一种变电站集中对时管理系统及方法
阅读说明：本技术 一种变电站集中对时管理系统及方法 (Centralized time synchronization management system and method for transformer substation ) 是由 韩磊 周平 朱家立 段博涛 王勇 张介 于 2021-08-03 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种变电站集中对时管理系统及方法,包括定位授时模块、数据接收转换模块、集中处理模块、信息传输模块、计时检测模块和对时更新模块,以及变电站集中对时管理方法。本发明通过计时检测模块可以发出检测信号给信息传输模块；通过信息传输模块将采集的数据传输给集中处理模块；集中处理模块通过定位授时模块获取卫星定位授时数据；数据接收转换模块将将转换后的数据传输给集中处理模块；集中处理模块接收各模块的时刻数据,通过分析处理单元进行数据对比；当检测到变电站设备对时系统出现故障时,通过对时更新模块对变电站设备进行对时数据校准矫正,实现对对时系统各模块进行集中管理。(The invention discloses a centralized time synchronization management system and a centralized time synchronization management method for a transformer substation. The timing detection module can send a detection signal to the information transmission module; the collected data are transmitted to a centralized processing module through an information transmission module; the centralized processing module acquires satellite positioning time service data through the positioning time service module; the data receiving and converting module transmits the converted data to the centralized processing module; the centralized processing module receives the time data of each module and compares the data through the analysis processing unit; when the substation equipment time synchronization system is detected to have faults, time synchronization data of the substation equipment is calibrated and corrected through the time synchronization updating module, and centralized management of all modules of the time synchronization system is achieved.)
技术领域
本发明涉及电力系统技术领域，具体涉及一种变电站集中对时管理系统及方法。
背景技术
电网系统是时间相关的系统，对于电网的运行和事故系统性分析需要有断路器、保护装置动作，各种事件发生的时间序列，而提供时间序列的变电站对时系统是必不可少的。变电站对时系统非常重要，为故障录波器、继电保护装置、测控装置、后台监控系统等设备进行对时，使其基于统一的时间基准运行，以满足故障录波、实时数据采集时间一致性、时间顺序记录（SOE）等要求，才能对各类事件的过程和原因进行准确分析。在智能变电站中，对变电站对时系统的要求对时精度小于1us，对时系统的重要性也愈加突出。当合并单元级联时，各个合并单元接收相同时间同步装置的对时信号，对时系统异常将造成合并单元同步异常告警的紧急缺陷。而对于线路纵联差动保护和母线差动保护来说，若某一个合并单元对时异常，甚至有可能导致保护误动作。但是目前变电站由于对时系统各模块分布散乱，当变电站对时系统出现故障时存在无法及时处理的问题。
