一种应用于电力设备时钟源的实时溯源和在线校准系统技术方案

本发明专利技术公开了一种应用于电力设备时钟源的实时溯源和在线校准系统，包括通过北斗卫星共视向上实时溯源至国网计量中心的守时实验室

【技术实现步骤摘要】
一种应用于电力设备时钟源的实时溯源和在线校准系统


[0001]本专利技术涉及时间频率同步系统，特别涉及一种应用于电力设备时钟源的实时溯源和在线校准系统
。

技术介绍

[0002]时间频率是一个国家科技
、
经济
、
军事和社会生活中至关重要的参量
。
目前，时间频率在新型电力系统建设中“源
、
网
、
荷
、
储”各领域均有大量应用，也是电网的基本技术支撑，是实施双碳策略和市场化交易的重要保障
。
[0003]目前电力系统网省调
、
地市中心和厂站
、
专变等装置，普遍存在时间同步精度低
、
缺乏有效时间量值传递
、
在线计量监测手段等问题
。
当前国网公司有5亿余只计量设备在系统中运行，时钟的准确性和可靠性对实施电价市场改革和分时电价政策
、
提升台区运营管理水平等至关重要
。
而在双碳策略和市场化交易的需求下，为解决电力设备时频量值精准同步问题
、
时频量值在线校准与质量监控问题
、
以及时间频率在电力系统逐级传递的问题
。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一
。
为此，本专利技术提出一种应用于电力设备时钟源的实时溯源和在线校准系统，采用两种时频量值实时溯源方法，国网至省网链路采用北斗卫星共视方法，省网至电力设备采用光纤
(
或线缆
)
直接传输时频量值的方法，可以满足大部分场合的电力设备对时钟源的应用需求，可实现电力设备时频参数的同步和法制计量，解决在线校准与生产中的质量控制问题，避免电力设备的拆卸送检，提高生产效率
。
符合国网公司建立广域时间频率量值溯源传递体系的建设要求
。
[0005]根据本专利技术的第一方面实施例的应用于电力设备时钟源的实时溯源和在线校准系统，其特征在于，包括：
[0006]守时实验室，通过北斗卫星共视将时间频率实时远程量传给时频实验室；
[0007]时频实验室，基于所述守时实验室的时间频率建立时间频率标准，作为时码信号传输至光
/
电信号分路装置；
[0008]光
/
电信号分路装置，将所述时码信号通过光纤或线缆分路后，传输至标准时码终端，同时，通过光
/
电回路采集各标准时码终端的状态和质量监控数据；
[0009]标准时码终端，获取所述时码信号中的时间频率标准后，产生标准时间信号
1PPS
和时间戳，提供给时频应用终端；
[0010]时频应用终端，具有参考时间信号或参考频率信号输入输出的装置
。
[0011]根据本专利技术实施例的实时溯源和在线校准系统，至少具有如下有益效果：本专利技术采用两种时频量值实时溯源方法，国网至省网链路采用北斗卫星共视方法，省网至电力设备采用光纤
(
或线缆
)
直接传输时频量值的方法，可以满足大部分场合的电力设备对时钟源的应用需求，可实现电力设备时频参数的同步和法制计量，解决在线校准与生产中的质量控制问题，避免电力设备的拆卸送检，提高生产效率
。
符合国网公司建立广域时间频率量值
溯源传递体系的建设要求
。
[0012]根据本专利技术的一些实施例，所述光
/
电信号分路装置具体包括：
[0013]时码信号分路模块，将输入的时码信号分成多路输出，分别输出给电光转换模块转换为光信号；输出给时间信号产生模块，转换为秒脉冲和时间戳；将状态信息输出给状态采集及上传模块；
[0014]状态采集及上传模块，采集时码信号分路模块
、
各标准时码终端的状态信息
、
测量信息，上传至外部监控系统进行分析；
[0015]时间信号产生模块，解析时码信号，转换为网络时间产生模块需要的秒脉冲和时间戳信号；
[0016]网络时间产生模块，将时间信号产生模块转换后的秒脉冲和时间戳信号转换为
NTP
网络时间协议，为时频应用终端提供对时服务；
[0017]电
/
光转换与光
/
电转换模块，将光信号和电信号进行互相转换
。
[0018]根据本专利技术的一些实施例，所述标准时码终端，包括：
[0019]电
/
光转换与光
/
电转换模块，将光信号和电信号进行互相转换；
