一种基于北斗卫星的电网系统授时系统技术方案

本发明专利技术提出一种基于北斗卫星的电网系统授时系统，包括授时接收机，以及与其相连的接收天线；与所述授时接收机相连的相位比对模块和微处理器；与所述相位比对模块相连的本地振荡器和频率驯服模块，其中所述频率驯服模块还与所述微处理器相连；与所述本地振荡器相连接的时间频率同步模块，所述时间频率同步模块还与所述微处理器相连；与所述时间频率同步模块和微处理器相连的时间输出模块。本发明专利技术能够从北斗卫星时间源和GPS时间源及其它时间源获取时间信号，经过比对和去噪最终能够输出高精度的时间和频率，以确保电网线路故障测距以及电网事故分析和稳定控制水平，提高运行效率及其可靠性，同时便于时间同步管理系统对设备校时。

【技术实现步骤摘要】


本专利技术涉及一种授时系统，特别是涉及一种基于北斗卫星的电网系统授时系统。

技术介绍

随着电网系统的大区域互联和广域动态测量系统(wideareameasurementsystem，WAMS)的逐步建立，基于广域同步采样数据可切实提高继电保护装置、故障测距装置、变电站一次设备状态监测装置、安全稳定控制系统、WAMS系统算法的准确性和应用的广泛性。而同步相量测量装置(phasormeasurementunit，PMU)作为广域动态测量系统的核心终端装置，测量精度较高，并且其采样基于广域同步时钟，要求各类装置和系统基于统一的时间基准运行，以确保线路故障测距以及电网事故分析和稳定控制水平，提高运行效率及其可靠性，同时便于时间同步管理系统对设备校时。
随着我国北斗卫星导航系统的建设与完善，基于北斗系统开展在电力系统授时方面的应用已是大势所趋。而现阶段电网系统中还存在着其他时间源，如GPS时间源、地面链路时间信号等，这些信号源同样可以起到参考作用，不能一下全部舍弃。
与此同时，用户不但需要高精度的时间，也需要高精度的频率。因此，产生准确、稳定的时间和频率同等重要。在进行频率源控制时，在保持相位连续性的基础上，控制引起的频率跳变尽可能小。

