隨著超大規模電網互聯、廣域控制與保護、智能電網等新技術的推進，需要更安全、可靠、精確的時間同步繫統。《電力繫統時間同步技術》作者在主編十餘項電力繫統時間同步相關標準的基礎上編寫本書，主要從現代授時技術、電力繫統時間與時間同步繫統標準、時間同步檢測技術、時間同步技術在電力繫統中的應用、典型工程應用等幾個方面介紹了電力繫統時間同步技術的理論和應用。本書內容從電力繫統規劃、設計、研究、生產、檢測、調度、運行、維護等方面析出，是國內diyi本全面介紹電力繫統領域時間同步技術的專業書籍，對時間同步的相關背景、標準要求、技術規範、設計方案、應用案例等進行了詳細闡述。可為電力繫統設計規劃、試驗檢測、運維管理等人員提供參考，具有很強的實用價值。

前言
第1 章 時間的基本概念及相關技術 1
1. 1 時間的基本概念 1
1. 1. 1天文時 2
1. 1. 2原子時 4
1. 1. 3協調世界時 5
1. 2 現代授時技術 7
1. 2. 1短波授時 7
1. 2. 2長波授時 8
1. 2. 3低頻時碼授時 9
1. 2. 4衛星授時 12
1. 2. 5其他授時技術 23
1. 2. 6各種授時方法比較 26
1. 3 高精度時間頻率傳遞技術 27
1. 3. 1衛星雙向法 27
1. 3. 2衛星共視法 29
1. 3. 3衛星全視法 30
1. 3. 4載波相位法 31
1. 3. 5搬運鐘法 31
1. 4 定時技術 32
1. 4. 1定時原理 32
1. 4. 2定時終端 32
1. 4. 3定時誤差分析及處理方法 41
1. 5 守時技術 45
1. 5. 1頻標 45
1. 5. 2頻標的技術指標 51
1. 5. 3提高守時能力的方法 53
參考文獻 54
第2 章 電力繫統時間同步繫統 56
2. 1時間同步簡介 56
2. 2 電力繫統時間同步簡介及發展歷程 57
2. 2. 1電力繫統時間同步簡介 57
2. 2. 2電力繫統時間同步發展歷程 62
2. 3 電力繫統時間同步繫統常用授時接口 64
2. 3. 1TTL 直流電平輸出接口 64
2. 3. 2RS-232 串行輸出接口 64
2. 3. 3RS-422/485 差分電平輸出接口 65
2. 3. 4交流輸出接口 66
2. 3. 5靜態空接點輸出接口 66
2. 3. 6光纖接口 67
2. 3. 7RJ45 以太網接口 67
2. 3. 8時間同步信號與接口類型的關繫 68
2. 4 電力繫統時間同步繫統相關授時信號 69
2. 4. 1脈衝信號 69
2. 4. 2串行口時間報文 70
2. 4. 3IRIG-B 碼 72
2. 4. 4網絡時間協議（NTP） 73
2. 4. 5精確時間同步協議（PTP） 79
2. 4. 6DCLS 時碼 89
2. 5 電力繫統時間同步繫統常用通信協議 90
2. 5. 1NMEA-0183 90
2. 5. 2IEC 61850/MMS 通信 95
2. 5. 3IEC 60870-5-104 規約 96
2. 6 電力繫統時間同步裝置 97
2. 6. 1時間同步裝置的輸入 97
2. 6. 2多時間源輸入的選擇 99
2. 6. 3時間同步裝置的內部時鐘 100
2. 6. 4時間同步裝置的輸出 101
2. 7 電力繫統時間同步網 101
2. 8 時間同步在線監測 106
2. 8. 1時間同步在線監測繫統 106
2. 8. 2時間同步在線監測實施原則 108
2. 8. 3智能變電站時間同步在線監測方案 109
2. 8. 4常規變電站時間同步在線監測方案 110
2. 9 時間同步繫統安全性 110
2. 9. 1時鐘源安全性 111
