一种同步相量测量装置时钟源制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种同步相量测量装置时钟源，包括微处理器、键盘输入模块、时间显示模块、与微处理器相连接的GPS模块、高精度本地钟模块，微处理器与高精度晶振同步北斗秒脉冲模块相连接，高精度晶振同步北斗秒脉冲模块包括北斗授时接收模块、计数器、恒温高精度晶振模块和中央处理器CPU，北斗授时接收模块的输出端与计数器相连接，恒温高精度晶振模块通过倍频器与计数器相连接，计数器与中央处理器CPU相连接。采用上述结构，本实用新型专利技术具有以下优点：在北斗信号正常时，同步相量测量装置跟踪输入北斗秒脉冲跳变；在北斗1pps失效时，同步相量测量装置能迅速判别北斗秒脉冲为不正常时钟源，自动选择GPS秒脉冲修正本地时钟。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及授时系统
，特别涉及一种同步相量测量装置时钟源。
技术介绍
目前，同步向量测量技术研究大多均建立在GPS时钟稳定可靠的前提下，一旦GPS 信号丢失，同步向量测量装置(PMU)将无法正常工作。GPS信号来源于美国，是由美国军方掌控的，对我国来说存在没有自主控制权的问题。美国政府“局部屏蔽GPS信号”技术试验 (即在需要的时候可以局部关闭GPS信号)于2000年1月获得成功，使得其可用性和授时精度均受制于美国的GPS政策。且GPS接收模块输出的时间信号随机误差较大，例如标称时间精度为Ims的OEM板，其秒脉冲偏差可能达到10ms，因此，直接利用GPS接收机输出的时间信号和秒脉冲信号校准时钟源，很难保证同步相量测量装置所要求的时间精度。因此， 直接利用GPS接收机输出的时间信号，必然影响同步相量测量装置的测量质量。电力安全是我国国家安全的一个重要组成部分，GPS的可靠性与手段单一性已成为制约我国同步向量测量装置(PMU)商用化及电力系统其它基于GPS应用发展的一个重要因素。为解决以上的问题，一种方法是采用高精度晶振修正GPS秒脉冲产生精确时钟信号， 该方法只能消除GPS秒脉冲的随机误差，但不能打破GPS对我国精密授时的垄断；另一种方法是采用几个不同的卫星时钟系统，如全球卫星导航系统和北斗卫星导航系统进行相互比较效验，以提高卫星时钟的精度和可靠性；该方法实现复杂，目前尚未建立完整的数学模型与理论依据。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术的技术方案是一种同步相量测量装置时钟源， 包括微处理器、键盘输入模块、时间显示模块、与微处理器相连接的GPS模块、高精度本地钟模块和232、422扩展模块，所述的微处理器与高精度晶振同步北斗秒脉冲模块相连接， 所述的高精度晶振同步北斗秒脉冲模块包括北斗授时接收模块、计数器、恒温高精度晶振模块和中央处理器CPU，所述的北斗授时接收模块的输出端与计数器相连接，所述的恒温高精度晶振模块通过倍频器与计数器相连接，所述的计数器与中央处理器CPU相连接。所述的高精度晶振同步北斗秒脉冲模块的中央处理器CPU采用单片机，其型号为 AT89C52。所述的微处理器采用单片机，其型号为STC11F16。所述的GPS模块采用型号GPS15L OEM。所述的北斗授时接收模块采用型号7X-BDM。所述的恒温高精度晶振模块采用型号DS3232。本技术采用上述结构，具有以下优点1、在北斗信号正常时，同步向量测量装置(PMU)跟踪输入北斗秒脉冲(lpps—One pulse per second)跳变；在北斗Ipps失效时， 同步向量测量装置(PMU)能迅速判别北斗秒脉冲为不正常时钟源，自动选择GPS秒脉冲修正本地时钟；2、针对北斗授时接收模块输出的秒脉冲信号存在较大的随机误差，不存在累计误差；而高精度晶振时钟信号不存在随机误差，在较短时间内累计误差也很小的特点，通过建立北斗Ipps随机误差数学模型，对一段时间内相邻两北斗秒脉冲间的计数值求动态平均并取整，提出了在屏蔽北斗伪秒脉冲后利用高精度晶振在线修正北斗Ipps随机误差的方法，据此方法研制出同步向量测量装置(PMU)的时钟源，能够有效的消除北斗秒脉冲信号的随机误差，提高时间精度，保证同步测量装置的测量质量。以下结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明；附图说明图1为本技术的逻辑结构框图；图2为本技术中高精度晶振同步北斗秒脉冲模块的逻辑结构框图；在图1 图2中，1、微处理器；2、键盘输入模块；3、时间显示模块；4、GPS模块；5、 高精度本地钟模块；6、计数器；7、恒温高精度晶振模块；8、倍频器；9、北斗授时接收模块。