技术实现思路

为了克服现有技术的不足，本专利技术提出一种基于北斗卫星的电网系统授时系统。
本专利技术技术方案如下：
一种基于北斗卫星的电网系统授时系统，包括：
授时接收机，以及与其相连的接收天线；
与所述授时接收机相连的相位比对模块和微处理器；
与所述相位比对模块相连的本地振荡器和频率驯服模块，其中所述频率驯服模块还与所述微处理器相连；
与所述本地振荡器相连接的时间频率同步模块，所述时间频率同步模块还与所述微处理器相连；
与所述时间频率同步模块和微处理器相连的时间输出模块。
进一步地，所述授时接收机包括时间源控制模块及与其相连的北斗时间源接收模块、GPS时间源接收模块和其他时间源接收模块，其中时间源控制模块用来选择时间源并对接收到的脉冲信号进行滤波。
进一步地，所述时间源控制模块采用小波阈值去噪法对接收机接收到的脉冲信号进行滤波。
进一步地，所述本地振荡器为铷原子钟。
本专利技术的有益效果在于：提供了一种基于北斗卫星的电网系统授时系统，能够从北斗卫星时间源和GPS时间源及其它时间源获取时间信号，经过比对和去噪最终能够输出高精度的时间和频率，以确保电网线路故障测距以及电网事故分析和稳定控制水平，提高运行效率及其可靠性，同时便于时间同步管理系统对设备校时。
附图说明
为了更清楚地说明本专利技术的实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本专利技术基于北斗卫星的电网系统授时系统总体结构示意图；
图2为本专利技术基于北斗卫星的电网系统授时系统授时接收机结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本专利技术的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
请参见图1，本专利技术包括授时接收机1，以及与其相连的接收天线2；与所述授时接收机1相连的相位比对模块3和微处理器7；与所述相位比对模块3相连的本地振荡器4和频率驯服模块5，其中所述频率驯服模块5还与所述微处理器7相连；与所述本地振荡器4相连接的时间频率同步模块6，所述时间频率同步模块6还与所述微处理器7相连；与所述时间频率同步模块6和微处理器7相连的时间输出模块8。
请参见图2，所述授时接收机1包括时间源控制模块14及与其相连的北斗时间源接收模块11、GPS时间源接收模块12和其他时间源接收模块13，其中时间源控制模块14用来选择时间源并对接收到的脉冲信号进行滤波。
授时接收机1接收从接收天线2和其它信号源接收到的时间信号，时间源控制模块3选择稳定的时间信号，并且滤除大部分的高频噪声，为后面的准确测量和输出打下基础。
本地振荡器4提供原始的频率参考信号。10MHz信号被10,000,000分频后得到1pps信号，发送到相位比对模块3。本地振荡器4还同时为时间频率同步模块6提供参考时钟信号。标准配置本地振荡器4为OCXO高稳晶体振荡器，日老化率5E-10,1s稳定度为5E-12。如果需要更优良的频率准确度和保持性能，可以选择铷原子钟作为本地振荡器4，日老化率在1E-12量级。
相位比对模块3比对授时接收机1和本地振荡器4产生的秒脉冲之间的时差，时间间隔测量精度优先于1ns。
频率驯服模块5使用频率驯服算法，根据相位比对模块3测得的时间间隔结果，计算本地振荡器4的频率准确度信息。
时间频率同步模块6根据本地振荡器4的信号和从微处理器7传来的本地振荡器4的准确度信息不断调正本地振荡器4输出10MHz频率，并将1pps信号同步到时间输出模块8上。
维处理器7完成授时接收机1的状态监测，并根据时间源信息调整时间输出模块8的工作状态。时间输出模块8工作模式有3种：跟踪、保持和自由运行。主要是根据作为参考时钟源的授时接收机的跟踪状态以及本地振荡器的频率测量过程来区分的。
跟踪模式：开机预热约20分钟后，如果参考时钟源和本地振荡器都运行正常，时间输出模块8进入跟踪工作模式，不断测量并调校本地振荡器4的输出频率，使之精密同步于参考时钟系统，输出高精度的时间和频率同步信号。
保持模式：时间输出模块8具有“智能时钟保持算法”，在跟踪晶振过程中能够不断“学习”晶振的漂移等特性，并将这些参数存入板载存储器中。当参考时钟源系统不可用时，设备自动进入保持模式，系统将依靠本地振荡器高稳晶振继续提供高精度的同步信号。
自由运行模式：当参时钟源系统长时间不可用后，时间输出模块8进入自由运行模式，主要依靠晶振本身的自由运行性能，输出参考频率和时间信号，通过自适应精密频率测控技术，可使频率准确度提高2~3个数量级。
以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。
本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于北斗卫星的电网系统授时系统，其特征在于，包括授时接收机（1），以及与其相连的接收天线（2）；与所述授时接收机（1）相连的相位比对模块（3）和微处理器（7）；与所述相位比对模块（3）相连的本地振荡器（4）和频率驯服模块（5），其中所述频率驯服模块（5）还与所述微处理器（7）相连；与所述本地振荡器（4）相连接的时间频率同步模块（6），所述时间频率同步模块（6）还与所述微处理器（7）相连；与所述时间频率同步模块（6）和微处理器（7）相连的时间输出模块（8）。

【技术特征摘要】
1.一种基于北斗卫星的电网系统授时系统，其特征在于，包括
授时接收机（1），以及与其相连的接收天线（2）；
与所述授时接收机（1）相连的相位比对模块（3）和微处理器（7）；
与所述相位比对模块（3）相连的本地振荡器（4）和频率驯服模块（5），其中所述频率驯服模块（5）还与所述微处理器（7）相连；
与所述本地振荡器（4）相连接的时间频率同步模块（6），所述时间频率同步模块（6）还与所述微处理器（7）相连；
与所述时间频率同步模块（6）和微处理器（7）相连的时间输出模块（8）。
2.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹敏，段勇，王骏，王裴劼，高尚飞，陈超，刘侦，
申请(专利权)人：云南电网公司电力科学研究院，广州致讯信息科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：云南;53