双北斗卫星同步时钟系统及方法与流程

1.本发明涉及电力系统对时同步技术，尤其是涉及双北斗卫星同步时钟系统及方法。


背景技术：

2.近年来随着我国电力系统的高速发展建设，变电站智能设备得到大量应用，全国电网互联互通也快速推进，这使得电力系统对于时间同步精度的要求也越来越严格。时间同步网络作为电力系统功能的核心组成部分，为电力系统安全稳定运行提供保障，其作用是为电力系统内所有智能设备和中央控制中心提供统一、精确的时间参考标准。
3.我国的卫星导航技术研究开始较晚，相关终端设备的研究还不成熟，所以目前国内电力系统的卫星授时服务主要依靠gps系统，这不仅可能存在重大安全隐患，而且，由于目前gps技术的限制，各授时终端均为被动单向接受gps时间信号模式，不容易实现各系统之间的时间同步统一。


技术实现要素：

4.针对现有技术的缺陷，本发明提供了双北斗卫星同步时钟系统及方法。该系统采用我国自主的北斗卫星导航系统，摆脱了对gps卫星系统的过渡依赖，提高了电网的安全可靠性。
5.为了解决现有技术存在的问题，本发明采用的技术方案是：双北斗卫星同步时钟系统，包括北斗天线、功分器和双北斗同步时钟设备，所述北斗天线与功分器相连接，所述功分器与双北斗同步时钟设备相连接，所述北斗天线用于接收卫星信号，所述功分器将接收到的卫星信号分为两路北斗信号，将得到的两路北斗信号作为参考源信号，与irigb电力时钟信号同时传入双北斗同步时钟设备，所述双北斗同步时钟设备用于对输入的irigb电力时钟信号的偏差进行纠正补偿，降低偏差值后进行输出。
6.进一步地，所述双北斗同步时钟设备包括主板、时钟同步模块、超外差接收机、电源模块、监控模块和人机接口，所述时钟同步模块、电源和监控模块均与主板相连，所述主板上设置有输出接口和输入接口，所述超外差接收机与时钟同步模块相连，所述键盘接口与时钟同步模块相连。
7.进一步地，所述时钟同步模块包括信号处理单元和运算单元，所述信号处理单元用于对参考源信号进行监测和相位测量，然后将数据传输给运算单元，所述运算单元用于对参考源信号进行比对优选，对irigb信号进行修正。
8.进一步地，所述所述信号处理单元包括参考源信号监测模块和相位测量模块，所述参考源信号监测模块用于对参考源信号进行监测，所述相位测量模块（用于对输入的参考源信号进行相位测量，并将测量数据实时传送给运算单元。
9.进一步地，所述运算单元包括参考源比对模块、参考源优选模块、参考源切换模块和纠偏模块，所述参考源比对模块用于对相位测量后的参考源信号进行比对；所述参考源
优选模块用于根据irgb信号对比对后的参考源信号进行优选；所述参考源切换模块用于根据优选结果对参考源信号进行切换选择，所述纠偏模块用于根据切换后的参考源信号将irigb信号进行同步优化。
10.进一步地，所述超外差接收机包括振荡器和压控电路，所述振荡器和信号处理单元相连，所述压控电路与运算单元相连。
11.双北斗卫星同步时钟方法，包括以下步骤：s1：对输入的参考源信号进行监测；s2：对输入的参考源信号进行相位测量，并将测量数据实时传送给运算单元；s3：对相位测量后的参考源信号进行比对，s4：根据irgb信号对比对后的参考源信号进行优选；s5：根据优选结果对参考源信号进行切换选择，s6：根据切换后的参考源信号将irigb信号进行同步优化。
12.与现有技术相比，本发明所具有的优点和有益效果是：本发明采用双北斗系统，双北斗系统是我国自主的北斗卫星导航系统，摆脱了对gps卫星系统的过渡依赖，提高了电网的安全可靠性。同时北斗系统为地球同步卫星，发出的信号可被我国大部分地域稳定接收，使得双北斗系统同步时钟产品的定时精度明显提高。
附图说明
13.下面结合附图对本发明作进一步详述：图1为本发明整体结构示意图；图2为同步时钟设备的原理框图；图3为时钟同步模块的原理框图；图4为双北斗卫星同步时钟方法流程图。
具体实施方式
14.下面结合具体实施例对本发明进行进一步详细说明，但本发明的保护范围不受具体的实施例所限制，以权利要求书为准。另外，以不违背本发明技术方案的前提下，对本发明所作的本领域普通技术人员容易实现的任何改动或改变都将落入本发明的权利要求范围内。
15.如图1所示，本发明双北斗卫星同步时钟系统，包括北斗天线、功分器和双北斗同步时钟设备，所述北斗天线与功分器相连接，所述功分器与双北斗同步时钟设备相连接，所述北斗天线用于接收卫星信号，所述功分器将接收到的卫星信号分为两路北斗信号，互为备用，将得到的两路北斗信号作为参考源信号， irigb电力时钟信号与参考源信号同时传入双北斗同步时钟设备。所述双北斗同步时钟设备用于对输入的irigb电力时钟信号的偏差进行纠正补偿，降低偏差值后进行输出，同时输出对时报文和脉冲空节点。
