电力系统北斗授时服务器建设分几部分？厂 站 自 动 化 系 统 的 正 常 运 行 离 不 开 时 间 的 准 确 计量， 而 且 需 要 高 精 度 的 时 间， 否 则 就 会 因 为 时 间 不 确 定 性 引 发 许 多 问 题 [ 1] ， 例 如 ： 故 障 录 波 信 息 失 去 一 定 精 度 的 时 间 参 照 将 降 低 其 有 效 性 [ 2] ； 分 相 测 量 装 置因时间误差可能引起较大误差[ 3] 。

厂 站 自 动 化 系 统 的 正 常 运 行 离 不 开 时 间 的 准 确 计量， 而 且 需 要 高 精 度 的 时 间， 否 则 就 会 因 为 时 间 不 确 定 性 引 发 许 多 问 题 [ 1] ， 例 如 ： 故 障 录 波 信 息 失 去 一 定 精 度 的 时 间 参 照 将 降 低 其 有 效 性 [ 2] ； 分 相 测 量 装 置因时间误差可能引起较大误差[ 3] 。

目 前 ， 在 实 际 应 用 中 ， 采 用 较 多 的 方 式 ， 是 利 用 全 球 定 位 系 统 ( GPS) 提 供 精 确 时 间 ， 通 过 GPS 接 收

机把该时间引入变电站， 再通过秒( 分) 脉 冲 、IRIG- B

码 、DCF 77 码 或 者 RS- 232 串 口 报 文 的 方 式 给 全 站 部分或全部装置对时[ 4 -7] 。

如 果 全 站 的 设 备 和 节 点 机 都 直 接 通 过 以 上 直 接

连线方 式 对 时， 虽 然 精 确 度 有 所 提 高， 但 就 要 求 采 用 多 个 GPS 接 收 机 或 者 多 个 GPS 扩 展 箱 ， 使 应 用 成 本

增高， 并且接线麻烦。

随 着 厂 站 自 动 化 系 统 走 向 网 络 化 ， 间 隔 层 装 置 开始 普 遍 直 接 上 网 。 利 用 无 处 不 在 的 网 络 进 行 网 络

对时也开始越来越引起人们的注意和探讨。文献[ 8]

讨 论 了 网 络 时 间 协 议 ( NTP) 在 电 力 自 动 化 设 备 同 步 中的应用， 笔者认为有必要作更深一步的探讨。

随 着 IEC 61850 的 推 广 ， 相 应 于 IEC 61850 的 国 内电力 行 业 标 准 正 在 加 紧 制 定( 到 写 稿 时 为 止 ， 部 分

已 正 式 颁 布 或 正 在 送 审 、报 批 ) 。 在 IEC 61850 站 内 时 间 同 步 模 型 中 ， 除 了 少 数 几 台 时 间 装 置 是 直 接 从

外 来 高 精 度 时 钟 源 获 取 时 间 的 ， 其 他 大 量 站 内 装 置 和站 控 层 节 点 机 则 是 通 过 网 络 对 时 。 采 用 简 单 网 络

时间协议( SNTP) 的方式获取时间。可见网络对时是

厂 站 内 时 钟 同 步 系 统 中 一 种 重 要 的 同 步 方 式 。 这 里 较 重 要 的 问 题 是： 对 时 精 度 是 否 能 够 达 到 IEC 61850

的要求或者实际装置完成正常功能所需要的精度。

本文将结合 IEC 61850 标准、网络时间 同 步 技 术

发 展 以 及 厂 站 自 动 化 系 统 中 目 前 的 对 时 应 用 情 况 和

实 际 需 要 ， 探 讨 厂 站 自 动 化 系 统 中 网 络 时 间 同 步 技 术 的应用， 以期对实际工作能有所帮助。

1 对时间精确度的要求

厂 站 自 动 化 系 统 对 时 间 精 确 度 的 要 求 ， 随 装 置 和 节 点 机 的 不 同 而 有 所 不 同 ， 依 据 于 它 们 所 要 实 现 的功能确定。

例 如 ， 在 站 控 层 的 后 台 机 上 ， 目 前 对 时 间 精 度要

求较高的是状态变位( COS) 、事件顺序记录( SOE) 的 处 理 。 SOE 的 时 标 信 息 是 由 间 隔 层 装 置 提 供 的 ， COS 的 时 标 则 是 由 监 控 后 台 机 提 供 的 ， 这 2 个 信 号 要 互 相比对。目前， 国内所见的标准或规范对当地 监 控 后 台 的 时 间 精 确 性 要 求 相 对 较 低 ， 一 般 COS的 时 标 只 要 到 秒 就 可 以 了 ， 即 在 站 控 层 ， 节 点 机 上 的 时 间 目 前 只要精确到秒。但是， 根据 IEC 61850 具 体 实 现 精 度 应 该 比 功 能 要 求 精 度 高 一 个 数 量 级 的 要 求 ， 站 控 层 节 点 机 的 时 间 精 度 至 少 应 在 100 ~ 500 ms。

如果后台节点机同时充当主时钟 / 时间服务器，

则对时间精度的要求较高。

在 间 隔 层 的 装 置 一 级 ， 则 有 更 高 的 时 间 精 度 要 求。例如， 对于同步相量测量装置， 周期是 20 ms, 1 ms

的 误 差 就 会 引 起 18°的 相 位 误 差 ， 要 想 相 位 误 差 在

1°以 内 ， 则 要 求 时 间 精 度 在 55 μs 以 内 。