周響凌
關(guān)鍵詞:電力系統(tǒng); 通信; 時(shí)鐘同步系統(tǒng); 方案
中圖分類號:TM 73▲
CLOCK SYSTEM IN HUBEI POWER PRIVATE COMMUNICATION NETWORK
Zhou Xiangling
(Hubei Power Dispatch and Communication Bureau, Wuhan 430077, China)
Keywords:power systems; communication; synchronous clock system; scheme▲
1 通信專網(wǎng)時(shí)鐘系統(tǒng)簡介
時(shí)鐘系統(tǒng)在電力系統(tǒng)通信中的作用主要體現(xiàn)在2個(gè)方面:一是對電網(wǎng)信息的傳送起到支撐作用;二是很多電網(wǎng)新業(yè)務(wù)需要精確的定時(shí)信息來參與計(jì)算。合理地建立省網(wǎng)乃至全國電力系統(tǒng)通信的同步時(shí)鐘網(wǎng)的關(guān)鍵:一是時(shí)鐘站點(diǎn)的等級及其布置;二是時(shí)鐘信號的傳輸和提取利用。
國家電力通信中心的高精度時(shí)鐘信號由同步數(shù)字體系(SDH)向各大省、區(qū)網(wǎng)傳送;赟DH的下述同步特性,時(shí)鐘必須經(jīng)過各大省網(wǎng)的基準(zhǔn)時(shí)鐘進(jìn)行校驗(yàn)。校驗(yàn)后的復(fù)合時(shí)鐘才能作為網(wǎng)時(shí)鐘,向省網(wǎng)的下級節(jié)點(diǎn)傳送。
a.由于歐洲復(fù)接體系中的第1級基礎(chǔ)速率(E1)負(fù)載有指針操作,不能用于同步分配,也不能單獨(dú)作為時(shí)鐘基準(zhǔn),需要參考時(shí)鐘。
b.從同步傳輸模塊(STM—N)恢復(fù)定時(shí),會產(chǎn)生級聯(lián)時(shí)鐘的信號累積作用。
2 湖北電力通信專網(wǎng)同步系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
方案一:在省局設(shè)高等級的銫(銣)原子鐘,建成湖北省的本地基準(zhǔn)鐘(LPR)。引入2路GPS信號,另外有1路國調(diào)中心的PRC信號,1路郵電分網(wǎng)的PRC信號,共4路時(shí)鐘參考信號。在孝感局、襄樊局、荊州局、武漢局、咸寧局、黃石局、黃岡局設(shè)加強(qiáng)型Ⅲ級時(shí)鐘,采用BITS(2×Rb銣鐘)系統(tǒng)。由于鄂西北微波環(huán)網(wǎng)孝感局站—襄樊局站中間有隨州等5個(gè)站,隨州處于中間位置,可考慮設(shè)時(shí)鐘。另外,玉賢變、關(guān)山變和金臺處于武漢光環(huán)網(wǎng)與微波環(huán)網(wǎng)的交叉點(diǎn)上,時(shí)鐘同步要求高,故在隨州、玉賢、關(guān)山變和金臺可考慮設(shè)普通型Ⅲ級時(shí)鐘,鄂州局也可設(shè)普通型Ⅲ級時(shí)鐘。參見圖1。
圖1 方案一時(shí)鐘系統(tǒng)
Fig.1 Clock system of the first scheme
方案二:考慮時(shí)鐘的傳輸性和SDH網(wǎng)絡(luò)中E1信號不能用于同步分配的條件:①指針處理過程導(dǎo)致一種新的實(shí)時(shí)損傷,稱為“載荷輸出抖動”;②如果在節(jié)點(diǎn)至節(jié)點(diǎn)之間時(shí)鐘沒能很好地維護(hù),那么每一個(gè)SDH單元就必須進(jìn)行“指針調(diào)整”;③指針調(diào)整累積并產(chǎn)生過度抖動。經(jīng)驗(yàn)值表明,在2500 km參考標(biāo)準(zhǔn)的SDH微波電路和一般光纖電路中,當(dāng)時(shí)鐘傳輸跳數(shù)超過10跳時(shí),指針調(diào)整積累會產(chǎn)生過度抖動從而產(chǎn)生滑碼,結(jié)合湖北網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際情況,從經(jīng)濟(jì)性和可靠性2個(gè)方面出發(fā)提出方案二(見圖2)。
圖2 方案二時(shí)鐘系統(tǒng)示意圖
Fig.2 Clock system of the second scheme
方案二中省局基準(zhǔn)鐘基本與方案一相同。只是各地區(qū)局的基準(zhǔn)時(shí)鐘,可以時(shí)鐘傳輸?shù)姆绞剑瑢r(shí)鐘信號滿足要求地傳到各地,各地根據(jù)傳輸通道中提供的時(shí)鐘來提取,從而保證整個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘同步。
