文　摘　全球定位系统(GPS)是新一代无线电导航系统，除移动定位外，还可用于标准授时。为改造、完善华北电网自动化系统，建立全网统一的标准时钟，华北电力调度局和长春通华电子科技开发公司联合研制开发了GPS-3型标准时间冗余系统，取代了原飞利浦时钟系统，保证了系统时钟的精确度、高可靠性和高运行率。文章介绍了GPS-3型标准时间冗余系统的特点，以进一步推广这一技术。
关键词　全球卫星定位系统　电网统一时间　调度自动化

1　问题的提出
　　全球定位系统(GPS——Global Positioning System)是美国新一代无线电导航系统。在用于移动定位导航的同时，GPS还可用于标准授时。它采用卫星通信技术，由24颗在空中运行的GPS卫星发出信号，在地球表面任一地点任一时刻都可以接收到足够多的信号，用于精确计算GPS接收器当前所在的位置和时间。目前，GPS技术已广泛应用，其走时精度高、运行稳定、能自动校准日历和时间、有使用方便的授时功能，在电网调度自动化系统的标准时钟源及时钟校准系统中已趋于普遍采用。对电网调度自动化时钟系统之所以提出严格的要求的原因在于：以高电压、大机组、远距离输电为主要特征的现代电网，为保证安全、经济、优质运行，电网调度自动化系统已成为电网实时运行监控、统计考核、事故分析及运营科学管理等不可缺少的技术设施；为实现上述功能，在全系统内如没有统一的标准时间或各子系统的时钟误差很大，必将产生不合理的结论或造成误解。
　　华北电网总调在1988年安装投运的WESDAC-32 EMS(能量管理系统)，采用了一套飞利浦时钟系统，其标称精度为1 ns，但由于没有外部标准时钟的校准，加上误差的日积月累，系统实际运行的时钟误差是相当可观的，运行维护人员只好参考某一标准时钟定期手工校准，因此只能满足EMS主站系统内的时间精度要求，在华北电网全系统内不能起到标准时间的作用。例如，华北总调EMS系统对网内省际间联络线送受电力的考核，由于各省(区)调的EMS系统的时钟系统及相互间的误差，使得各级调度EMS主站采集并记录打印出的每10 min送受电力分量和总加值存有差异；又如，当电网发生事故时，EMS主站采集并记录事故厂站有关断路器动作的时间与继电保护设备记录的断路器动作时间不一致，而且偶有出现相关断路器动作先后顺序与实际动作顺序不符；再如，华北电网电量采集与计费系统，每分钟采集相关计量测点电量并统计计算出结算电费，也由于不同主站系统时钟系统的误差原因，针对某一时刻的电量值总是存有差异。总之，EMS系统种种功能应用，为在某一时间段或某一时刻对电网运行的实时数据信息进行准确合理的统计、考核、分析等方面，对全网自动化系统的时钟系统进行改造完善，并建立健全全网统一的标准时钟系统是非常必要的，也是急需的。
　　
2　华北网调统一时钟系统的技术原则
　　目前，国内多个网、省、地调的调度自动化系统程度不同地使用了GPS时钟装置。经调研得知，多数取得成效，同时也存在一些问题和缺陷。在吸取兄弟单位经验的基础上，华北网调建立和完善统一时钟系统主要考虑如下技术原则：
　　(1) 采用全球定位系统(GPS)作为全网自动化系统的标准时钟源。考虑到GPS时钟系统要取代EMS系统原有的飞利浦时钟系统，首先要保证系统时钟高精确度和投入运行的高可靠性和高运行率。
　　(2) GPS时钟系统除提供华北总调EMS主站的标准时钟、电网频率和频率钟时间源外，同时提供通信专业的实时通信监控系统、专用的电量计费系统、网局MIS系统及其它信息数据处理系统。
　　(3) GPS时钟系统要提供调度室或其它专业需用的“电网安全运行天数”，标准时间的“年、月、日、星期、时、分、秒”，工频时间(电钟)和采样周期为1 s的实时电网频率(精确到小数点后三位数)等数据显示信息源。
　　(4) GPS时钟系统输出的信息除供上述系统外，在系统装置上配备这些信息数据输出的多个接口，以供扩展系统或相关应用开发使用。
　　(5) 为实现全网统一的标准时钟系统，要统筹考虑网内各省(区)、地调主站系统时钟系统和远动厂站RTU时间同步的技术要求和设备配置要求。

3　华北网调GPS-3型标准时间冗余系统的特点
　　基于上述技术原则，华北电力调度局和长春通华电子科技开发公司联合研制开发了GPS－3型标准时间冗余系统。该系统的配置及主要特点、性能如下：
　　(1) 系统由五台设备组成：两台GPS-3标准时间同步钟为主机，组成互为热备用的双机冗余系统；一台TH-3双机切换控制器；一台RS-232输出接口扩展控制器；一台RS-422输出接口扩展控制器。系统的配置与连接示意图如附图所示。
 

附图　GPS-3标准时间冗余系统配置示意图