具体实施方式如图1 图2所示一种同步相量测量装置时钟源，包括微处理器1、键盘输入模块 2、时间显示模块3、与微处理器1相连接的GPS模块4、高精度本地钟模块5和232、422扩展模块，微处理器1采用单片机，其型号为STC11F16。高精度本地钟模块采用型号为DS3232。 GPS模块采用型号GPS15L OEM。北斗授时接收模块9采用型号为7X-BDM。中央处理器CPU 采用单片机，其型号为AT89C52。微处理器1与高精度晶振同步北斗秒脉冲模块相连接，高精度晶振同步北斗秒脉冲模块包括北斗授时接收模块9、计数器6、恒温高精度晶振模块7 和中央处理器CPU，北斗授时接收模块9的输出端与计数器6相连接，恒温高精度晶振模块 7通过倍频器8与计数器6相连接，计数器6与中央处理器CPU相连接。恒温高精度晶振模块7采用型号DS3232。北斗授时接收模块到时间信息后，分别送至计数器6和中央处理器CPU中。恒温高精度晶振频率选择越高，计数越精确，通常选择为100MHz，恒温高精度晶振输出的高精度振荡信号经倍频后，产生高频振荡计数信号，计数器对高频振荡计数信号在相邻两个秒脉冲间隙计数，并触发CPU中断。CPU接收到北斗时间信号后，提取年、月、日、时、分、秒时间信息，并由中断子程序读出计数器中的计数值。由CPU读取历史数据并计算且根据取整得出下一秒(i+Ι)晶振计数值的估计值。北斗授时接收模块正常工作时，根据北斗授时接收模块输出的第i个秒脉冲Xi和对应协调世界时(UCT)的随机误差ε”计算得到修正后的秒脉冲时间信息，产生修正后的秒脉冲信号后，计数器清零。并求得第i+Ι秒时钟序列的随机误差ε w存入寄存器中，以备下次读取。在北斗信号正常时，同步向量测量装置跟踪输入北斗秒脉冲跳变；在北斗Ipps失效时，同步向量测量装置能迅速判别北斗秒脉冲为不正常时钟源，自动选择GPS秒脉冲修正本地时钟。将北斗卫星导航系统与GPS互备的同步向量测量装置时钟源应用于同步向量测量装置(PMU)中，以北斗授时优先获取标准时间与系统本地时间进行校准，同时以GPS为辅助授时源。两种方式互为备份，弥补长久以来使用GPS作为唯一授时源存在的手段单一和没有自主控制权的问题，提高了系统的安全性和可靠性，此项研究对改变国外卫星授时系统对我国市场的垄断，保证我国电力系统安全，具有重要的意义。 上面结合附图对本技术进行了示例性描述，显然本技术具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本技术的技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本技术的保护范围之内。权利要求1.一种同步相量测量装置时钟源，包括微处理器(1)、键盘输入模块O)、时间显示模块(3)、与微处理器(1)相连接的GPS模块G)、高精度本地钟模块( 和232、422扩展模块，其特征在于所述的微处理器(1)与高精度晶振同步北斗秒脉冲模块相连接，所述的高精度晶振同步北斗秒脉冲模块包括北斗授时接收模块(9)、计数器(6)、恒温高精度晶振模块(7)和中央处理器(CPU)，所述的北斗授时接收模块(9)的输出端与计数器(6)相连接， 所述的恒温高精度晶振模块(7)通过倍频器(8)与计数器(6)相连接，所述的计数器(6) 与中央处理器(CPU)相连接。2.根据权利要求1所述的一种同步相量测量装置时钟源，其特征在于所述的高精度晶振同步北斗秒脉冲模块的中央处理器(CPU)采用单片机，其型号为AT89C52。3.根据权利要求1所述的一种同步相量测量装置时钟源，其特征在于本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种同步相量测量装置时钟源，包括微处理器（１）、键盘输入模块（２）、时间显示模块（３）、与微处理器（１）相连接的ＧＰＳ模块（４）、高精度本地钟模块（５）和２３２、４２２扩展模块，其特征在于：所述的微处理器（１）与高精度晶振同步北斗秒脉冲模块相连接，所述的高精度晶振同步北斗秒脉冲模块包括北斗授时接收模块（９）、计数器（６）、恒温高精度晶振模块（７）和中央处理器（ＣＰＵ），所述的北斗授时接收模块（９）的输出端与计数器（６）相连接，所述的恒温高精度晶振模块（７）通过倍频器（８）与计数器（６）相连接，所述的计数器（６）与中央处理器（ＣＰＵ）相连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈孟元，陈跃东，王冠凌，郎朗，
申请(专利权)人：安徽工程大学，
类型：实用新型
国别省市：34