比較上述2種方案:方案一中各環(huán)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)、各主要地區(qū)局、廠都設(shè)一個(gè)Ⅲ級時(shí)鐘,時(shí)鐘的數(shù)量很大,費(fèi)用高。而方案二正好能克服這一缺點(diǎn),因此,我們推薦方案二。
3 綜合利用網(wǎng)時(shí)鐘
根據(jù)國家電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)[1]建設(shè)規(guī)劃,由于湖北網(wǎng)位于南北、東西干線交匯處,屬于國家二級網(wǎng),各地區(qū)屬于三級網(wǎng)。時(shí)鐘源的等級可與之適應(yīng)。根據(jù)時(shí)鐘系統(tǒng)基準(zhǔn)源與提取信號的鎖相環(huán)原理,合理地利用環(huán)網(wǎng)通道的節(jié)點(diǎn)安排三級數(shù)據(jù)網(wǎng)的時(shí)鐘傳輸通道,即:在省環(huán)網(wǎng)上根據(jù)上、下游傳送的不同E1互為基準(zhǔn)校驗(yàn),節(jié)省時(shí)鐘數(shù)量;在SDH設(shè)備上最好使用Wayside信道;在各變電站,應(yīng)該利用微波或光纖設(shè)備上的時(shí)鐘源,利用接收的64 kbit/s碼流,作為綜合自動化系統(tǒng)、計(jì)費(fèi)系統(tǒng)、故障錄波系統(tǒng)等的定時(shí)時(shí)鐘,不必要每一個(gè)系統(tǒng)都上定時(shí)時(shí)鐘,以節(jié)省費(fèi)用,充分利用網(wǎng)同步!
作者簡介:周響凌,男,通信科副科長,高級工程師,長期從事調(diào)度通信工作。
作者單位:周響凌(湖北電力調(diào)度通信局, 武漢 430077)
參考文獻(xiàn):
[1]辛耀中,胡紅升,盧長燕,等(Xin Yaozhong, Hu hongsheng, Lu Changyan,et al).中國數(shù)據(jù)網(wǎng)源建設(shè)和運(yùn)行中應(yīng)注意的四個(gè)關(guān)系(The Four Relationships Having to be Considered in the Construction and Operation of China Electric Power Data Network).電力系統(tǒng)自動化(Automation of Electric Power Systems),1998,22(1)
Zhou Xiangling
(Hubei Power Dispatch and Communication Bureau, Wuhan 430077, China)
Keywords:power systems; communication; synchronous clock system; scheme▲
1 通信專網(wǎng)時(shí)鐘系統(tǒng)簡介
時(shí)鐘系統(tǒng)在電力系統(tǒng)通信中的作用主要體現(xiàn)在2個(gè)方面:一是對電網(wǎng)信息的傳送起到支撐作用;二是很多電網(wǎng)新業(yè)務(wù)需要精確的定時(shí)信息來參與計(jì)算。合理地建立省網(wǎng)乃至全國電力系統(tǒng)通信的同步時(shí)鐘網(wǎng)的關(guān)鍵:一是時(shí)鐘站點(diǎn)的等級及其布置;二是時(shí)鐘信號的傳輸和提取利用。
國家電力通信中心的高精度時(shí)鐘信號由同步數(shù)字體系(SDH)向各大省、區(qū)網(wǎng)傳送;赟DH的下述同步特性,時(shí)鐘必須經(jīng)過各大省網(wǎng)的基準(zhǔn)時(shí)鐘進(jìn)行校驗(yàn)。校驗(yàn)后的復(fù)合時(shí)鐘才能作為網(wǎng)時(shí)鐘,向省網(wǎng)的下級節(jié)點(diǎn)傳送。
a.由于歐洲復(fù)接體系中的第1級基礎(chǔ)速率(E1)負(fù)載有指針操作,不能用于同步分配,也不能單獨(dú)作為時(shí)鐘基準(zhǔn),需要參考時(shí)鐘。
b.從同步傳輸模塊(STM—N)恢復(fù)定時(shí),會產(chǎn)生級聯(lián)時(shí)鐘的信號累積作用。
2 湖北電力通信專網(wǎng)同步系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
