利用北鬥雙向通信特性的電力通信同步網全同步演進方法
2023-05-03 00:18:36 1
專利名稱：利用北鬥雙向通信特性的電力通信同步網全同步演進方法
技術領域：
本發明涉及電力通信同步網全同步領域，具體涉及一種利用北鬥雙向通信特性的 電力通信同步網全同步演進方法。用於改變目前同步網存在多個大同步區，多個獨立運行 的主基準時鐘PRC的情況，解決各同步區之間通信存在同步隱患的問題，尤其是電力通信 專網與其他運營商通信網絡之間因不同步產生的通信問題，以實現全網同步。
背景技術：
國外通信同步網起步早、研究充分，經過多年的建設已經比較完善。歐洲各國及美 國的同步網已經形成了全同步或理論全同步，比如，歐洲國家小，同步網規模也小，只建有 地面銫鐘基準源，不適用GPS組網，全網一個基準鍾，採用主從同步方式，正常情況下無頻 偏，實現全網同步；美國雖為多個主基準時鐘源，但其使用GPS技術組網結合同步網監控系 統，控制和提高主基準時鐘源之間的頻率偏差，使其主基準時鐘源的長期頻率準確度優於 士 1E-13，以達到全網同步。目前，我國各大運營商及電力通信專網的通信同步網都未實現全同步。電力通信 同步網分多個同步大區，同步區之間以混合同步方式運行，不同於歐美國家的情況，本專利 採用的方法借鑑歐美國家的經驗，但不使用GPS技術，排出了 GPS故障和劣化的不可控性。上述頻率準確度的定義是以國際單位中的時間基本單位-原子秒來度量的，實際 測量中，是採用一個參考頻率源作為相對依據，現有技術的報告和參考資料中都不會給出 單位。
發明內容
本發明的目的是提供一種實現電力通信同步網全同步的方法，對於建設完善的公 司電力通信數字同步網，提高通信系統性能，保障電網安全、穩定運行，為最終實現公司系 統全同步具有重要指導意義。本發明提供了一種利用北鬥雙向通信特性的電力通信同步網全同步演進方法，利 用北鬥衛星及其地面標準系統，配置北鬥雙向接收機，以其雙向通信的優勢，對電力通信同 步網主基準時鐘PRC (Primary Reference Clock，簡稱PRC)進行絕對測量，即測量基準為標 準系統，具體包括以下步驟1)為每個主基準時鐘PRC配一個雙向北鬥接收機，再建立一個集中調控系統，在 集中調控系統側配置與PRC北鬥接收機對應的雙向北鬥接收機，跟蹤同一顆衛星；2)衛星地面中心站可定時從標準系統得到基準數據，主基準時鐘PRC通過衛星將 校標信號轉發到地面中心站，地面中心站收到申請通過衛星轉發基準數據給PRC，由此得到 PRC與標準系統之間的偏差；3)將步驟2)的上述偏差通過衛星送到集中調控系統處理，得到各時鐘與頻率標 準系統之間的絕對誤差，因地面中心站與各時鐘之間的時延路徑基本相同，所以由此絕對 誤差算得的兩個PRC之間的相對誤差更加精確，通過相對誤差再調整各鍾，使各時鐘之間的頻率偏差小於士 1E-13，從而實現全網同步。其中，建立一個電力通信同步網自己的集中監控系統，該系統主要由軟體實現， 包括監測和調控兩大部分，以實現集中系統的監測和調控功能，在集中監控系統側加裝北 鬥雙向接收機，經由北鬥衛星對PRC進行監控，包括北鬥定位衛星、地面控制中心和標準系 統，主基準時鐘PRC和集中監控系統通過北鬥雙向接收機與衛星信號通信，PRC通過雙向北 鬥接收機發送校標信號，定位衛星收到信號，轉發到地面中心站，地面中心站根據請求將標 準系統的基準數據通過衛星轉發給PRC，完成PRC與標準系統之間的比對，同樣，集中監控 系統也可利用北鬥雙向接收機通過衛星來傳送和接收與PRC時鐘之間的監測和控制信號。本發明技術方案的優點是1)該方案中採用絕對比對的方式，且比對的基準是衛星系統的地面標準系統，不 僅提高了比對的基準，而且用同一個測量基準精度，不會引入測量基準誤差；2)因標準系統與各時鐘之間的時延路徑基本相同，所以得到的絕對誤差，送入集 中監控系統中進行處理分析，可以抵消掉鏈路傳輸中引入的誤差，所以系統的理論精度很
尚o
下面結合附圖對本發明進一步說明。圖1是控制網絡運行頻率偏差原理示意圖；圖2是絕對比對調控方案一系統結構示意圖。