[0020]时码信号恢复模块，补偿接收到的时码信号的链路延迟，恢复出分路前的时码信号，并解析出其中的
1PPS
和时间戳；
[0021]时钟模块，将经过补偿得到的时码信号，传输给时钟模块进行驾驭后，产生
1PPS
和频率信号；
[0022]频率信号产生模块，由所述时钟模块输入的频率信号分频为时频应用终端需要的标准频率
100KHz
或
500KHz
；
[0023]相位及频率测量模块，测量时码信号恢复模块输出的参考
1PPS、TOD
与内部时钟模块或外部时频应用终端的
1PPS
的相位差；测量频率信号产生模块或外部时频应用终端的
100KHz、500KHz
的频率偏差；并将状态和测量结果传输给状态生成及上传模块；
[0024]状态采集及上传模块，采集相位及频率测量模块
、
时钟模块
、
频率信号产生模块的状态信息
、
测量信息，上传光
/
电信号分路装置
。
[0025]根据本专利技术的一些实施例，所述系统还包括：
[0026]智慧实验室，其中的时频参数在线校准与质量监控系统通过最顶层的光
/
电信号分路装置，采集所有下属的各时码终端的状态信息
、
测量信息，实现实时显示
、
在线校准
、
数据分析
、
质量监控等功能
。
[0027]根据本专利技术的一些实施例，所述状态采集及上传模块将采集到的时码信号分路模块
、
各标准时码终端的状态信息
、
测量信息，上传至智慧实验室完成分析过程
。
[0028]根据本专利技术的一些实施例，所述相位及频率测量模块，通过测量外部
1PPS
和本地压控时钟产生的
1PPS
获得时间偏差，由处理器计算调整时刻的相位偏差和频率偏差，再通过高精度数字模拟转换器
DAC
，将频率偏差数字信号转换为模拟的电压信号，控制本地压控时钟的压控电路，改变输出频率值，将频率传输给本地本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种应用于电力设备时钟源的实时溯源和在线校准系统，其特征在于，包括：守时实验室，通过北斗卫星共视将时间频率实时远程量传给时频实验室；时频实验室，基于所述守时实验室的时间频率建立时间频率标准，作为时码信号传输至光
/
电信号分路装置；光
/
电信号分路装置，将所述时码信号通过光纤或线缆分路后，传输至标准时码终端，同时，通过光
/
电回路采集各标准时码终端的状态和质量监控数据；标准时码终端，获取所述时码信号中的时间频率标准后，产生标准时间信号
1PPS
和时间戳，提供给时频应用终端；时频应用终端，具有参考时间信号或参考频率信号输入输出的装置
。2.
根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光
/
电信号分路装置具体包括：时码信号分路模块，将输入的时码信号分成多路输出，分别输出给电光转换模块转换为光信号；输出给时间信号产生模块，转换为秒脉冲和时间戳；将状态信息输出给状态采集及上传模块；状态采集及上传模块，采集时码信号分路模块
、
各标准时码终端的状态信息
、
测量信息，上传至外部监控系统进行分析；时间信号产生模块，解析时码信号，转换为网络时间产生模块需要的秒脉冲和时间戳信号；网络时间产生模块，将时间信号产生模块转换后的秒脉冲和时间戳信号转换为
NTP
网络时间协议，为时频应用终端提供对时服务；电
/
光转换与光
/
电转换模块，将光信号和电信号进行互相转换
。3.
根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述标准时码终端，包括：电
/
光转换与光
/
电转换模块，将光信号和电信号进行互相转换；时码信号恢复模块，补偿接收到的时码信号的链路延迟，恢复出分路前的时码信号，并解析出其中的
1PPS
和时间戳；时钟模块，将经过补偿得到的时码信号，传输给时钟模块进行驾驭后，产生
1PPS
和频率信号；频率信号产生模块，由所述时钟模块输入的频率信号分频为时频应用终端需要的标准频率
100KHz
或
500KHz
；相位及频率测量模块，测量时码信号恢复模块输出的参考
1PPS、TOD

【专利技术属性】
技术研发人员：孟静，段晓萌，宋晓卉，郜波，陈昊，蒋依芹，杨玉博，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：