 智能变电站对时同步技术智能变电站对时同步技术一、概述2 时间的基本概念世界时存在的问题由于世界时UT系统以地球自转引起的太阳周日运动作为标准，即使经过修正，仍然存在未被修正的长期变化和不规则变化，因此还不能称为理想的时间计量系统，也不能满足现代自然科学对精确时间的需求。11第第六六章章 智能变电站对时同步技术智能变电站对时同步技术一、概述2 时间的基本概念原子时：以原子频标为基准的时间计量系统，叫做原子时（TA）。国际原子时：由分布于全球各地的原子钟共同参与产生的原子时，称为国际原子时。1971年，国际计量大会正式指定由国际时间局建立的原子时为国际原子时，并命名为TAI。12第第六六章章 智
6、能变电站对时同步技术智能变电站对时同步技术一、概述2 时间的基本概念协调世界时（UTC）：国际原子时TAI和世界时UT1的结合。目前，智能变电站使用的IEC61850协议使用的就是UTC时间，而非北京时间。其起始时刻为1970年1月1日0时0分0秒。(t)(t)(t)1(t)0.9UTCTAINNUTCUT秒 为整数秒13第第六六章章 智能变电站对时同步技术智能变电站对时同步技术一、概述2 时间的基本概念闰秒：由地球自转速率不均匀性引起的UT1与TAI的差值，须采用在UTC时刻中加1秒或减1秒的闰秒（即跳秒措施来补偿）。近二十年来，世界时每年比原子时大约慢1秒，在确定原子时的七点后，二者间的时
7、差逐年累积，到2010年已达34秒。14第第六六章章 智能变电站对时同步技术智能变电站对时同步技术15第第六六章章 智能变电站对时同步技术智能变电站对时同步技术一、概述2 时间的基本概念地方时与时区划分：以本初子午线为起点，从西经7.5度到东经7.5度定义为零时区。以零时区两边界线分别向东和向西，间隔15度划分1个时区。全球共有24个时区。各时区均与自己的中央子午线的地方平太阳时作为本时区的标准时间。16第第六六章章 智能变电站对时同步技术智能变电站对时同步技术一、概述2 时间的基本概念北京时间：中央人民广播电台在整点发布的北京时间是国家授时中心产生并保持的东经120度的地方平太阳时。北京的地
8、经度是东经116度19分，因此真正的北京地方时比法定的东8时区的北京时间要迟约15分钟。17第第六六章章 智能变电站对时同步技术智能变电站对时同步技术一、概述3 授时技术p 短波授时技术p 长波授时技术p 低频时码授时技术p 卫星授时技术18第第六六章章 智能变电站对时同步技术智能变电站对时同步技术一、概述3 授时技术卫星授时p GPS授时技术p GLONASS授时技术p GALILEO授时技术p 北斗授时技术19第第六六章章 智能变电站对时同步技术智能变电站对时同步技术一、概述3 授时技术卫星授时GPS授时GPS时间是一种由GPS地面测控系统建立的时间坐标，它以美国海军天文台的协调时USNO
9、为参考基准，其时间原点定义在USNO的1980年1月6日0时。20第第六六章章 智能变电站对时同步技术智能变电站对时同步技术一、概述3 授时技术卫星授时GPS授时GPS时间与国际协调时UTC不同之处在于它不作闰秒修正，因而是一个连续的时间尺度；它与国际原子时相似，但与国际原子时（TAI）在任一瞬间都存在一个19秒的系统差。21第第六六章章 智能变电站对时同步技术智能变电站对时同步技术22第第六六章章 智能变电站对时同步技术智能变电站对时同步技术一、概述3 授时技术卫星授时GLONASS授时 GLONASS是前苏联建立的类似于GPS系统的空基无线电导航系统。 它由24颗卫星组成，它们均匀分布在3
10、个轨道平面上，每个平面上分布8颗卫星。轨道倾角64.8度，轨道平面间隔120度。 以莫斯科时间为基准，因此它与UTC时间存在3小时的系统差。23第第六六章章 智能变电站对时同步技术智能变电站对时同步技术一、概述3 授时技术卫星授时GALILEO授时 欧盟授时系统，由30颗高轨道卫星组成，轨道高度2.4万千米，倾角为56度。它能为用户提供精确的时间和误差不超过一米的全球精确定位服务。24第第六六章章 智能变电站对时同步技术智能变电站对时同步技术一、概述3 授时技术卫星授时北斗授时北斗一号 “北斗一号”卫星定位系统由两颗地球静止卫星、一颗在轨备份卫星、中心控制系统、标校系统和各类用户机等部分组成，
11、授时精度可达到100ns。25第第六六章章 智能变电站对时同步技术智能变电站对时同步技术26第第六六章章 智能变电站对时同步技术智能变电站对时同步技术一、概述3 授时技术卫星授时北斗授时北斗二号 “北斗二号”卫星导航系统是中国独立开发的全球卫星导航系统，授时精度可达到20ns。目前已发送的13颗北斗卫星导航系统组网卫星顺利送入太空预订转移轨道。预计2020年将建成由30多颗卫星组成的，覆盖全球的“北斗二号”卫星导航定位系统。27第第六六章章 智能变电站对时同步技术智能变电站对时同步技术二、电力系统的时间同步系统1 时间同步网的组成 电力系统时间同步网由设在各级电网的调度机构变电站（发电厂）的时