2. 9. 2數據流安全性 111
參考文獻 113
第3 章 時間同步技術在電力繫統中的應用 115
3. 1 電力調度控制中心時間同步技術 115
3. 1. 1時間同步繫統構成及功能 116
3. 1. 2應用分析 117
3. 2 廠站端時間同步技術 120
3. 2. 1常規變電站時間同步繫統 120
3. 2. 2智能變電站時間同步繫統 124
3. 2. 3電廠時間同步繫統 129
3. 3 配電網時間同步技術 131
3. 3. 1配電網概述 132
3. 3. 2配電網中的時間同步應用 133
3. 4 時間同步技術在電力繫統故障分析中的應用 137
3. 4. 1利用故障錄波器進行故障分析 138
3. 4. 2利用微機型繼電保護裝置進行故障分析 139
3. 4. 3利用廣域保護繫統進行故障分析 142
3. 4. 4利用行波測距進行故障分析 144
參考文獻 147
第4 章 電力繫統時間同步檢測技術 148
4. 1 時間同步檢測方法 148
4. 1. 1主要測試設備 150
4. 1. 2輸出信號檢測 151
4. 1. 3守時性能測試 157
4. 1. 4接收靈敏度測試 157
4. 1. 5狀態指示測試 158
4. 1. 6告警輸出功能測試 158
4. 1. 7延時補償檢測 159
4. 1. 8電網頻率測量測試 159
4. 2 時間同步檢測類型 159
4. 2. 1實驗室檢測 160
4. 2. 2出廠檢驗 162
4. 2. 3現場檢測 162
4. 2. 4安全性檢測 165
4. 3 時間同步測試儀 168
4. 3. 1基本組成及工作原理 169
4. 3. 2主要測試功能 171
4. 3. 3主要性能指標 175
4. 3. 4典型產品 176
參考文獻 177
第5 章 典型工程應用 178
5. 1 脈衝/編碼同步方式工程應用 178
5. 1. 1上海徐行500kV 變電站時間同步繫統 178
5. 1. 2延安洛川750kV 智能變電站時間同步繫統 180
5. 1. 3哈密南—鄭州±800kV 特高壓直流輸電工程時間同步繫統 182
5. 1. 4晉東南—南陽—荊門1000kV 特高壓交流試驗示範工程
時間同步繫統 185
5. 2 PTP 網絡同步方式工程應用 188
5. 2. 1無錫西涇220kV 智能變電站時間同步繫統 188
5. 2. 2遼寧何家220kV 智能變電站時間同步繫統 194
5. 2. 3河北蘇正220kV 智能變電站時間同步繫統 198
5. 2. 4陝西戶縣330kV 智能變電站時間同步繫統 200
5. 2. 5長春南（金城） 500kV 智能變電站時間同步繫統 203
5. 3 廣域時間同步方式工程應用 206
5. 3. 1海南電網時間同步繫統 206
5. 3. 2浙江電力時間同步網 210
5. 3. 3蘇州玉山500kV 智能變電站時間同步繫統 216
參考文獻 221
第6 章 分析與展望 223
6. 1 時間同步繫統性能分析 223
6. 1. 1時間信號及信息接口的規範 223
6. 1. 2電力繫統對時間精度的要求 224
6. 1. 3時間獲取與傳遞的安全性分析 224
6. 2 時間同步技術展望 224
6. 2. 1頻標繫統的發展 225
6. 2. 2天地互備的時間同步網 226
6. 2. 3統一在線時間監測 227
6. 2. 4智能電網對時間同步的需求 228
參考文獻 230
附錄 A 電力繫統時間同步技術相關標準簡介 231
A. 1 技術標準簡介 231
A.1.1DL/T 1100.1—2009《電力繫統時間同步繫統
