基于卫星共视技术的电网时间同步

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1、第２６卷第３期电力科学与技术学报Ｖｏｌ．２６Ｎｏ．３２０１１年９月ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＥＩＥＣＴＲＩＣＰＯＷＥＲＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＳｅｐ．２０１１基于卫星共视技术的电网时间同步赵当丽，胡永辉，翟慧生，马红皎（中国科学院国家授时中心，陕西西安７１０６００）摘要：针对电网系统对时间同步的要求，提出一种基于ＧＰＳ／北斗卫星共视技术的远距离时间比对和传递方法，实现电网系统的高精度时间同步和频率校准．详细介绍该系统的软、硬件设计和数据处理算法，并给出国家电网所有一级基准时钟与国家标准时间ＵＴＣ（ＮＴＳＣ）的共视数据分析结果：ＧＰＳ模式下的共视比对精度优于５ｎｓ，北斗模式

2、下共视比对精度优于１５ｎｓ．数据结果表明：采用该技术能够实现电网系统全网范围内高精度、高稳定性、高可靠性的时间统一．关键词：卫星共视；时间同步；频率校准；电网中图分类号：ＴＭ７６１＋．２文献标识码：Ａ文章编号：１６７３－９１４０（２０１１）０３－００２０－０５Ｐｏｗｅｒｇｒｉｄｓｔｉｍｅｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎｗｉｔｈｓａｔｅｌｌｉｔｅｃｏｍｍｏｎ－ｖｉｅｗｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙＺＨＡＯＤａｎｇ－ｌｉ，ＨＵＹｏｎｇ－ｈｕｉ，ＺＨＡＩＨｕｉ－ｓｈｅｎｇ，ＭＡＨｏｎｇ－ｊｉａｏ（ＮａｔｉｏｎａｌＴｉｍｅＳｅｒｖｉｃｅＣｅｎｔｅｒ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，

3、Ｘｉ’ａｎ７１０６００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｖｉｅｗｏｆｔｉｍｅｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒｐｏｗｅｒｇｒｉｄｓ，ａｒｅｍｏｔｅｔｉｍｅｃｏｍｐａｒｉｓｏｎａｎｄｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓａｔｅｌｌｉｔｅＣｏｍｍｏｎ－Ｖｉｅｗｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｉｎｔｈｉｓｐａ－ｐｅｒ．Ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｃａｎｒｅａｌｉｚｅｈｉｇｈ－ｐｒｅｃｉｓｉｏｎｔｉｍｅｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎａｎｄｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｓ

4、ｏｆｔｗａｒｅａｎｄｈａｒｄｗａｒｅ，ａｎｄｄａｔａｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍ．ＢａｓｅｄｏｎＰｒｉｍａｒｙＲｅｆｅｒｅｎｃｅｃｌｏｃｋｓｏｆｐｏｗｅｒｇｒｉｄａｎｄｌｏｃａｌＣｏｏｒｄｉｎａｔｅＵｎｉｖｅｒｓａｌＴｉｍｅｏｆＮａｔｉｏｎａｌＴｉｍｅＳｅｒｖｉｃｅＣｅｎｔｅｒＵＴＣ（ＮＴＳＣ），ｔｈｅｃｏｍｍｏｎ－ｖｉｅｗ（ＣＶ）ｄａｔａａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔＣＶｂａｓｅｄｔｉｍｅｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎｅｒｒｏｒｉｓｌｅｓｓｔｈａｎ５ｎｓｕｓｉｎｇＧＰＳ，ａｎｄｉｔｌｅｓｓｔｈａｎ１５ｎｓｕｓｉｎｇＢｅｉ－Ｄｏｕ．Ｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏ

5、ｇｙｃａｎｉｍｐｌｅｍｅｎｔｈｉｇｈａｃｃｕｒａｃｙ，ｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｔｉｍｅｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｗｈｏｌｅｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍＫｅｙｗｏｒｄｓ：ｓａｔｅｌｌｉｔｅｃｏｍｍｏｎ－ｖｉｅｗ；ｔｉｍｅｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ；ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ；ｐｏｗｅｒｇｒｉｄｓ卫星共视法时间频率传递是目前时间频率远距科学技术的发展，高精度的时间和频率传递在国民离量值传递的主要方法之一．卫星共视技术用于各经济发展中的地位日趋重要，在国民经济建设和高时间实验室之间的比对手段已有很多年历史．随着新技术产业诸如通信、电力、

6、交通、高速数字网同步收稿日期：２０１１－０５－０１基金项目：中国科学院西部之光（２００８ＹＢ０２）；国家电网电力科学研究院基金（０７１２ＫＦ１６１３）通讯作者：赵当丽（１９７５－），女，硕士，高级工程师，主要从事ＧＰＳ、北斗卫星共视的高精度时间传递、时间同步的研究；Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｄｌｉ＠ｎｔｓｃ．ａｃ．ｃｎ第２６卷第３期赵当丽，等：基于卫星共视技术的电网时间同步２１［１］等领域需要高精度时间和频率同步．由于卫星共若在某一时刻测得ΔｔＡＢ（ｔｉ），经过一段时间τ，视技术设备价格便宜、定时精度高以及使用方便的即ｔｉ＋τ时刻测得ΔｔＡＢ（ｔｉ＋τ），则可求出２台钟在τ特点，逐步应用于

7、国家安全、通信、电力等领域，实现时间内相对频率的平均偏差：远距离时钟同步和频率校准．ｆＡ－ｆＢΔｔＡＢ（ｔｉ）－ΔｔＡＢ（ｔｉ＋τ）＝．（２）电网时间统一系统的目的是为了满足电网系统ττ各个节点的时间需求，实现全电网范围的时间统一．ＧＰＳ共视比对的优点是将可能出现的某些误差减到最小．卫星时钟误差会被全部消除，原因是两主要采用中国ＵＴＣ（ＮＴＳＣ）为时间频率基准，其他地接收机的这一误差是共同的．但是不能消除传输时间频率系统（例如ＧＰＳ等）为第三方参考，通过时数据中的星历误差，只能将