16.如图2所示，所述双北斗同步时钟设备包括主板、时钟同步模块、超外差接收机、电源模块、监控模块和人机接口，所述人机接口包括键盘接口、vfd显示屏接口、指示灯接口、输出接口和输入接口，所述时钟同步模块、电源模块和监控模块分别与主板相连，所述主板
上设置有输出接口和输入接口，所述超外差接收机与时钟同步模块相连，所述键盘接口与时钟同步模块相连。
17.所述时钟同步模块用于对参考源信号进行切换选择，并对超外差接收机进行闭环控制，输出电力时钟信号。
18.所述监控模块用于设备告警，所述监控模块具有完善的监控管理功能，能实时收集各功能模块的工作状态，一旦各功能模块出现故障可由告警端子给出告警信息，同时能定位告警至各功能模块并在vfd面板显示，同时可存储历史告警信息。能通过键盘向系统下发设定的指示命令。
19.所述电源模块可以采用高性能ac/dc输入电源模块，电源兼容220vac/dc输入，经过电源模块转换成直流电源后供内部各模块使用，配有开关、保险等，方便用户维护。
20.所述输入接口用于完成对北斗卫星信号、本地铷钟10mhz信号或上游传输的dcls信号、输入的irigb/1pps信号的接收。
21.所述输出接口用于输出irigb信号、脉冲空节点、对时报文和ntp。其中irigb信号的输出由irigb码产生器完成，irigb码产生器接收内部时钟总线信号，得到系统时间基准及时刻信息，通过b码产生单元，经由驱动及接口保护电路产生直流irigb信号。irigb码解码器可通过跳线输出ttl/rs232/ rs422接口的信号。irigb码产生器根据1pps信号为基准，输出1pps/1ppm/1pph信号。irigb码产生器可同时输出8路脉冲信号，其中第1、2路作为ttl/空接点脉冲输出，可通过跳线配置为ttl/空接点电平输出，输出信号类型可配置为1pps/1ppm/1pph，其余6路可通过跳线配置输出信号类型为1pps/1ppm/1pph，输出电平为空接点方式。对时报文是通过串口报文的方式向终端用户对时，其串口脉冲的第一个上升沿与定时卡产生的1pps信号对齐。
22.所述人机接口可以连接四个指示灯，一块高亮、宽温、宽视角vfd显示屏以及功能键盘。
23.如图3所示，所述时钟同步模块包括信号处理单元和运算单元，所述信号处理单元用于对参考源信号进行监测和相位测量，然后将测量数据实时传送给运算单元，所述运算单元根据测量数据完成参考源信号性能比对、参考源优选，完成各路参考源的切换，同时完成对irigb信号进行修正纠偏，通过压控电路完成对本振的控制，形成定时闭环回路。
24.所述信号处理单元包括参考源信号监测模块和相位测量模块，所述相位测量模块可以采用高速逻辑芯片，所述参考源信号监测模块用于对参考源信号进行监测，所述相位测量模块用于对输入的参考源信号进行相位测量，并将测量数据实时送给运算单元。
25.所述运算单元包括参考源比对模块、参考源优选模块、参考源切换模块和纠偏模块，所述参考源比对模块用于对相位测量后的参考源信号进行比对；所述参考源优选模块用于根据irgb信号对比对后的参考源信号进行优选；所述参考源切换模块用于根据优选结果对参考源信号进行切换选择，所述纠偏模块用于根据切换后的参考源信号将irigb信号进行同步优化，将输出的电力时钟信号的偏差进行修正补偿，降低偏差统计值。
26.所述超外差接收机包括振荡器和压控电路，所述振荡器和信号处理单元相连，所述压控电路与运算单元相连。所述超外差接收机用于为系统提供本地10mhz时钟信号，可配置高性能铷振荡器、恒温晶体振荡器或温补晶体振荡器。
27.本发明的工作原理如下：
双北斗天线接收卫星信号，该卫星信号通过功分器后分为两路，分别得到两路北斗信号，为北斗信号1和北斗信号2，将得到的两路北斗信号作为参考源信号，参考源信号和irigb信号同时传入同步时钟设备，同步时钟设备中的时钟同步模块对参考源信号进行切换选择，并对超外差接收机进行闭环控制，输出电力时钟信号。本发明采用无源北斗授时技术、高精度相位测量技术及多路时钟无损切换技术，完成了以双北斗卫星系统作为时间基准的同步时钟。
28.如图4所示，双北斗卫星同步时钟方法，包括以下步骤：s1：对输入的参考源信号进行监测；s2：对输入的参考源信号进行相位测量，并将测量数据实时送给运算单元；s3：对相位测量后的参考源信号进行比对，s4：根据irgb信号对比对后的参考源信号进行优选；s5：根据优选结果对参考源信号进行切换选择，s6：根据切换后的参考源信号将irigb信号进行同步优化。