近年来,多国电荒事件屡见不鲜。2022年夏季,我国多个省份的用电负荷屡创新高,受高温及干旱影响,电力硬缺口彰显,威胁电力系统的安全稳定。
据中电联预测,今年除川渝外,贵州/湖南/江西/安徽等地也有用电紧张情况,明后年河南/湖北有较大压力。
中电联华泰研究2022年全国电力供需形势
电力系统与智能电网
电力系统由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成。电网作为电力的物流环节,不仅体量巨大,而且决定了电能的商品质量,是现代文明Z为复杂的体系工程之一。智能电网更是传统电网的2.0升级版本。我国智能电网是以特高压电网为骨干网架、各电压等级电网协调发展的坚强电网为基础,将现代先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网。
电力系统的构成
时间同步系统是智能电网一个重要的组成部分,可以有效解决电力系统中“所有设备时钟和数据时标必须统一步调一致、以及各个设备同一时刻采集的所有数据都必须打上相同的时间戳传送"的两个关键要求。
时间同步站内应用
GPS/北斗卫星同步时钟技术在电力系统中的使用,能够有效地减少检修和运行人员的工作量,使变电站内部的运行设备得到统一、标准的时间基准,方便了设备运行,提高了电力系统中自动化的水平。
电力系统对时间同步的要求
频率同步系统(电力同步网)是电网正常运行的基础支撑网络,用来为整个电力通信网络、电网业务提供精确统一的同步基准,是保障各种电网业务正常运行的重要手段。
频率同步站内应用
目前电力系统传输设备类型分主要分为SDH和OTN两种。SDH属于同步系统,需要时钟同步才能将SDH帧对齐。如果时钟不同步,时钟精度劣化,会让业务产生指针调整,网络可能产生晶振老化或时钟参考源频率越界告警、锁相环失锁、业务产生误码,从而导致业务质量受损或者业务中断等严重后果。
频率同步系统架构
在“双碳目标"指引下,我国已明确提出抽水蓄能(2025 年62GW)和新型储能(2025 年30GW)的建设目标,但是,电网输配环节还需要大量基础设施的建设,以及负荷预测能力和用电侧虚拟电厂等响应能力的提升。
赛思时频产品及方案赋能智能电网精准运行
结合电力同步需求以及同步网优化必要性的分析,为了确保电网的安全可靠运行,需要精确稳定的频率同步和时间同步。为了进一步保障电力系统的安全稳定,有必要统筹考虑“频率、时间"融合的同步网建设,在频率同步网的基础上,利用现有的SDH/MSTP传输网,进行时频融合的同步网研究,建设切合实际的基于时频融合的同步网目标网络架构。
一、时频同步网架构
按照安全可靠、均衡分布、互联共享的布局原则,设计采用三级多点结构布局。在总部建设授时节点,溯源至中国电科院原子钟组,配置铯原子钟作为本地时钟源,组成时频网一级节点,提供高精度基准时间的保持和分发;在省电力公司建设主备两套频率同步装置(通常在省调和备调),配置共视单元,作为时频网二级节点;在地市公司、地基增强站、部分变电站通信机房建设时频网三级节点。
时频同步网架构图
赛思在电力系统的时频同步网解决方案目前已经成功应用于河南省电力公司。方案建设了主备两套频率同步装置,作为时频网二级节点。二级节点部署在通信机房,既能通过共视链路溯源至一级节点,又能通过国网骨干频率同步网获得频率溯源,同时也可以为省内的三级节点提供共视溯源。同时在省内部署一套授时服务平台软件,可以通过时频查看用户时间偏差,从而实现精密授时服务。
时频同步网案例架构图
二、赛思用于电力系统的主要产品
1、时间同步装置-TS3000系列
TS3000系列产品是专门应用于时间同步系统的授时装置,它主要应用在电力综合自动化方向,为广泛的电厂、变电站、调度机构提供了多种类型的时间同步接口。
TS3000系列产品简介
2、时频融合平台-SM2000
SM2000是一款支持IEEE1588的电信级高精度网同步设备,该产品通过泰尔实验室检验认证,取得了G信部颁发的1、2、3级节点时钟设备入网许可,可以提供符合ITU-T G.811、G.812标准的基准时钟源。SM2000除了提供传统的2Mbit/2MHz频率同步信号外,还可以提供PPS+TOD、NTP、PTP等时间输出,是一款时频一体化的同步设备。
SM2000产品简介
赛思在电力系统实现深度和广度的全覆盖
一、发电环节:赛思同步时钟已广泛应用在热电、风电、水电、光伏发电等不同类型的发电厂,与国内五大发电集团(华能集团、中国电力投资集团、大唐集团、国电集团、华电集团)均有合作。
二、变电环节:赛思电力同步装置可以有效满足国网公司相关技术标准,近两年在变电侧市场有着明显突破。相继中标国网辽宁省21年电力第三次物资采购、龙源电力中能公司22年对时服务器集采、X集团22-23年同步时钟集采等重量级项目。
三、输、配电环节:赛思曾为深圳市、广州市、西安市、昆明市G电局等供电单位提供精准稳定的时间同步服务,保障其电力调度运营系统稳定运行。
四、电力信通领域:电力通信系统是电力系统安全生产运营的重要保障,是智能电网重要的信息技术支撑。赛思为国网、南方电网及70%以上省级骨干网提供网同步设备,是国内电力通信同步网领域核心供应商。
赛思凭借强硬的时频技术实力,以充分满足电力系统运行的安全性和可靠性等为目的,实现了在电力领域的深度覆盖。在其他如5G通信、轨道交通、智慧城市、元宇宙、自动驾驶、数字孪生等领域,赛思也作为核心供应商,为产业的发展和精准运行强基赋能。未来,赛思时频同步产品会在数字社会的更多细分领域落地,为产业减少时延、保障通信传输而发光发热,助力更多行业领域共创精准世界。
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