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基于5G的电力系统时间同步方案 文献标志码：A 文章编号：-（）-- 引用格式：赵侠，陈一强，陈其铭. 基于G的电力系统时间同步方案[J]. 移动通信， ，（）： -. 引言 随着数字化技术在电力企业的广泛应用，电力自动化设备对时间同步的要求越来越高，电力系统继电保护、自动化、安全稳定控制系统、能量管理系统和生产信息管理系统等均需要获得统一的时间基准来满足事件顺序记录（SOE）、故障录波、实时数据采集时间一致性，确保线路故障测距、相量和功角动态监测、机组和电网参数校验的准确[]。为了统一全电网自动化设备的时间信息，电力企业各自建立了电力系统的时间同步系统。目前，如何应现代化电力系统需求，建设低成本、高可靠的时间同步系统已成为电力行业的重点研究内容[-]。 时间同步系统分为无线授时系统（如美国GPS、欧洲伽利略、中国北斗等卫星定位导航授时系统、BPM短波授时系统、BPL长波授时系统等）和有线授时系统（铷原子时间基准网络或专线的授时系统）[]。其中，卫星定位导航授时需要每个电力终端处都安装卫星定位模块和卫星接收天线，价格昂贵，施工不便;短波、长波授时系统分别存在容易受到干扰和接收系统复杂等问题，难以大规模应用;有线授时系统信号稳定，但在城区内敷设专线成本较高。当前，新一代移动通信技术G已经投入商用，G具有大带宽、低延时、海量连接的特性，并且采用了基于卫星授时的高精度同步技术，只需要在电力自动化设备侧安装具备授时功能的G通信模组，即可广泛、快速、准确地传递高精度时间信号，已成为电力系统时间同步方案的一种新选择。 本文首先对比了不同时间同步技术的时间精度，然后提出一种利用G为电力系统提供时间同步的技术方案，并给出该方案的实际试点情况和测试数据，对电力企业降低时间同步系统建设成本，加速数字化转型具有参考意义。 时间同步技术精度分析 . 电力系统时间同步要求 电网的电力调度和故障分析判断对时间同步有需求，尤其在实时控制领域，电力自动化设备（系统）直接使用时间同步系统实现时间同步[]。不同的电力自动化设备（系统）对时间同步精度有不同的等级要求，根据《电力系统时间同步技术规范》，电力系统被授时装置对时间同步精确度要求可分为 μs、 ms、 ms和 s，不同时间同步准确度对应的被授时同步装置（系统）如表所示[]。 . 时间同步技术比较 目前主要的时间同步技术有卫星同步技术、网络同步技术和基于IEEE 精确时间协议的同步技术。卫星同步技术时间精度最高，是常用的授时方式，但易受天气和环境干扰，稳定性较低。网络同步采用的NTP协议（Network Time protocol）在网络应用中最为广泛，但授时精度为毫秒级别。基于IEEE 的精确时间协议PTP协议（Precision Time Protocol）精准度比NTP协议更高，PTP协议用于与网络各个节点进行精确时钟同步，每个节点设备要求支持PTP同步协议[]。各时间同步技术的同步精度及受限因素对比如表所示。 移动通信基站具备UTC时间（协调世界时）的接收能力[]，目前最新一代的G移动通信网络具有大带宽、低延时、海量连接和网络切片的技术特性，在满足电力业务低时延和安全隔离要求的基础上，基于G网络的时间同步技术能有效解决无线专网授时的专用频段限制，为电力系统提供稳定可靠的时钟源，减少因配置GPS天线所产生的投资，是电力同步系统中的一种广覆盖、无盲区、适应性强和低成本的时间同步方案。 . G网络时间精度 目前商用的G网络设备均采用时分双工（TDD）模式，为了避免干扰，对时间同步精度要求很高。G支持的增强移动宽带（eMBB）、海量机器类通信（mMTC）、超可靠低时延通信（uRLLC）三大应用场景对时间同步精度要求各不相同。当前商用G网络主要服务于eMBB场景，时间同步精度需求基本与G TDD一致。国际电联（ITU）和中国通信标准化协会（CCSA）都进行了明确规定[]： （）国际标准ITU/T G.对同步网时间精度的要求 参考ITU-T G../Y..中时间同步体系架构如图所示。 标准ITU-T G../Y..时间同步体系架构包括时钟服务器（PRTC）、时钟同步网（T-BC/TC）和时钟同步终端（T-TSC）部分。 参考点B为时钟服务器（PRTC）的时间精度是 ns;参考点C为时钟同步网（T-BC/TC）的时间精度同步，包含链路重组和保持的误差和网元及线路非对称的误差，时间精度是 ns;参考点D为时钟同步终端（T-TSC）的時间精度，包含BBU到RRU或者BBU到AAU等用户系统延伸误差，时间精度是 ns，根据标准ITU-T G../Y..要求，基