如中国专利CN105407317A，公开日2016年3月16日，一种基于智能变电站视频监控对时系统，包括视频监控网络服务器、WEB浏览服务器、GPS时间同步装置和全数字IPC系统。所述全数字IPC系统设置在智能变电站端，通过高速通信数据网，进行网路NTP对时；NTP对时接收的是GPS对时信号，视频监控网络服务器与时间同步装置相连，进行网络对时，各授时装置统一安装对时组件，具备网络对时功能，智能变电站基于IEC61850技术协议，支持NTP(SNTP)对时，通过网络交换机直接对智能变电站视频监控主机对时。其并没有将系统各模块进行集中管理，当变电站对时系统出现故障时需到各处查看各装置，无法及时进行处理，影响故障处理效率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：目前的变电站由于对时系统各模块分布散乱，当变电站对时系统出现故障时无法及时进行处理的技术问题。提出了一种能够对对时系统各模块进行集中管理的一种变电站集中对时管理系统及方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：一种变电站集中对时管理系统，包括定位授时模块、数据接收转换模块、集中处理模块、用于与变电站设备进行时刻信息交互的信息传输模块、计时检测模块和对时更新模块，所述定位授时模块与所述数据接收转换模块连接，所述定位授时模块、所述数据接收转换模块、所述信息传输模块和所述对时更新模块均与所述集中处理模块连接，所述计时检测模块与所述信息传输模块连接。
一种变电站对时系统的校验系统，计时检测模块发出检测信号给信息传输模块；通过信息传输模块采集变电站设备时刻数据，将采集的数据传输给集中处理模块；集中处理模块通过定位授时模块获取卫星定位授时数据；数据接收转换模块将定位授时模块接收的数据进行数据转换，将转换后的数据传输给集中处理模块；集中处理模块接收各模块的时刻数据，通过分析处理单元进行数据对比；当检测到变电站设备对时系统出现故障时，通过对时更新模块对变电站设备进行对时数据校准矫正，实现对对时系统各模块进行集中管理。
作为优选，所述计时检测模块包括自动检测单元和手动检测单元，所述自动检测单元和所述手动检测单元均与所述信息传输模块连接。当变电站进行重要操作时，比如故障恢复或检修完成后，可通过手动检测单元进行主动的变电站设备对时管理，无需等待自动检测单元，增强管理系统的自主性。
作为优选，所述集中处理模块包括分析处理单元、授时数据采集单元、转换数据采集单元和站内数据采集单元，所述分析处理单元分别与所述授时数据采集单元、所述转换数据采集单元和站内数据采集单元连接，所述授时数据采集单元与所述定位授时模块连接，所述转换数据采集单元与所述数据接收转换模块连接，所述站内数据采集单元与所述信息传输模块连接。通过站内数据采集单元、授时数据采集单元和转换数据采集单元分别采集站内设备时刻数据、卫星授时数据和授时转换后的数据，通过分析处理单元整合相互进行采样对比，当设备对时系统是否出现故障时进行集中处理。
作为优选，本系统还包括用于储存对时系统管理记录的数据存储模块，所述数据存储模块与所述分析处理单元连接。通过数据存储模块储存管理系统对时校准记录的数据，便于后期提取分析对时故障原因，完善集中管理系统。
作为优选，本系统还包括供电模块，所述供电模块包括外部供电单元和内部储能单元，所述外部供电单元与所述集中处理模块连接，所述内部储能单元分别与所述外部供电单元和所述集中处理模块连接。通过外部电源供电单元和内部电源供电单元两种供电方式供电，外部电源供电单元断电时由内部电源供电单元供电，防止外部断电对系统造成影响。内部储能单元可采用可充电的锂电池进行储能，内部储能单元与外部供电单元连接为锂电池充电。
作为优选，本系统还包括显示模块，所述显示模块与所述集中处理模块连接。显示模块可采用液晶显示屏，显示模块主要用于显示集中处理模块收集的各时刻数据，便于操作者更直观地查看集中管理系统是否出现误差故障。
一种变电站集中对时管理方法，利用上述系统，包括如下步骤：
S1：计时检测模块发出检测信号给信息传输模块；
S2：通过信息传输模块采集变电站设备时刻数据，将采集的数据传输给集中处理模块；
S3：集中处理模块通过定位授时模块获取卫星定位授时数据；
S4：数据接收转换模块将定位授时模块接收的数据进行数据转换，将转换后的数据传输给集中处理模块；
S5：集中处理模块接收各模块的时刻数据，通过分析处理单元进行数据对比；
S6：当检测到变电站设备对时系统出现故障时，通过对时更新模块对变电站设备进行对时数据校准矫正。
集中处理模块通过授时数据采集单元和转换数据采集单元检测定位授时模块和数据接收转换模块的数据，两者数据一致时说明定位授时模块和数据接收转换模块未出现故障。当定位授时模块和数据接收转换模块的数据与信息传输模块采集的变电站设备的时刻数据不同时，说明变电站设备上的对时系统出现故障，集中处理模块通过对时更新模块在变电站设备空闲时进行设备时间的更新矫正，即通过对时更新模块将正确的时间传输给变电站设备，更新变电站设备的时间，实现对变电站设备时间故障的集中管理。
本发明的实质性效果是：本发明通过计时检测模块可以发出检测信号给信息传输模块；通过信息传输模块采集变电站设备时刻数据，将采集的数据传输给集中处理模块；集中处理模块通过定位授时模块获取卫星定位授时数据；数据接收转换模块将定位授时模块接收的数据进行数据转换，将转换后的数据传输给集中处理模块；集中处理模块接收各模块的时刻数据，通过分析处理单元进行数据对比；当检测到变电站设备对时系统出现故障时，通过对时更新模块对变电站设备进行对时数据校准矫正，实现对对时系统各模块进行集中管理。
附图说明
图1为本实施例的组成示意图；
图2为本实施例实施步骤的流程图。
其中：1、定位授时模块，2、数据接收转换模块，3、集中处理模块，4、信息传输模块，5、计时检测模块，6、对时更新模块，7、数据存储模块，8、供电模块，9、显示模块，10、自动检测单元，11、手动检测单元，12、分析处理单元，13、授时数据采集单元，14、转换数据采集单元，15、站内数据采集单元，16、外部供电单元，17、内部储能单元。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步具体说明。
