基于SoPC技術(shù)的電力系統(tǒng)GPS同步時鐘.pdf

1、為全面、準(zhǔn)確地監(jiān)測電力系統(tǒng)運行狀態(tài)，分析事故發(fā)展過程與原因，需使用一個統(tǒng)一的時間信號源給系統(tǒng)內(nèi)繼電保護、故障錄波器、調(diào)度自動化系統(tǒng)遠方終端(RTU)等各種自動裝置對時，以使這些裝置的各種測量量有一個統(tǒng)一的時間標(biāo)簽。而近年來發(fā)展起來的輸電線路行波測距、廣域相量測量等電力自動化新技術(shù)，更是建立在測量裝置之間實現(xiàn)1μs精確同步的基礎(chǔ)上的。目前，廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)時間同步的GPS同步時鐘一般采用固定配置的信號輸出接口，不能很好地適應(yīng)不同應(yīng)用場合

2、對時間同步信號類型與數(shù)量的要求。由此造成了工程設(shè)計工作量大、用戶使用不方便等不足。為解決這些問題，本文提出了一種基于SoPC技術(shù)的GPS同步時鐘設(shè)計方案。 本文對電力系統(tǒng)時間同步技術(shù)及其發(fā)展進行了綜述。介紹了自動對時的三種基本方法，即搬鐘對時法、單向?qū)r法和雙向?qū)r法，分析了各種對時方法的優(yōu)缺點，指出GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)具有可靠性高、對時精確、成本低的優(yōu)點，能夠很好的滿足電力系統(tǒng)時間同步的要求。在分析自動對時技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)

3、用的基礎(chǔ)上，總結(jié)了各種電力自動裝置對時間同步信號的要求。電力系統(tǒng)各廠站規(guī)模與配備的自動化裝置類型不同，其對時間同步信號輸出接口的類型和數(shù)量的要求也不同。 論文介紹了接收GPS信號的同步時鐘的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，分析比較了GPS同步時鐘的三種構(gòu)成方案，指出應(yīng)用SoPC技術(shù)設(shè)計GPS同步時鐘，可以使同步時鐘具有良好的可配置性與擴展性，方便地滿足不同應(yīng)用場合對同步信號類型與數(shù)量的要求。在簡述SoPC技術(shù)基礎(chǔ)上，詳細介紹了基于SoPC技

4、術(shù)的電力系統(tǒng)同步時鐘設(shè)計方案，描述了時鐘的結(jié)構(gòu)以及各模塊的功能。應(yīng)用Quartus Ⅱ軟件設(shè)計了基于SoPC技術(shù)的GPS同步時鐘的硬件系統(tǒng)，并用Verilog HDL對時鐘的信號調(diào)理擴展IP軟核進行了設(shè)計與仿真。初步驗證了所提出方案的可行性。 應(yīng)用SoPC技術(shù)設(shè)計GPS同步時鐘，可以很方便地通過更換現(xiàn)場可編程邏輯器件(FPGA)的IP軟核獲得不同類型和數(shù)量的對時信號輸出，為使GPS同步時鐘滿足電力系統(tǒng)多樣化的對時要求提供了一種可