第1部分：技術規範》 231
A. 1. 2DL/T 1100. 2—2013《電力繫統的時間同步繫統
第2 部分：基於局域網的精確時間同步》 232
A. 1. 3《電力繫統北鬥衛星授時應用接口
第1部分：技術規範》 233
A. 1. 4Q/GDW 1919—2013《基於數字同步網頻率信號的
時間同步技術規範》 233
A. 1. 5《電力繫統時間同步繫統第3 部分：基於數字同步網的
時間傳輸技術規範》 233
A. 1. 6《電力繫統時間同步繫統第4部分：測試儀技術規範》 233
A. 2 檢測標準簡介 234
A. 2. 1GB/T 26866—2011《電力繫統的時間同步
繫統檢測規範》 234
A. 2. 2《電力繫統北鬥衛星授時應用接口
第2 部分：檢測規範》 234
索引 235

隨著特高壓電網、智能電網和互聯電網的發展, 我國電網迫切需要在統一的時間基準下運行, 以滿足電網同步采樣﹑繫統穩定性判別﹑線路故障定位﹑故障錄波和分析﹑事故反演等應用對時間一致性的要求。同時, 隨著電力繫統對時間精度的要求越來越高, 電力繫統時間同步技術也受到了越來越多的關注。目前, 在我國已經投運的智能變電站中出現了不少由時間同步技術引起的問題, 經分析, 這主要是因為對時間同步技術及相關標準的理解與應用存在欠缺。因此, 需要一部繫統、全面地介紹電力繫統時間同步技術的書籍來為時間同步技術在電力繫統中的應用提供參考。本書圍繞電力繫統時間同步技術, 對時間的基本概念及相關技術、電力繫統時間同步繫統、時間同步技術在電力繫統中的應用、電力繫統時間同步檢測技術、典型工程應用進行了詳細的講述, zui後進行了分析與展望。其中第1 章為時間的基本概念及相關技術, 描述了時間作為一個物理量存在的概念, 以及授時、高精度時間頻率傳遞、定時、守時等相關技術; 第2 章為電力繫統時間同步繫統, 主要介紹了電力繫統常用的授時接口、授時信號、通信協議、時間同步裝置、時間同步網, 並論述了時間同步在線監測技術及時間同步繫統的安全性; 第3 章為時間同步技術在電力繫統中的應用, 主要描述了電力繫統應用時間同步技術的場合和應用方法; 第4 章為電力繫統時間同步檢測技術, 主要介紹了與時間同步相關的裝置的檢測方法、檢測內容等; 第5 章為典型工程應用, 主要描述了電力繫統應用時間同步技術的典型工程, 給出了典型工程的方案及其特點; 第6章為分析與展望, 分析了電力繫統時間同步繫統的性能和安全性, 展望了時間同步技術的發展方向及其在其他行業的應用。zui後在附錄中對相關的國家標準及行業標準進行了簡要介紹。本書的編寫人員為我國時間同步技術領域的專家, 具有堅實的理論功底和豐富的實踐經驗, 與國內外同行保持著廣泛的技術交流與合作, 同時也是該技術領域的國家標準和行業標準的主要起草人員。本書不僅介紹了時間同步相關技術和電力繫統時間同步繫統的基礎知識; 而且將電力繫統對時間同步技術的需求進行分類, 並分別提出了指標要求; 同時介紹了時間同步檢測技術; zui後詳細描述了典型工程應用。因此本書兼具理論參考價值與工實踐價值, 既可作為電力繫統自動化專業高校師生的參考書, 也可為電力繫統自動化專業的科研人員、技術管理人員、規劃設計人員、運維人員、檢測人員提供參考。
編者對關注本書出版的國網電力科學研究院原副總工程師、全國電力繫統管理及其信息交換標準化技術委員會(SAC/ TC82) 原主任委員劉國定先生和中國
電力科學研究院廠站自動化及遠動室原主任、SAC/ TC82 委員、中國電機工程學會電力繫統自動化專業委員會遠動及廠站自動化專業副主任陸天健先生表示
感謝!zui後, 歡迎讀者對本書的疏漏之處給予批評指正!
編者
2016 年1 月