隨著電力系統(tǒng)/大容量大網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)自動(dòng)化的要求也越來越高，發(fā)電廠機(jī)爐電一體化監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展、變電站自動(dòng)化的提高、電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化和電力市場(chǎng)實(shí)時(shí)競(jìng)價(jià)上網(wǎng)的試行都對(duì)電力系統(tǒng)時(shí)鐘統(tǒng)一提出了迫切的要求，為了做到全電網(wǎng)的統(tǒng)一管理和調(diào)度，統(tǒng)一時(shí)鐘是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行，提高運(yùn)行的一個(gè)重要措施。
一、GPS概述
GPS（Global Positioning System,定位系統(tǒng)）由美國*為其星球大戰(zhàn)計(jì)劃投資120多億美元?dú)v時(shí)20年建成。GPS是美國*發(fā)射的24顆衛(wèi)星組成的定位、導(dǎo)航及授時(shí)系統(tǒng)，GPS的衛(wèi)星所發(fā)射的空間軌道信息無縫覆蓋著整個(gè)地球表面。由地面控制站、GPS衛(wèi)星網(wǎng)和GPS接收機(jī)三部分組成。GPS授時(shí)系統(tǒng)時(shí)鐘是由基于地球自轉(zhuǎn)的天文時(shí)和鈍原子振蕩的原子時(shí)獲得，并問*發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)世界時(shí)UTC時(shí)間，定時(shí)精度可以0.1微秒，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了傳統(tǒng)廣播、電視的對(duì)時(shí)方式。
GPS對(duì)民間開放以來，各種產(chǎn)品、應(yīng)用層出不窮，GPS己經(jīng)深入國民生產(chǎn)、日常生活的方方面面。GPS的定位功能在交通運(yùn)輸?shù)膶?dǎo)航防盜作用得到了廣泛應(yīng)用，相對(duì)來說GPS的定時(shí)功能在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用更加重要和普遍。電力系統(tǒng)中如微機(jī)保護(hù)及安全自動(dòng)化系統(tǒng)、遠(yuǎn)動(dòng)及微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、故障錄波器、事故記錄儀等許多自動(dòng)化裝置，都需要一個(gè)的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，而且隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，對(duì)時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)的度也提出了更高的要求。GPS為電力系統(tǒng)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，利用GPS同步電力系統(tǒng)的時(shí)鐘，必將是電力系統(tǒng)主要的定時(shí)方式。
二、NMFI-90時(shí)鐘/同步情況
沙角電廠INFU-90 DCS分散控制系統(tǒng)的系統(tǒng)時(shí)鐘改造前同步信號(hào)是由*環(huán)的值長(zhǎng)控制臺(tái)節(jié)點(diǎn)OIS41（VAX-4000）工作站即LOOPl、NODEl所產(chǎn)生的，由于計(jì)算機(jī)時(shí)鐘都會(huì)有秒漂移導(dǎo)致OIS 41工作站時(shí)間基準(zhǔn)不夠，基于VMS操作系統(tǒng)的VAX復(fù)雜工作站也不例外。因此INFI-9O DCS系統(tǒng)的時(shí)間和標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘每月大約會(huì)產(chǎn)生6~10分鐘的積累誤差。這些誤差會(huì)造成系統(tǒng)報(bào)警、SOE順序事故記錄、趨勢(shì)記錄等不能正確記錄事件發(fā)生的正確時(shí)間。要采用人工定期校準(zhǔn)INFI-90 DCS系統(tǒng)時(shí)間坐標(biāo)的方式來調(diào)準(zhǔn)時(shí)鐘，但頻繁的調(diào)整易造成歷史趨勢(shì)記錄錯(cuò)誤、歸檔數(shù)據(jù)丟失等故障，使OIS 41站歷史紀(jì)錄功能紊亂。
建廠初期引進(jìn)了不同廠家的自動(dòng)化裝置、微機(jī)保護(hù)裝置、故障錄波裝置、電能量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、DCS系統(tǒng)、以及輸煤、除灰等控制裝置。各種裝置大多數(shù)采用各自獨(dú)立的時(shí)鐘，而各時(shí)鐘都有一定的偏差。各系統(tǒng)不能在統(tǒng)一時(shí)間基準(zhǔn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，不利于市場(chǎng)化的綜合效益分析。各種對(duì)時(shí)裝置同時(shí)存在不利于現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行維護(hù)。DCS一體化改造時(shí)若各系統(tǒng)實(shí)施統(tǒng)一的GPS對(duì)時(shí)方案，可實(shí)現(xiàn)全廠各系統(tǒng)在GPS時(shí)間基準(zhǔn)下的運(yùn)行監(jiān)控和故障分析。
三、DCS同步時(shí)鐘/改造
為了實(shí)現(xiàn)發(fā)電廠電氣監(jiān)控ECS與DCS系統(tǒng)的全面接口，將發(fā)電廠電氣自動(dòng)化系統(tǒng)*融入DCS系統(tǒng)，*實(shí)現(xiàn)發(fā)電廠的機(jī)、爐、電監(jiān)控一體化。筆者在DCS*環(huán)LOOP1的412柜內(nèi)增加了一個(gè)主時(shí)鐘服務(wù)器節(jié)點(diǎn)NODE60。通過加裝上海銳呈電氣公司/的GPS衛(wèi)星時(shí)鐘裝置K805衛(wèi)星同步時(shí)鐘接收裝置，利用GPS衛(wèi)星發(fā)送的同步時(shí)鐘信號(hào)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步采樣，保證DCS系統(tǒng)在一個(gè)的時(shí)間基礎(chǔ)上可靠運(yùn)行。沙角電廠3×660MW機(jī)組INFI-90分散控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如圖1所示。
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主時(shí)鐘服務(wù)器結(jié)點(diǎn)NODE60由節(jié)點(diǎn)通訊模件INNIS21、服務(wù)器主模件INSEMOl、時(shí)鐘同步主模件INTKMOl、端子板NTSTOl、K805衛(wèi)星時(shí)鐘系統(tǒng)組成。改造前環(huán)路時(shí)鐘同步節(jié)點(diǎn)為L(zhǎng)OOPl、NODEl、同步精度為10。主時(shí)鐘服務(wù)器結(jié)點(diǎn)安裝后環(huán)路同步節(jié)點(diǎn)變?yōu)長(zhǎng)OOPl、NODE60、同步精度為13、設(shè)置zui高的優(yōu)先級(jí)，連接示意如圖2所示。
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K805衛(wèi)星時(shí)鐘系統(tǒng)通過室外衛(wèi)星天線接收GPS時(shí)鐘信號(hào)，輸出IRIG-B格式的直流偏置電平時(shí)間碼至端子板NTST01，時(shí)鐘同步主模件INTKMOl將獲得的GPS時(shí)間信息初始化和調(diào)整自己的內(nèi)部時(shí)鐘與GPS接收機(jī)同步，通過的時(shí)間同步鏈?zhǔn)褂眠@一信息并在UO擴(kuò)展總線上產(chǎn)生時(shí)間格式的信息給服務(wù)器主模件INSEMOl。服務(wù)器主模件INSEMOl和節(jié)點(diǎn)通訊模件INNIS21共同完成環(huán)路通信功能向整個(gè)綜合控制系統(tǒng)發(fā)布時(shí)間信息。
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