具體實施例方式已知同步設備的滑碼周期是用頻率偏差來計算的，當頻率偏差優於士 1E-13時， 算得的滑碼周期是20年，即同步設備退運時也不會出現滑碼，所以只需令全網不同主基準 時鐘PRC之間的頻率偏差優於士 1E-13，便可以認為實現全同步。基於上述原理，方案中採用了控制網絡運行頻率偏差的方法，即利用已有頻率標 準系統，與PRC主基準時鐘比對，提高了比對的精度，同時通過監控系統的監測調控功能， 監控比對各PRC之間的頻率偏差，根據此偏差調整PRC，使其頻率偏差優於士 1E-13。系統 結構示意圖如附圖1所示，圖中虛線框表示集中監控系統，其具有監測和調控的功能，該系 統與PRC時鐘之間雙向通信，用以傳輸集中監控系統與主基準時鐘PRC之間的監測和調控 信號。絕對比對調控方案一是利用已有的頻率標準系統和衛星系統，以頻率標準系統為 比對基準，完成PRC與頻率標準系統之間的比對，此比對結果得到的是絕對誤差，故命名為 絕對比對調控方案一。方案中主要利用「北鬥一號」衛星系統的地面時頻標準系統及其雙向通信功能。為 每個主基準時鐘PRC配一個北鬥雙向接收機，再建立一個電力通信同步網自己的集中調控 系統，在集中調控系統側也配置北鬥雙向接收機，跟蹤同一顆衛星。系統結構示意圖如附圖 2所示。1)PRC通過北鬥衛星與地面時頻標準系統進行對比，屬絕對測量，可得到絕對誤 差，比對結果還通過衛星信號送到集中監控系統，集中監控系統對絕對誤差分析處理，得PRC之間的相對誤差，然後調整各PRC時鐘，以減小不同時鐘之間的頻差。2)集中監控系統測配有與PRC側對應的雙向北鬥接收機，可以通過附圖2中所示 的路徑經由衛星轉發監測和調控信號，實現集中調控系統與PRC之間的通信，完成對PRC的 調控。此處已經根據特定的示例性實施例對本發明進行了描述。對本領域的技術人員來 說在不脫離本發明的範圍下進行適當的替換或修改將是顯而易見的。示例性的實施例僅僅 是例證性的，而不是對本發明的範圍的限制，本發明的範圍由所附的權利要求定義。
權利要求
一種利用北鬥雙向通信特性的電力通信同步網全同步演進方法，其特徵在於利用北鬥衛星及其地面標準系統，配置北鬥雙向接收機，以其雙向通信的優勢，對電力通信同步網主基準時鐘PRC進行絕對測量，即測量基準為標準系統，具體包括以下步驟1)為每個主基準時鐘PRC配一個雙向北鬥接收機，再建立一個集中調控系統，在集中調控系統側配置與PRC北鬥接收機對應的雙向北鬥接收機，跟蹤同一顆衛星；2)衛星地面中心站可定時從標準系統得到基準數據，主基準時鐘PRC通過衛星將校標信號轉發到地面中心站，地面中心站收到申請通過衛星轉發基準數據給PRC，由此得到PRC與標準系統之間的偏差；3)將步驟2)的上述偏差通過衛星送到集中調控系統處理，得到各時鐘與頻率標準系統之間的絕對誤差，因地面中心站與各時鐘之間的時延路徑基本相同，所以由此絕對誤差算得的兩個PRC之間的相對誤差更加精確，通過相對誤差再調整各鍾，使各時鐘之間的頻率偏差小於±1E 13，從而實現全網同步。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於建立一個電力通信同步網自己的集中監控 系統，該系統主要由軟體實現，包括監測和調控兩大部分，以實現集中系統的監測和調控功 能，在集中監控系統側加裝北鬥雙向接收機，經由北鬥衛星對PRC進行監控，包括北鬥定位 衛星、地面控制中心和標準系統，主基準時鐘PRC和集中監控系統通過北鬥雙向接收機與 衛星信號通信，PRC通過雙向北鬥接收機發送校標信號，定位衛星收到信號，轉發到地面中 心站，地面中心站根據請求將標準系統的基準數據通過衛星轉發給PRC，完成PRC與標準系 統之間的比對，同樣，集中監控系統也可利用北鬥雙向接收機通過衛星來傳送和接收與PRC 時鐘之間的監測和控制信號。
全文摘要
本發明涉及電力通信同步網全同步領域，具體涉及一種利用北鬥雙向通信特性的電力通信同步網全同步演進方法。用於改變目前同步網存在多個大同步區，多個獨立運行的主基準時鐘PRC的情況，解決各同步區之間的通信存在同步隱患的問題，尤其是電力通信專網與其他運營商通信網絡之間因不同步產生的通信問題，以實現全網同步。
文檔編號H04L7/00GK101895382SQ201010189959
公開日2010年11月24日 申請日期2010年5月25日 優先權日2010年5月25日
發明者丁慧霞, 汪洋, 滕玲, 陳喆 申請人:中國電力科學研究院