方案一:在省局設(shè)高等級的銫(銣)原子鐘,建成湖北省的本地基準(zhǔn)鐘(LPR)。引入2路GPS信號,另外有1路國調(diào)中心的PRC信號,1路郵電分網(wǎng)的PRC信號,共4路時(shí)鐘參考信號。在孝感局、襄樊局、荊州局、武漢局、咸寧局、黃石局、黃岡局設(shè)加強(qiáng)型Ⅲ級時(shí)鐘,采用BITS(2×Rb銣鐘)系統(tǒng)。由于鄂西北微波環(huán)網(wǎng)孝感局站—襄樊局站中間有隨州等5個(gè)站,隨州處于中間位置,可考慮設(shè)時(shí)鐘。另外,玉賢變、關(guān)山變和金臺處于武漢光環(huán)網(wǎng)與微波環(huán)網(wǎng)的交叉點(diǎn)上,時(shí)鐘同步要求高,故在隨州、玉賢、關(guān)山變和金臺可考慮設(shè)普通型Ⅲ級時(shí)鐘,鄂州局也可設(shè)普通型Ⅲ級時(shí)鐘。參見圖1。
圖1 方案一時(shí)鐘系統(tǒng)
Fig.1 Clock system of the first scheme
方案二:考慮時(shí)鐘的傳輸性和SDH網(wǎng)絡(luò)中E1信號不能用于同步分配的條件:①指針處理過程導(dǎo)致一種新的實(shí)時(shí)損傷,稱為“載荷輸出抖動”;②如果在節(jié)點(diǎn)至節(jié)點(diǎn)之間時(shí)鐘沒能很好地維護(hù),那么每一個(gè)SDH單元就必須進(jìn)行“指針調(diào)整”;③指針調(diào)整累積并產(chǎn)生過度抖動。經(jīng)驗(yàn)值表明,在2500 km參考標(biāo)準(zhǔn)的SDH微波電路和一般光纖電路中,當(dāng)時(shí)鐘傳輸跳數(shù)超過10跳時(shí),指針調(diào)整積累會產(chǎn)生過度抖動從而產(chǎn)生滑碼,結(jié)合湖北網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際情況,從經(jīng)濟(jì)性和可靠性2個(gè)方面出發(fā)提出方案二(見圖2)。
圖2 方案二時(shí)鐘系統(tǒng)示意圖
Fig.2 Clock system of the second scheme
方案二中省局基準(zhǔn)鐘基本與方案一相同。只是各地區(qū)局的基準(zhǔn)時(shí)鐘,可以時(shí)鐘傳輸?shù)姆绞,將時(shí)鐘信號滿足要求地傳到各地,各地根據(jù)傳輸通道中提供的時(shí)鐘來提取,從而保證整個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘同步。
比較上述2種方案:方案一中各環(huán)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)、各主要地區(qū)局、廠都設(shè)一個(gè)Ⅲ級時(shí)鐘,時(shí)鐘的數(shù)量很大,費(fèi)用高。而方案二正好能克服這一缺點(diǎn),因此,我們推薦方案二。
3 綜合利用網(wǎng)時(shí)鐘
根據(jù)國家電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)[1]建設(shè)規(guī)劃,由于湖北網(wǎng)位于南北、東西干線交匯處,屬于國家二級網(wǎng),各地區(qū)屬于三級網(wǎng)。時(shí)鐘源的等級可與之適應(yīng)。根據(jù)時(shí)鐘系統(tǒng)基準(zhǔn)源與提取信號的鎖相環(huán)原理,合理地利用環(huán)網(wǎng)通道的節(jié)點(diǎn)安排三級數(shù)據(jù)網(wǎng)的時(shí)鐘傳輸通道,即:在省環(huán)網(wǎng)上根據(jù)上、下游傳送的不同E1互為基準(zhǔn)校驗(yàn),節(jié)省時(shí)鐘數(shù)量;在SDH設(shè)備上最好使用Wayside信道;在各變電站,應(yīng)該利用微波或光纖設(shè)備上的時(shí)鐘源,利用接收的64 kbit/s碼流,作為綜合自動化系統(tǒng)、計(jì)費(fèi)系統(tǒng)、故障錄波系統(tǒng)等的定時(shí)時(shí)鐘,不必要每一個(gè)系統(tǒng)都上定時(shí)時(shí)鐘,以節(jié)省費(fèi)用,充分利用網(wǎng)同步!
作者簡介:周響凌,男,通信科副科長,高級工程師,長期從事調(diào)度通信工作。
作者單位:周響凌(湖北電力調(diào)度通信局, 武漢 430077)
參考文獻(xiàn):
[1]辛耀中,胡紅升,盧長燕,等(Xin Yaozhong, Hu hongsheng, Lu Changyan,et al).