北斗卫星指引电力时间变革

　　    ———北斗电力全网时间同步监控系统诞生略记

■本网记者　刘启明　苏伟

　　由于历史的原因，我国目前的电力行业的时间同步系统的时钟源大都采用国ＧＰＳ系统做为主时钟源，这样就带来一个安全问题，如果美国对我们关闭民
用ＧＰＳ信号，我国的大电网将被置于危险的境地。
　　如何建立完善的时间同步机制，同时使电力系统时间同步系统不受他国控制，是摆在电力行业面前的一大课题。现在，这个问题终于有了求解，由北京国智恒电力管理科技有限公司和华东电网公司根据北斗卫星系统的特性，联合研发的“北斗电力全网时间同步监控系统”将彻底解决这个问题。

　　电网安全运行 
    要求全网时间统一

　　我国电网已初步建成以超高压输电、大机组和自动化为主要特征的现代化大型电网系统。它的运行实行分层控制，设备的运行往往要靠数百千米外的调度员指挥；电网运行瞬息万变，发生事故后更要及时处理，这些都需要统一的时间基准。为保证电网安全、经济运行，各种以计算机技术和通信技术为基础的自动化装置广泛应用，如调度自动化系统、故障录波器、微机继电保护装置、事件顺序记录装置、变电站计算机监控系统、火电厂机组自动控制系统、雷电定位系统等等。这些装置的正常工作和作用的发挥，同样离不开统一的全网时间基准。
　　自动化装置内部都带有实时时钟，其固有误差难以避免，随着运行时间的增加，积累误差越来越大，会失去正确的时间计量作用，因此，如何对实时时钟实现时间同步，达到全网的时间统一，长期以来一直是电力系统追求的目标。目前，这些装置内部的实时时钟一般都带有时间同步接口，可以由某一种与外部输入的时间基准同步或自带高稳定时间基准的标准时钟源，如ＧＰＳ标准时间同步钟对其实现时间同步，这为建立时间同步系统，实现时间统一，提供了基础。有越来越多的单位已经建立或将要建立这样的时间同步系统。
　　我国目前的所有电厂、变电站和调度系统，都是将美国全球定位系统ＧＰＳ作为主要时钟源设备，向电力系统的电力自动化设备如远动及微机监控系统、微机继电保护及安全自动设备、微机故障录波及事件记录等智能设备提供精确的同步时钟信号，使它们在系统时间上达到一致，它是电厂以及变电站的重要组成部分。ＧＰＳ时间同步系统被广泛地应用于电厂和变电站的自动化控制、安全生产、自动化调度等系统的整体时间统一。

　　基于ＧＰＳ系统的时间同步
    存在重大安全隐患

　　全球卫星定位系统（ＧＰＳ）是由美国国防部的陆海空三军在上个世纪７０年代联合研制的新型卫星导航系统，耗资１２０亿美元。原来主要用于军事目的，后来，美国五角大楼发现了ＧＰＳ的庞大市场，同意将ＧＰＳ系统也用于商业领域。但是，作为妥协，五角大楼制定了一个被称为选择性的使用原则，即ＧＰＳ系统中播出的最精确的信号将严格保留给军方和其他有权使用的用户。现在，ＧＰＳ卫星发射两种信号：民用信号和只有军方才能解码的军用信号。目前，我国所有授时系统中所采用的ＧＰＳ都是民用信号。
　　由于ＧＰＳ系统受美国政府拥有和控制，在非常时期（如海湾战争、反恐战争等），民用ＧＰＳ服务可能会受到影响。从１０年间美国ＧＰＳ的发展和新旧政策的对比来看，美国向来都是在保证国家和国土安全的情况下，继续获得最大的经济利益。
　　据有关部门监控，在我国１９９６年台海危机中，我国东南沿海广大区域的民用ＧＰＳ信号全部被关闭。２００５年的中俄军事演习时，演习区域的全部ＧＰＳ民用信号被关闭。在海湾战争、南联盟战争和伊拉克战争期间，美国关闭了部分民用信号或是加大了对我国境内的ＧＰＳ民用信号的误差。
　　我国电力企业从电力传输网到电力计算机网络的时间源目前都是采用美国的民用ＧＰＳ系统，这将对我国的电力安全埋下极大的安全隐患，在非常时期，将会因为美国关闭ＧＰＳ民用信号，对我国电力网络安全的运行产生致命的打击。
　　一个国家的基础战略设施从来都不应该依赖于国外的技术。面对国际上风云变幻的局势，作为一个独立自主的大国，建立我国自己星基的导航定位和授时系统无论对于保障国民经济的正常运行或国家安全都至关重要。

　　北斗电力全网时间
　　同步监控系统填补空白

　　“北斗一号卫星导航系统”是我国自行研制和建立的一种区域卫星导航定位通信系统。主要是利用两颗地球同步卫星来测量地球表面和空中的各种用户的位置，并同时兼有双向报文通信和授时的功能。该系统集测量技术、定位技术、数字通信和扩频技术为一体，是一种全天候的覆盖我国及周边国家和地区的区域性卫星导航、定位、通信系统。随着２００３年５月２５日“北斗一号”系统的第３颗卫星成功发射升空，“北斗一号”系统已经开始全面为各种用户提供稳定和可靠的应用。北斗二代系统正处于抓紧建设之中，新一代系统服务能力更强，定位授时精度更高，并保证和“北斗一号”系统的兼容。
　　北斗卫星导航定位系统是一个由我国自主建设的全球卫星定位通信系统，它填补了我国没有自主导航系统的空白，目前，世界上只有少数几个国家能够自主研制生产卫星导航系统。
　　我国自主建设的北斗卫星导航定位系统除在国防建设上有着重要作用外，在国民经济领域有着非常广泛的应用前景，比如，可为西部和跨省区运营车辆，沿海和内河船舶的监控、调度和遇险救援提供廉价、高效、可靠的定位和通信手段；可为水利、气象、石油、海洋、森林防火等部门提供精确的卫星资料；可为通信、电力和交通等关系国民经济命脉的行业提供精确的相关服务。
　　２００４年，北斗卫星导航定位系统正式向军、民用户开放，已逐渐在舰船监控、水文测报和气象监测等领域中得到应用。
　　北斗卫星导航定位系统是我国改革开放３０年的标志性成果，它给我国电力系统时间同步系统解决单独依靠国外ＧＰＳ系统为主时间源带来了新的希望。
　　据了解，北京国智恒电力管理科技有限公司和华东电网公司根据北斗卫星系统的特性，开始了联合研发的“北斗电力全网时间同步监控系统”的联合行动，最终完成了该项成果。
　　２００８年１２月１９日，华东电网有限公司在上海组织召开“北斗电力全网时间同步监控系统”科技项目验收会。验收专家组认为，基于北斗卫星导航定位系统的定时和短报文通信功能，构建了一套中心主站监控系统，实现了对远程时间同步装置的集中监测和远程维护控制。采用北斗、ＧＰＳ和中心站原子钟多系统冗余技术，保证了全网各站点与中心站的时间统一。为实现真正意义上的电力系统全网时间同步奠定了技术基础，为电力事故分析、电力预警系统、保护系统等高精度时间应用创造了条件。同时，该项目研究成果整体水平国内领先，具有推广应用价值。