一种变电站集中对时管理系统，如图1所示，包括定位授时模块1、数据接收转换模块2、集中处理模块3、用于与变电站设备进行时刻信息交互的信息传输模块4、计时检测模块5和对时更新模块6，定位授时模块1与数据接收转换模块2连接，计时检测模块5与信息传输模块4连接。计时检测模块5包括自动检测单元10和手动检测单元11，自动检测单元10和手动检测单元11均与信息传输模块4连接。当变电站进行重要操作时，比如故障恢复或检修完成后，可通过手动检测单元11进行主动的变电站设备对时管理，无需等待自动检测单元10，增强管理系统的自主性。
定位授时模块1、数据接收转换模块2、信息传输模块4和对时更新模块6均与集中处理模块3连接，定位授时模块1可选用中ATGM332D卫星定位授时模块，该模块可在-40~85℃条件下工作，接收灵敏度高达-160dBm，只需将接收天线蘑菇头放至窗外，即可接收北斗/GPS 卫星定位信号，模块自带EEPROM和电池，可以保存星历数据。可转接SMA标准天线接口，接线灵活、精准快速、功耗低，满足变电站工作需求。
数据接收转换模块2可通过内部的B码接收模块接收北斗/GPS双模卫星信号作为外部参考信号，使用外部时间频率信号对本模块进行时间频率同步，采用STM32F4单片机，完成时间信号的采集、解调和发生，产生IRIG-B（DC）码信号，1PPS（秒信号）同步脉冲信号。而光电转换模块（HFBR-2412和HFBR-1414）和SNTP模块一并集成在PCB板上。模块将输入的IRIG-B码电信号或者光信号进行光电相互转换，即输入IRIG-B电信号输出IRIG-B码光信号，输入IRIG-B光信号输出IRIG-B码电信号，具有隔离高电压、防电磁干扰、抗雷击等优点。
集中处理模块3包括分析处理单元12、授时数据采集单元13、转换数据采集单元14和站内数据采集单元15，分析处理单元12分别与授时数据采集单元13、转换数据采集单元14和站内数据采集单元15连接，授时数据采集单元13与定位授时模块1连接，转换数据采集单元14与数据接收转换模块2连接，站内数据采集单元15与信息传输模块4连接。通过站内数据采集单元15、授时数据采集单元13和转换数据采集单元14分别采集站内设备时刻数据、卫星授时数据和授时转换后的数据，通过分析处理单元12整合相互进行采样对比，当设备对时系统是否出现故障时进行集中处理。
本实施例还包括用于储存对时系统管理记录的数据存储模块7、供电模块8和显示模块9，数据存储模块7与分析处理单元12连接。通过数据存储模块7储存管理系统对时校准记录的数据，便于后期提取分析对时故障原因，完善集中管理系统。供电模块8包括外部供电单元16和内部储能单元17，外部供电单元16与集中处理模块3连接，内部储能单元17分别与外部供电单元16和集中处理模块3连接。通过外部电源供电单元和内部电源供电单元两种供电方式供电，外部电源供电单元断电时由内部电源供电单元供电，防止外部断电对系统造成影响。内部储能单元17可采用可充电的锂电池进行储能，内部储能单元17与外部供电单元16连接为锂电池充电。显示模块9与集中处理模块3连接。显示模块9可采用液晶显示屏，显示模块9主要用于显示集中处理模块3收集的各时刻数据，便于操作者更直观地查看集中管理系统是否出现误差故障。
一种变电站集中对时管理方法，利用上述系统，如图2所示，包括如下步骤：
S1：计时检测模块5发出检测信号给信息传输模块4；
S2：通过信息传输模块4采集变电站设备时刻数据，将采集的数据传输给集中处理模块3；
S3：集中处理模块3通过定位授时模块1获取卫星定位授时数据；
S4：数据接收转换模块2将定位授时模块1接收的数据进行数据转换，将转换后的数据传输给集中处理模块3；
S5：集中处理模块3接收各模块的时刻数据，通过分析处理单元12进行数据对比；
S6：当检测到变电站设备对时系统出现故障时，通过对时更新模块6对变电站设备进行对时数据校准矫正。
集中处理模块3通过授时数据采集单元13和转换数据采集单元14检测定位授时模块1和数据接收转换模块2的数据，两者数据一致时说明定位授时模块1和数据接收转换模块2未出现故障。当定位授时模块1和数据接收转换模块2的数据与信息传输模块4采集的变电站设备的时刻数据不同时，说明变电站设备上的对时系统出现故障，集中处理模块3通过对时更新模块6在变电站设备空闲时进行设备时间的更新矫正，即通过对时更新模块6将正确的时间传输给变电站设备，更新变电站设备的时间，实现对变电站设备时间故障的集中管理。
本实施例通过计时检测模块5发出检测信号给信息传输模块4；通过信息传输模块4采集变电站设备时刻数据，将采集的数据传输给集中处理模块3；集中处理模块3通过定位授时模块1获取卫星定位授时数据；数据接收转换模块2将定位授时模块1接收的数据进行数据转换，将转换后的数据传输给集中处理模块3；集中处理模块3接收各模块的时刻数据，通过分析处理单元12进行数据对比；当检测到变电站设备对时系统出现故障时，通过对时更新模块6对变电站设备进行对时数据校准矫正，实现对对时系统各模块进行集中管理。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
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