发电厂分散控制系统同步时钟改造的介绍

　　随着电力系统大容量大网络的不断发展，对整个电力系统自动化水平的要求也越来越高，发电厂机炉电一体化监控系统的发展、变电站自动化水平的提高、电网调度自动化和电力市场实时竞价上网的试行都对电力系统时钟统一提出了迫切的要求，为了做到全电网的统一管理和调度，统一时钟是保证电力系统安全运行，提高运行水平的一个重要措施。

一、NMFI-90时钟同步情况

沙角电厂INFU-90DCS分散控制系统的系统时钟改造前同步信号是由*环的值长控制台节点OIS41（VAX-4000）工作站即LOOPl、NODEl所产生的，由于计算机时钟都会有秒漂移导致OIS41工作站时间基准不够，基于VMS操作系统的VAX复杂工作站也不例外。因此INFI-9ODCS系统的时间和标准时钟每月大约会产生6~10分钟的积累误差。这些误差会造成系统报警、SOE顺序事故记录、趋势记录等不能正确记录事件发生的正确时间。要采用人工定期校准INFI-90DCS系统时间坐标的方式来调准时钟，但频繁的调整易造成历史趋势记录错误、归档数据丢失等故障，使OIS41站历史纪录功能紊乱。

建厂初期引进了不同厂家的自动化装置、微机保护装置、故障录波装置、电能量计费系统、计算机监控系统、DCS系统、以及输煤、除灰等控制装置。各种装置大多数采用各自独立的时钟，而各时钟都有一定的偏差。各系统不能在统一时间基准的基础上进行数据分析，不利于市场化的综合效益分析。各种对时装置同时存在不利于现场运行维护。DCS一体化改造时若各系统实施统一的GPS对时方案，可实现全厂各系统在GPS时间基准下的运行监控和故障分析。

二、GPS概述

GPS（GlobalPositioningSystem,定位系统）由美国*为其星球大战计划投资120多亿美元历时20年建成。GPS是美国*发射的24颗卫星组成的定位、导航及授时系统，GPS的卫星所发射的空间轨道信息无缝覆盖着整个地球表面。由地面控制站、GPS卫星网和GPS接收机三部分组成。GPS授时系统时钟是由基于地球自转的天文时和钝原子振荡的原子时获得，并问*发布标准协调世界时UTC时间，定时精度可以达到0.1微秒，远远超过了传统广播、电视的对时方式。

GPS对民间开放以来，各种产品、应用层出不穷，GPS己经深入国民生产、日常生活的方方面面。GPS的定位功能在交通运输的导航防盗作用得到了广泛应用，相对来说GPS的定时功能在电力系统中的应用更加重要和普遍。电力系统中如微机保护及安全自动化系统、远动及微机监控系统、调度自动化系统、故障录波器、事故记录仪等许多自动化装置，都需要一个的时间标准，而且随着电力系统的发展，对时间标准的度也提出了更高的要求。GPS为电力系统的发展奠定了坚实的基础，利用GPS同步电力系统的时钟，必将是电力系统主要的定时方式。

三、DCS同步时钟改造

为了实现发电厂电气监控ECS与DCS系统的全面接口，将发电厂电气自动化系统*融入DCS系统，*实现发电厂的机、炉、电监控一体化。笔者在DCS*环LOOP1的412柜内增加了一个主时钟服务器节点NODE60。通过加装上海锐呈电气公司的GPS卫星时钟装置K805卫星同步时钟接收装置，利用GPS卫星发送的同步时钟信号实现数据同步采样，保证DCS系统在一个的时间基础上可靠运行。

主时钟服务器结点NODE60由节点通讯模件INNIS21、服务器主模件INSEMOl、时钟同步主模件INTKMOl、端子板NTSTOl、K805卫星时钟系统组成。改造前环路时钟同步节点为LOOPl、NODEl、同步精度为10。主时钟服务器结点安装后环路同步节点变为LOOPl、NODE60、同步精度为13、设置zui高的优先级。

K805卫星时钟系统通过室外卫星天线接收GPS时钟信号，输出IRIG-B格式的直流偏置电平时间码至端子板NTST01，时钟同步主模件INTKMOl将获得的GPS时间信息初始化和调整自己的内部时钟与GPS接收机同步，通过的时间同步链使用这一信息并在UO扩展总线上产生时间格式的信息给服务器主模件INSEMOl。服务器主模件INSEMOl和节点通讯模件INNIS21共同完成环路通信功能向整个综合控制系统发布时间信息。

四、总结

电厂、变电站时钟同步系统是利用GPS时钟同步装置对电厂、变电站的计算机监控系统、DCS分布式控制系统、自动化及线路微机保护装置、故障录波装置、电能量计费系统、MBS系统、SIS系统等进行统一对时，实现整个电网电厂、变电站的时钟同步系统*统一，大大提高了电力系统运行的可靠性和稳定性。

文章源于：上海锐呈电气有限公司

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：魏元栋