“北斗電力高精度授時與全網(wǎng)時間同步系統(tǒng)應(yīng)用示范”項目通過與北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)互聯(lián)，研發(fā)具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的高精度授時模塊、全網(wǎng)時間同步設(shè)備和應(yīng)用系統(tǒng)，打破了我國電網(wǎng)依賴美國的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）的現(xiàn)狀。
該項目由國電南瑞科技股份有限公司、國網(wǎng)江蘇省電力公司等六家單位聯(lián)合實施，已于近期啟動。

緣起 打破電網(wǎng)對GPS時間的依賴 
    衛(wèi)星在天空盤旋，地面上的電網(wǎng)系統(tǒng)不斷接收衛(wèi)星發(fā)出的時間信號，這是目前使用最廣泛的衛(wèi)星授時方式。
    “電力系統(tǒng)與時間密切相關(guān)，調(diào)度系統(tǒng)、智能變電站自動化系統(tǒng)等都需要基于統(tǒng)一的時間基準運行，以滿足實時數(shù)據(jù)采集時間一致性要求，確保線路故障測距以及電網(wǎng)事故分析和穩(wěn)定控制水平。”國電南瑞研發(fā)中心裝置研發(fā)一部經(jīng)理沈健介紹說。
    但是，目前在電網(wǎng)系統(tǒng)中最為廣泛使用的時間信號卻是由美國的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）發(fā)送的。“使用美國時間始終存在安全隱患。對電網(wǎng)來說，授時技術(shù)在別人手里，主動權(quán)就在別人手里，一旦授時出現(xiàn)差錯或人為中斷，都可能造成電網(wǎng)安全事故。因此，使用自主知識產(chǎn)權(quán)的衛(wèi)星授時系統(tǒng)十分必要。”沈健說。
    工信部曾明確提出，涉及國家經(jīng)濟、公共安全的重要行業(yè)領(lǐng)域，需逐步過渡到采用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航兼容其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的服務(wù)體制。
    “北斗電力高精度授時與全網(wǎng)時間同步系統(tǒng)”讓電力系統(tǒng)使用北斗授時，不僅能全時段、全區(qū)域地控制電網(wǎng)所有時鐘信息，實現(xiàn)真正意義上的全網(wǎng)同步；還能自動監(jiān)視系統(tǒng)中各單位時鐘狀態(tài)，并進行主動干預(yù)和控制，實現(xiàn)對系統(tǒng)設(shè)備的遠程維護，提高了電力授時的科學(xué)化和智能化程度。
    “現(xiàn)階段，該項目選取了電網(wǎng)安全穩(wěn)定系統(tǒng)和新一代智能變電站系統(tǒng)作為北斗授時的主要對象。”沈健說，電網(wǎng)自動化、智能化的發(fā)展讓時間基準變得越來越重要，隨著在以上兩種電力自動化系統(tǒng)應(yīng)用的成熟，將來電網(wǎng)其他系統(tǒng)也可推廣使用北斗授時。

技術(shù) 兩套時鐘保證全站設(shè)備時間同步 
    在國電南瑞研發(fā)中心，記者看到一臺白色的半球形天線接收裝置安裝在室外，用于接收北斗二代衛(wèi)星信號，一根細長的射頻電纜一直連接到室內(nèi)的時間同步設(shè)備。沈健告訴記者，為減小電纜傳輸損耗對衛(wèi)星信號的影響，通常在天線輸出端接入一個低噪聲放大器，放大器輸出信號再傳輸給北斗授時模塊。
    為了能夠看清內(nèi)部結(jié)構(gòu)，沈健擰開了一臺樣機后蓋螺絲，抽出了一塊集成電路板，指著電路板上半張銀行卡大小的插件告訴記者，這就是北斗授時模塊。
    據(jù)悉，目前GPS、北斗授時模塊精度都能滿足用戶需求，但依靠一種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)進行授時，在出現(xiàn)外界干擾、衛(wèi)星故障等情況時，其可靠性、安全性無法得到保障，因此，電網(wǎng)系統(tǒng)需要通過采用兩個衛(wèi)星信號雙模授時的方法。
    使用兩種授時方法的做法已經(jīng)不再罕見。但是，雙模授時方案如果采用GPS模塊與北斗一代單向授時模塊組合，不同源的觀測數(shù)據(jù)不能共用，在城市峽谷地區(qū)或部分天空被遮蔽出現(xiàn)衛(wèi)星數(shù)量少等情況時，其可用性就可能受到影響。
    對此，項目組提出了消除影響的新思路。“我們的項目采用了緊耦合方式，可將北斗衛(wèi)星信號與GPS衛(wèi)星信號送入同一信號處理器進行統(tǒng)一解算，兩個觀測數(shù)據(jù)可以共用，并優(yōu)先采用北斗系統(tǒng)信號。”沈健說，在衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正常工作情況下，緊耦合授時并無精度優(yōu)勢，但當(dāng)某顆衛(wèi)星出現(xiàn)故障或異常時，其檢測準確度和效率優(yōu)勢明顯。
    北斗衛(wèi)星如何完成對電力系統(tǒng)的授時？沈健告訴記者，在各級調(diào)度機構(gòu)、發(fā)電廠、變電站、集控中心的站內(nèi)配置有兩套主時鐘，互為備用。主時鐘信號源為北斗或GPS信號，主時鐘接受對時信號后給從時鐘提供對時信息，從時鐘擴展了多路接口給眾多設(shè)備對時，從而保證了全站設(shè)備的時間同步。

