第五章
建立時間同步監控係統
由於曆史的原因,我國電力行業的時間同步係統的時鍾源大都采用美國GPS係統做為主時鍾源,這樣就帶來一個安全問題,如果美國對我們關閉民用GPS信號,我國的大電網將被置於危險的境地。
如何建立完善的時間同步機製,同時使電力係統時間同步係統不受他國控製,是擺在電力行業麵前的一大課題。
中國“北鬥”導航係統的問世,終於讓這個問題有了圓滿解決的希望。
由北京國智恒電力管理科技有限公司和華東電網公司根據北鬥衛星係統的特性,聯合研發的“北鬥電力全網時間同步監控係統”徹底解決了這個問題。
我國電網已初步建成以超高壓輸電、大機組和自動化為主要特征的現代化大型電網係統。
中國電網的運行實行分層控製,設備的運行往往要靠數百千米外的調度員指揮。電網運行瞬息萬變,發生事故後更要及時處理,這些都需要統一的時間基準。
為保證電網安全、經濟運行,各種以計算機技術和通信技術為基礎的自動化裝置廣泛應用,如調度自動化係統、故障錄波器、微機繼電保護裝置、事件順序記錄裝置、變電站計算機監控係統、火電廠機組自動控製係統、雷電定位係統等等。
這些裝置的正常工作和作用的發揮,同樣離不開統一的全網時間基準。
自動化裝置內部都帶有實時時鍾,其固有誤差難以避免,隨著運行時間的增加,積累誤差越來越大,會失去正確的時間計量作用。
因此,如何對實時時鍾實現時間同步,達到全網的時間統一,長期以來一直是電力係統追求的目標。
這些裝置內部的實時時鍾一般都帶有時間同步接口,可以由某一種與外部輸入的時間基準同步或自帶高穩定時間基準的標準時鍾源,如GPS標準時間同步鍾對其實現時間同步。
這為建立時間同步係統,實現時間統一,提供了基礎。有越來越多的單位已經建立或將要建立這樣的時間同步係統。
我國當時的所有電廠、變電站和調度係統,都是將美國全球定位係統GPS作為主要時鍾源設備,向電力係統的電力自動化設備如遠動及微機監控係統、微機繼電保護及安全自動設備、微機故障錄波及事件記錄等智能設備提供精確的同步時鍾信號,使它們在係統時間上達到一致,它是電廠以及變電站的重要組成部分。
GPS時間同步係統被廣泛地應用於電廠和變電站的自動化控製、安全生產、自動化調度等係統的整體時間統一。
全球衛星定位係統GPS是由美國國防部的陸海空三軍在20世紀70年代聯合研製的新型衛星導航係統,耗資120億美元。原來主要用於軍事目的,後來,美國五角大樓發現了GPS的龐大市場,同意將GPS係統也用於商業領域。
但是,作為妥協,五角大樓製定了一個被稱為選擇性的使用原則,即GPS係統中播出的最精確的信號將嚴格保留給軍方和其他有權使用的用戶。
GPS衛星發射兩種信號，民用信號和隻有軍方才能解碼的軍用信號。我國在所有授時係統中所采用的GPS，都是民用信號。
由於GPS係統受美國政府擁有和控製,在非常時期如海灣戰爭、反恐戰爭等,民用GPS服務可能受到影響。顯然，這是一個非常重要的問題。
從10年間美國GPS的發展和新舊政策的對比來看,美國向來都是在保證國家和國土安全的情況下,繼續獲得最大的經濟利益。
據有關部門監控,在我國1996年台海危機中,我國東南沿海廣大區域的民用GPS信號曾全部被關閉。
2005年的中俄軍事演習時,演習區域的全部GPS民用信號被關閉。在海灣戰爭、南聯盟戰爭和伊拉克戰爭期間,美國關閉了部分民用信號或是加大了對我國境內的GPS民用信號的誤差。
我國電力企業從電力傳輸網到電力計算機網絡的時間源當時都是采用美國的民用GPS係統,這將對我國的電力安全埋下極大的安全隱患。在非常時期,將會因為美國關閉GPS民用信號,對我國電力網絡安全的運行產生致命的打擊。
一個國家的基礎戰略設施，從來都不應該依賴於國外的技術。
麵對國際上風雲變幻的局勢,作為一個獨立自主的大國,建立我國自己星基的導航定位和授時係統無論對於保障國民經濟的正常運行或國家安全都至關重要。
“北鬥1號”衛星導航係統是我國自行研製和建立的一種區域衛星導航定位通信係統，主要是利用兩顆地球同步衛星來測量地球表麵和空中的各種用戶的位置,並同時兼有雙向報文通信和授時的功能。
該係統集測量技術、定位技術、數字通信和擴頻技術為一體,是一種全天候的覆蓋我國及周邊國家和地區的區域性衛星導航、定位、通信係統。
隨著2003年5月25日“北鬥1號”係統的第三顆衛星成功發射升空,“北鬥1號”係統已經開始全麵為各種用戶提供穩定和可靠的應用。“北鬥”二代係統正處於抓緊建設之中,新一代係統服務能力更強,定位授時精度更高,並保證和“北鬥1號”係統的兼容。
“北鬥”衛星導航定位係統是一個由我國自主建設的全球衛星定位通信係統,它填補了我國沒有自主導航係統的空白,當時,世界上隻有少數幾個國家能夠自主研製生產衛星導航係統。
我國自主建設的“北鬥”衛星導航定位係統除在國防建設上有著重要作用外,在國民經濟領域有著非常廣泛的應用前景,比如,可為西部和跨省區運營車輛,沿海和內河船舶的監控、調度和遇險救援提供廉價、高效、可靠的定位和通信手段，可為水利、氣象、石油、海洋、森林防火等部門提供精確的衛星資料，可為通信、電力和交通等關係國民經濟命脈的行業提供相當精確的相關服務。
2004年,“北鬥”衛星導航定位係統正式向軍、民用戶開放,已逐漸在艦船監控、水文測報和氣象監測等領域中得到應用。
“北鬥”衛星導航定位係統是我國改革開放30年的標誌性成果,它給我國電力係統時間同步係統解決單獨依靠國外GPS係統為主時間源帶來了新的希望。
據了解,北京國智恒電力管理科技有限公司和華東電網公司根據“北鬥”衛星係統的特性,開始了聯合研發的“北鬥電力全網時間同步監控係統”的聯合行動,最終完成了該項成果。
2008年12月19日,華東電網有限公司在上海組織召開“北鬥電力全網時間同步監控係統”科技項目驗收會。
驗收專家組認為,基於“北鬥”衛星導航定位係統的定時和短報文通信功能,構建了一套中心主站監控係統,實現了對遠程時間同步裝置的集中監測和遠程維護控製。