目前，各變電站、發(fā)電廠和調(diào)度機(jī)構(gòu)內(nèi)的時(shí)間同步系統(tǒng)均以衛(wèi)星為定時(shí)基準(zhǔn)，獨(dú)立運(yùn)行，尚未成網(wǎng)。隨著特高壓和智能電網(wǎng)的不斷發(fā)展，孤立的時(shí)間同步系統(tǒng)已經(jīng)不適應(yīng)當(dāng)前電力業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，比如存在時(shí)間同步源安全穩(wěn)定性不高、不同變電站之間時(shí)間不一致等問題。為滿足高可靠的時(shí)間和頻率同步需求，保障各種電網(wǎng)業(yè)務(wù)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，迫切需要建設(shè)時(shí)間同步網(wǎng)來解決各種業(yè)務(wù)對定時(shí)基準(zhǔn)的高要求。
     首先分析頻率同步網(wǎng)和時(shí)間同步網(wǎng)的關(guān)系，對比兩網(wǎng)的時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)設(shè)備組成和同步時(shí)鐘鏈路，指出兩網(wǎng)合一的條件優(yōu)勢，提出通過逐步演進(jìn)的方式由頻率同步網(wǎng)向時(shí)頻兩網(wǎng)合一轉(zhuǎn)變；然后探討兩網(wǎng)合一關(guān)鍵技術(shù)，如時(shí)鐘同步協(xié)議(precision time synchronization protocol，PTP)技術(shù)、以太網(wǎng)數(shù)據(jù)格式與E1數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換的時(shí)延自動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)。zui后通過實(shí)驗(yàn)證明了利用現(xiàn)有的同步數(shù)字體系(synchronous digital hierarchy，SDH)傳輸網(wǎng)的2M通道傳輸時(shí)間同步信號在技術(shù)上的可行性。
1 頻率同步網(wǎng)和時(shí)間同步網(wǎng)的關(guān)系
1.1 頻率同步網(wǎng)
電力頻率同步網(wǎng)由時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)設(shè)備和同步時(shí)鐘鏈路組成。
時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)設(shè)備按時(shí)鐘性能指標(biāo)劃分為3級：
1）一級時(shí)鐘，主要包括主要參考時(shí)鐘(primaryreference clock，PRC)和區(qū)域基準(zhǔn)時(shí)鐘(local primary reference，LPR)，PRC 為銫鐘，LPR 為雙銣鐘+雙衛(wèi)星接收機(jī)配置。PRC 主要布設(shè)在核心區(qū)域的通信機(jī)房內(nèi)，LPR 主要布設(shè)在各省、市公司通信機(jī)房內(nèi)。
2）二級時(shí)鐘，為含銣鐘的大樓綜合定時(shí)供給系統(tǒng)(buildingintegrated timing (supply) system，BITS)，通常稱為銣鐘BITS，即為銣鐘+衛(wèi)星接收機(jī)，與LPR 的區(qū)別是銣鐘和衛(wèi)星接收機(jī)的數(shù)量未同時(shí)達(dá)到雙配置。二級鐘BITS 主要布設(shè)在各市公司通信機(jī)房內(nèi)。
3）三級時(shí)鐘，為晶體鐘BITS，由高穩(wěn)晶體鐘組成，主要布設(shè)在地區(qū)局通信機(jī)房內(nèi)或變電站內(nèi)。電力頻率同步網(wǎng)不同等級時(shí)鐘之間由SDH 網(wǎng)絡(luò)連接，即同步網(wǎng)的時(shí)鐘鏈路主要由SDH 傳輸網(wǎng)的網(wǎng)元和鏈路組成。頻率同步網(wǎng)既以SDH 網(wǎng)絡(luò)為載體，又為SDH 網(wǎng)絡(luò)提供定時(shí)。
1.2 時(shí)間同步網(wǎng)
     目前，時(shí)間同步系統(tǒng)獨(dú)立而分散，尚未組成時(shí)間同步網(wǎng)，難以達(dá)到全網(wǎng)時(shí)間同步的要求。時(shí)間同步系統(tǒng)主要設(shè)置在變電站、電廠和調(diào)度機(jī)構(gòu)內(nèi)，為本地設(shè)備授時(shí)，難以做到各變電站及調(diào)度機(jī)構(gòu)之間時(shí)間的高度一致。時(shí)間同步系統(tǒng)常用的結(jié)構(gòu)為主備式，即時(shí)間同步系統(tǒng)由主時(shí)鐘和從時(shí)鐘組成，主時(shí)鐘設(shè)備為一主一備2臺，只有主時(shí)鐘接收北斗和GPS 無線時(shí)間基準(zhǔn)信號，且以北斗為主用，zui終目標(biāo)是取代GPS。從時(shí)鐘跟蹤主時(shí)鐘，被分別放在不同的小室內(nèi)，為本室的保護(hù)和自動(dòng)化裝置授時(shí)。根據(jù)各室之間傳輸距離的不同，主從時(shí)鐘之間的傳輸介質(zhì)有卡接式圓型光纖、雙絞線或同軸電纜3種不同選擇。
     目前，主時(shí)鐘設(shè)備均預(yù)留外時(shí)鐘輸入接口，但實(shí)際上均未使用，即未接入有線時(shí)間基準(zhǔn)信號，未來趨勢是通過地面鏈路連接各個(gè)時(shí)間同步系統(tǒng)，建立時(shí)間同步網(wǎng)。
時(shí)間同步系統(tǒng)的作用是為電力業(yè)務(wù)常用的被授時(shí)裝置/系統(tǒng)提供時(shí)間基準(zhǔn)。目前，變電站內(nèi)被授時(shí)設(shè)備對時(shí)間同步精度要求zui高的有雷電定位系統(tǒng)、同步相量測量裝置和線路行波故障測距裝置3類，均為1μs。隨著智能電網(wǎng)的建設(shè)與發(fā)展，大量實(shí)時(shí)雙向的新業(yè)務(wù)對時(shí)間和頻率同步性能提出了更高的要求.
     從時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)設(shè)備來看，除了北斗、GPS 和GLONASS 等衛(wèi)星信號外，還有銫鐘、銣鐘、高穩(wěn)晶體鐘等地面時(shí)鐘源。時(shí)間和頻率兩網(wǎng)在基準(zhǔn)源方面有很多類似之處，只是時(shí)鐘接口等有所不同，具體對比如下：①頻率同步跟蹤UTC 時(shí)間的10 MHz、2.048 Mbit/s、2.048 MHz 等信號；②時(shí)間同步跟蹤UTC 時(shí)間的秒脈沖(pulse per second，PPS)、B 碼、1PPS+ToD 等信號。