調度交換系統時間同步模型研究

慕春芳+羅金玉+粘中元+張海全

摘要：根據電網安全性評價的意見及時間同步現狀，合理選擇時鐘同步組網協議和組網方案，實現省級通信網和地市通信網的全省統一精準化時間同步，滿足調度電話錄音、通信網管、環境動力監測等電力重要通信應用系統的時間同步要求。本次研究重點針對調度交換系統時間同步模型的建立。

關鍵詞：時間同步；交換系統；同步模型

中圖分類號：TP18 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）05-0133-01

電力調度通信主要任務是確保電網調度指揮的正確指令下達并實施，調度通信保障系統是否健全和可靠是整個調度指揮中的首要問題，因此為電網調度指令等許多重要的語音數據提供安全保障的專業數字錄音設備也顯得尤為重要，為保存、查找、分析電話錄音數據，查找事故責任，調度電話錄音系統需要時間同步。目前調度電話錄音的時間為系統自身的時間，沒有外部時間源，而其相互之間也沒有時間同步，造成錄音的時間不準確、不統一，給電網安全運行帶來隱患。時間同步網的建立對通信網的安全穩定運行有著十分重要的意義。時間同步網的建立將為電力通信網的運行、維護、計量確立統一的時間基準，為電力通信網安全可靠運行和優質的服務提供技術保障。時間同步系統的建成，將從根本上解決調度交換系統的時鐘偏差問題，特別是對各系統之間的時間不統一找到了行之有效的解決方案，對于提高運行管理水平、電網安全運行水平具有十分重要的意義。

1 建設原則

本次研究的目標為：根據蒙東電網安全性評價的意見及時間同步現狀，合理選擇時鐘同步組網協議和組網方案，實現調度交換系統的全省統一精準化時間同步，滿足電力重要通信應用系統的時間同步要求[1]。建設中應堅持如下原則：

（1）統一性。研究應本著統一技術方案、統一建設的原則。（2）安全可靠性。應考慮冗余備份，時間源應采用天地互備，傳輸通道應安全可靠，保障時間同步網的安全可靠性。（3）科學性。應選擇具有應用前景的同步網技術方案，不僅滿足調度交換系統的需求，還應很好的適應將來各種通信應用系統時間同步的需求。

2 時間同步系統

廣義的時間包括兩層含義：時間和時間間隔，它們都可用時、分、秒的形式來表述。其中時間是用來標注某件事發生的時刻，而時間間隔則標注的是某件事的持續時間長度。時間有不同的參照體系，主要有通用時間UTI、國際原子時TAI以及全球協調時UTC。數字同步網信號源并沒有時、分、秒這種時間概念，而時間同步網恰恰是建立起這種具有時間標志的新型同步網絡，它以UTC為系統時間，并以高穩定時間源，經過交換分配輸出時鐘信號，為網絡中系統（裝置）提供同步信號源[2]。

2.1 時鐘源

我國常用的時鐘源有兩種，一種是原子時鐘源，另外一種為以北斗為主、GPS為輔的衛星導航系統。北斗衛星導航系統是我國自主研發、自主控制的全球衛星導航系統可向用戶提供20ns-100ns時間同步精度。GPS系統是美國國防部自1973年開始研制的第二代衛星導航系統，歷時21年，于1994年正式投入運行。定時精度能夠達到300 ns以內。

目前在國際時間基準和國家時間基準主要采用銫原子鐘，準確度達到±3×10-15，長期穩定度達到±2×10-15，成為現代最高標準時鐘源。

2.2 原子鐘

原子輸出的標準頻率，經過適當分頻后，可以帶動一個時鐘的鐘面，給出一種由原子頻標所確定的時間，這樣的時鐘稱為原子鐘。目前國際上采用的三種原子頻標為：銫原子頻標、氫原子頻標、銣原子頻標。

2.3 主時鐘

自帶高穩定時間基準，具備兩種外部時間基準信號輸入，以要求的準確度走時并能發送時間同步信號和時間信息的標準時鐘可作為時間同步系統的主時鐘。

2.4 時間同步系統

安裝在調度中心、通信中心、發電廠和變電站內，由主時鐘、時間信號傳輸通道、時間信號用戶設備接口所組成的系統稱為時間同步系統。

2.5 授時技術

（1）地面無線電波授時。國內有BPM短波授時和BPL長波授時，具有覆蓋大的優點，短波授時時間精度可達到50μs，長波授時時間精度可達到1μs。（2）衛星授時。GPS定位系統：全球覆蓋，精度優于100ns。北斗定位系統：我國自主研制的區域性衛星導航定位系統，精度可達到50ns。（3）網絡授時。通過網絡方式實現授時，主要有NTP和PTP。NTP同步精度為毫秒級，PTP同步精度為微秒級。

3 模型建立

時間同步模型建立圖1所示：（1）在各地市部署2臺一級時間轉換服務器，2臺設備分別通過數據通信網接收主時鐘的時間服務器NTP輸出時間信號。（2）2臺一級時間轉換服務器互為備份，當主用時間轉換服務器故障時，授時設備自動切換到備用時間轉換服務器上接收時間。（3）一級時間轉換服務器輸出接口通過運行軟件輸出時間命令為調度機授時。（4）調度機通過調度機上配置的IP轉串口轉換器接收一級時間轉換服務器授時命令。（5）一級時間轉換服務器通過NTP輸出（網口）接口直接為錄音系統、調度臺授時。（6）以上系統需要以數據通信網承載；數據通信網到轄區內所有的調度機、錄音系統、調度臺均需要IP可達。

4 結語

本文通過對時間同步系統進行研究，建立調度交換系統的時間同步模型，實現蒙東電力調度交換網絡系統內所有調度機、錄音系統、調度臺的時間同步，使各地市所在集控中心調度機、錄音系統、ADT調度臺均抽取同一時間轉換服務器時間。

參考文獻

[1]張嵐，張斌.電力時間同步系統的建設方案[J].電力系統通信，2007（01）：23.

[2]陳業釗.電力時間同步組網技術研究[J].廣東電力，2007（6）：41-44.endprint