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揭秘北斗導航系統(tǒng):守護中國時間

2010-03-30 16:13:43

來源:人民網(wǎng)

  在一個省份出現(xiàn)如此高比例的設備損壞,非但不正常,更需要警惕的是其危險程度。近年來,隨著中國電網(wǎng)運行控制及保護水平的提升,大部分變電站采用了綜合自動化方案,這也是今后電網(wǎng)的發(fā)展方向。

  自動化、信息化和輸電效率得到了不同程度提高,降低成本同時,問題也隨之而來。中國電力企業(yè)從電力傳輸網(wǎng)到電力計算機網(wǎng)絡的時間系統(tǒng),主要是以GPS作為主時鐘源,進行同步授時,由于其授時的工作原理和系統(tǒng)時鐘源被美國掌控,GPS授時存在重大隱患。

  具體而言,目前中國電力行業(yè)接收GPS授時信號是免費的,GPS授時終端價格低廉,這是美國GPS系統(tǒng)在民用領域的應用。正因為是“免費的午餐”,所以美國不承諾對任何應用所產(chǎn)生的問題負責。

  眾所周知,GPS系統(tǒng)是美國政府引以為豪的戰(zhàn)略工程,所有信號的發(fā)生、傳輸權由美國掌控,一旦出現(xiàn)民用信號關閉、誤碼率加大或者系統(tǒng)出現(xiàn)故障,以GPS技術為基礎的系統(tǒng)將被置于危險的境地,中國電網(wǎng)概莫能外。

  在中國,存在長距離大規(guī)模電力傳輸?shù)默F(xiàn)實,從電廠發(fā)出的每度電,都以高達每秒30萬公里的速度經(jīng)過變電站并網(wǎng)輸送,經(jīng)過數(shù)個、數(shù)十個變電站的長距離配送,最終抵達用戶。這個過程需要同時有幾百臺設備保護電力安全運行,涉及各種以計算機技術和通信技術為基礎的自動化裝置,如電廠機組自動控制系統(tǒng)、調度自動化系統(tǒng)、變電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)等,如此大量設備是否能夠按照預先計劃的流程,準確安全地傳輸?shù)轿?,決然離不開全網(wǎng)設備時間基準問題。

  “倘若這些設備運行時間不同步,那么輕則運行設備失控,影響正常輸供,重則造成整個地區(qū)電網(wǎng)癱瘓。而且由于時間不同步,很難及時排查事故原因。”北京國智恒電力管理科技有限公司董事長呂建光如此描繪。

  客觀來說,電力輸配對設備時間同步的精準度提出了極高極嚴的技術要求,電力設備時間同步的精準度正從過去的微秒級過渡到納秒級,因此,必須為電力系統(tǒng)配置高精度、高可靠的授時系統(tǒng),在傳輸系統(tǒng)和接收系統(tǒng)間出現(xiàn)時間誤差,高壓電流勢必會在瞬間燒毀被接收的變電站或是傳輸線路,這很容易理解。

  “北斗”精準而出

  如何解決報告所涉問題,公司經(jīng)過反復論證,決定起用獨立自主的北斗衛(wèi)星導航授時技術,利用中國的高精度衛(wèi)星授時系統(tǒng)支撐電網(wǎng)運行。

  對GPS授時在電力行業(yè)應用存在的重大安全隱患進行分析調查,做出科學判斷,根據(jù)北斗系統(tǒng)的特性,自主創(chuàng)新,聯(lián)合研發(fā)了“北斗電力全網(wǎng)時間同步管理系統(tǒng)”。

  “北斗一號”是中國自行研制建立的衛(wèi)星導航定位系統(tǒng),集導航定位、短報文通信、高精度授時三大主要功能于一體。

  該系統(tǒng)目前工作覆蓋區(qū)域主要集中在北緯5°~55°,東經(jīng)70°~140°之間的廣大地區(qū)。隨著2003年5月25日“北斗一號”系統(tǒng)的第3顆衛(wèi)星成功發(fā)射升空,“北斗一號”系統(tǒng)已經(jīng)開始全面為各種用戶提供穩(wěn)定和可靠的服務,開通運行7年來,系統(tǒng)運行穩(wěn)定,技術狀況良好。

  目前,北斗二代系統(tǒng)正待字閨中,2010年1月17日,北斗導航衛(wèi)星CompassG1成功發(fā)射,第二代北斗衛(wèi)星組網(wǎng)正在按照預定計劃進行。可以預見的未來,系統(tǒng)服務能力更強,定位授時精度更高,并與北斗一號系統(tǒng)完全兼容,能夠為用戶提供更加完善穩(wěn)定的服務。

  “北斗電力全網(wǎng)時間同步管理系統(tǒng)”(下稱系統(tǒng))是采用北斗與GPS(或其它)等多時間源智能切換技術開發(fā)完成的新一代電力系統(tǒng)的時間同步系統(tǒng)產(chǎn)品。系統(tǒng)裝置內置恒溫晶振或銣鐘,通過多時間源智能切換技術和先進的時間控制處理算法實現(xiàn)可靠的、高精度的時間輸出;采用“北斗雙向授時功能”專有技術能實現(xiàn)嚴格意義上全電力系統(tǒng)時間的統(tǒng)一;通過利用北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的短信息功能,能夠實現(xiàn)所有廠站端時間同步系統(tǒng)遠程監(jiān)測和運行控制;系統(tǒng)為電力輸送提供高精度的、安全的全網(wǎng)時間同步整體解決方案,準確、可靠、易用的特點確保了可靠、高精度授時的廣泛需要。

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