產(chǎn)業(yè) 變電站和智能調(diào)度領(lǐng)域應(yīng)用前景可期 
    “北斗電力高精度授時與全網(wǎng)時間同步系統(tǒng)應(yīng)用示范”項目由國電南瑞、國網(wǎng)江蘇電力等六家單位聯(lián)合開展。作為電力二次設(shè)備研發(fā)和制造企業(yè)，國電南瑞同時也是南京市北斗產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的理事單位。聯(lián)盟致力于北斗產(chǎn)品和解決方案的推廣應(yīng)用、集聚優(yōu)勢資源，促進北斗在各行業(yè)的廣泛深入應(yīng)用。
    項目依托國網(wǎng)江蘇電力進行應(yīng)用示范，將在江蘇省級電網(wǎng)調(diào)度機構(gòu)、市級電網(wǎng)調(diào)度機構(gòu)、變電站三級構(gòu)成的電力系統(tǒng)中試點應(yīng)用，接入的各級電網(wǎng)系統(tǒng)和變電站數(shù)量不少于20個，接入被授時的電力系統(tǒng)設(shè)備或裝置規(guī)模不少于600臺。
    在變電站和智能調(diào)度領(lǐng)域，該系統(tǒng)的規(guī)?；瘧?yīng)用前景可期。目前，我國正處于智能電網(wǎng)建設(shè)的大環(huán)境下，對時間同步系統(tǒng)有大量的需求。
    此外，形成北斗衛(wèi)星應(yīng)用于電力行業(yè)完整的產(chǎn)業(yè)鏈，也是項目的重要內(nèi)容之一。“基于雙模授時模塊，項目將研制電力系統(tǒng)時間同步裝置，同時研發(fā)具備對裝置時間同步運行狀況監(jiān)測管理的系統(tǒng)及終端設(shè)備。”沈健說。在該項目完成后，將形成年產(chǎn)能不小于500套系統(tǒng)和5000臺終端的生產(chǎn)規(guī)模，預(yù)計北斗電力同步時鐘、監(jiān)測終端及系統(tǒng)累計年銷售不低于1500萬元。

美國全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）
世界上最早建立的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，有著20年的系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)和經(jīng)驗累積，在系統(tǒng)的成熟性、服務(wù)的精度方面都處于世界最領(lǐng)先水平。由美國軍方控制，對全世界開放，我國目前使用的GPS屬于免費接收信號。

俄羅斯格洛納斯系統(tǒng)
已基本建成，預(yù)計2015年完全建成提供服務(wù)。

歐盟伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)
目前可以初步發(fā)揮地面精確定位的功能，預(yù)計今年年底前投入試運行。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)
我國正在實施的自主發(fā)展、獨立運行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，類似美國GPS。系統(tǒng)由空間端、地面端和用戶端組成，可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時為各類用戶提供高精度、高可靠定位、導(dǎo)航、授時服務(wù)，并具短報文通信能力。
聯(lián)合國衛(wèi)星導(dǎo)航委員會已認定的四大系統(tǒng)供應(yīng)商。