發電廠分散控制系統同步時鐘改造的介紹

　　隨著電力系統大容量大網絡的不斷發展，對整個電力系統自動化水平的要求也越來越高，發電廠機爐電一體化監控系統的發展、變電站自動化水平的提高、電網調度自動化和電力市場實時競價上網的試行都對電力系統時鐘統一提出了迫切的要求，為了做到全電網的統一管理和調度，統一時鐘是保證電力系統安全運行，提高運行水平的一個重要措施。

一、NMFI-90時鐘同步情況

沙角電廠INFU-90DCS分散控制系統的系統時鐘改造前同步信號是由*環的值長控制臺節點OIS41（VAX-4000）工作站即LOOPl、NODEl所產生的，由于計算機時鐘都會有秒漂移導致OIS41工作站時間基準不夠，基于VMS操作系統的VAX復雜工作站也不例外。因此INFI-9ODCS系統的時間和標準時鐘每月大約會產生6~10分鐘的積累誤差。這些誤差會造成系統報警、SOE順序事故記錄、趨勢記錄等不能正確記錄事件發生的正確時間。要采用人工定期校準INFI-90DCS系統時間坐標的方式來調準時鐘，但頻繁的調整易造成歷史趨勢記錄錯誤、歸檔數據丟失等故障，使OIS41站歷史紀錄功能紊亂。

建廠初期引進了不同廠家的自動化裝置、微機保護裝置、故障錄波裝置、電能量計費系統、計算機監控系統、DCS系統、以及輸煤、除灰等控制裝置。各種裝置大多數采用各自獨立的時鐘，而各時鐘都有一定的偏差。各系統不能在統一時間基準的基礎上進行數據分析，不利于市場化的綜合效益分析。各種對時裝置同時存在不利于現場運行維護。DCS一體化改造時若各系統實施統一的GPS對時方案，可實現全廠各系統在GPS時間基準下的運行監控和故障分析。

二、GPS概述

GPS（GlobalPositioningSystem,定位系統）由美國*為其星球大戰計劃投資120多億美元歷時20年建成。GPS是美國*發射的24顆衛星組成的定位、導航及授時系統，GPS的衛星所發射的空間軌道信息無縫覆蓋著整個地球表面。由地面控制站、GPS衛星網和GPS接收機三部分組成。GPS授時系統時鐘是由基于地球自轉的天文時和鈍原子振蕩的原子時獲得，并問*發布標準協調世界時UTC時間，定時精度可以達到0.1微秒，遠遠超過了傳統廣播、電視的對時方式。

GPS對民間開放以來，各種產品、應用層出不窮，GPS己經深入國民生產、日常生活的方方面面。GPS的定位功能在交通運輸的導航防盜作用得到了廣泛應用，相對來說GPS的定時功能在電力系統中的應用更加重要和普遍。電力系統中如微機保護及安全自動化系統、遠動及微機監控系統、調度自動化系統、故障錄波器、事故記錄儀等許多自動化裝置，都需要一個的時間標準，而且隨著電力系統的發展，對時間標準的度也提出了更高的要求。GPS為電力系統的發展奠定了堅實的基礎，利用GPS同步電力系統的時鐘，必將是電力系統主要的定時方式。

三、DCS同步時鐘改造

為了實現發電廠電氣監控ECS與DCS系統的全面接口，將發電廠電氣自動化系統*融入DCS系統，*實現發電廠的機、爐、電監控一體化。筆者在DCS*環LOOP1的412柜內增加了一個主時鐘服務器節點NODE60。通過加裝上海銳呈電氣公司的GPS衛星時鐘裝置K805衛星同步時鐘接收裝置，利用GPS衛星發送的同步時鐘信號實現數據同步采樣，保證DCS系統在一個的時間基礎上可靠運行。

主時鐘服務器結點NODE60由節點通訊模件INNIS21、服務器主模件INSEMOl、時鐘同步主模件INTKMOl、端子板NTSTOl、K805衛星時鐘系統組成。改造前環路時鐘同步節點為LOOPl、NODEl、同步精度為10。主時鐘服務器結點安裝后環路同步節點變為LOOPl、NODE60、同步精度為13、設置zui高的優先級。

K805衛星時鐘系統通過室外衛星天線接收GPS時鐘信號，輸出IRIG-B格式的直流偏置電平時間碼至端子板NTST01，時鐘同步主模件INTKMOl將獲得的GPS時間信息初始化和調整自己的內部時鐘與GPS接收機同步，通過的時間同步鏈使用這一信息并在UO擴展總線上產生時間格式的信息給服務器主模件INSEMOl。服務器主模件INSEMOl和節點通訊模件INNIS21共同完成環路通信功能向整個綜合控制系統發布時間信息。

四、總結

電廠、變電站時鐘同步系統是利用GPS時鐘同步裝置對電廠、變電站的計算機監控系統、DCS分布式控制系統、自動化及線路微機保護裝置、故障錄波裝置、電能量計費系統、MBS系統、SIS系統等進行統一對時，實現整個電網電廠、變電站的時鐘同步系統*統一，大大提高了電力系統運行的可靠性和穩定性。

文章源于：上海銳呈電氣有限公司

地址：上海市翔殷路128號上海理工大學國家科技園1號樓

：魏元棟