基于GPS标准时钟的智能电能表时钟同步校准技术研究

基于GPS标准时钟的智能电能表时钟同步校准技术研究

汪神锋

汪神锋

（国网江西乐平市供电有限责任公司江西乐平333300）

摘要：智能电能表对于电力企业的未来发展具有至关重要的影响。基于GPS全球定位系统技术，有利于使电力系统中所有电力设备实现时间上的统一，为开展相关电力活动提供重要的基础，也是促进我国电力行业信息化发展的重要手段。通过对基于GPS标准时钟的智能电能表时钟同步校准技术进行研究分析，希望能够为相关人员提供一定的理论借鉴。

关键词：GPS；智能电能表；同步校准技术

前言：随着科学技术的高速发展，极大程度的改变了人们的生产生活方式，对于社会的发展具有深远影响。当今时期，人们对时间的观念更为注重，利用全球定位系统（GPS）标准时钟，能够有效的实现时钟校准。此技术对于我国电力企业中智能电能表同样具有积极影响，能够准确定位和判断出现故障的电能表，进而提升电力企业的工作效率。

一、GPS实施校准工作模式

GPS（全球定位系统）具有远距离时间传递的方法，并且能够实现全球范围内的传递和校准。GPS时间主要是基于GPS所监测的地面系统的时间坐标。相比较而言，GPS时钟的建立与保持具有较为简单可行的方式，只需要利用可知的、或者已经预测的数据信息进行修改，即可实现时间信号的一致性。通过对相关实验结果的总结和分析可知，满足时钟同步校准，需要充分结合GPS的远距离时间传递优势。GPS标准时钟系统的结构组成，主要包括GPS天线、GPS接收机模块、以及核心控制系统。此外，GPS标准时钟系统不断是在秒脉冲、分钟脉冲、还是小时脉冲方面，都具有极高的传输精度，并且能够有效扩展时间信息的输出，有效的提升了系统的稳定性和电磁兼容性。在当今时期，GPS标准时钟系统已经在电力系统中广泛应用，极大程度的提升的电力系统的工作效率，推动了电力企业的未来发展。

一、智能电能表时钟的相关管理和误差分析

在现阶段的电力系统中，所采用的智能电能表在使用内置硬件时钟电路时，普遍采取具有温度补偿功能的电路。不同温度范围具有不同的标准，比如说如果温度在23℃一下，那么需要时钟准确度不能高于0.5s/d。不仅如此，时钟还需要具备计时、闰年自动转换、或者日历等相关功能。在对时钟进行校对时，不能使其受到硬件变成开关、或者密码的影响；电力系统中的智能电能表，需要使用具有环保功能的锂电池，即便出现断电的情况，也能保持时钟能够持续工作5年左右。对于电能表出现的时钟误差，必须控制在5min以内，并且严禁多次进行校时，每天方可进行一次。

智能电能表出现误差的原因有多种因素，比如说，从计时算起，电能表的时钟基准同标准时钟基准，具有较大的偏差时，并且会伴随时间的延伸而偏差会不断变大。此外，还有很多因素能够导致智能表出现偏差的情况，例如电池电量不足、或者钟芯片出现问题等原因。因此，需要定期对电能表进行检查和排查，如果发现问题及时采取相应的措施进行解决，以此纠正时钟误差，保证电能表的工作效率。随着GPS标准时钟系统的不断完善和应用，能够有效解决智能电能表的时钟误差问题，同时全面准确的排查和分析电能表问题，技术解决时钟偏差问题；而通过搭建时钟管理的相关测试平台，有利于提升时钟管理的稳定性和安全性，比如及时报警功能、自动诊断功能、收集数据功能、以及对时功能等等。

二、基于GPS标准时钟的智能电能表时钟同步校准系统的开发和测试

用电信息采集系统中的电能表时钟管理软件模块，主要由以下几个部分所组成，分贝时时钟召测功能、自动比对功能、误差判断功能、远程校准功能、以及异常报警功能等，不同功能模块需要采用不同的通信信道。具体同步校准系统的开发和测试，可以根据下述内容详细探讨。

2.1系统整体结构

基于（全球定位系统）GPS标准时钟的智能电能表计量装置，自动校准实验平台分为硬件和软件两个部分。由20台各种类型的电能表、以及采集终端两部分组成系统，通过连接目前的用电信息主站，来使新开发的软件开始运行，通过对电能表时钟的各项测试，例如误差、比对、异常报警和远程校验等功能，进而促进具有安全性质、以及有效性的软件模块形成。

2.2设备配置

实验平台主要由以下几个部分组成：电能表（单相、三项三联、三相四联）十块，采集终端十块，并且能够与相应配置一一对应的能量信息采集系统。不管是在通信方式方面，还是设备造型、系统接线方面，都需要满足一定的行为规范，也就是我现阶段电力系统制定的，关于用电信息采集系统制度。

2.3开发和调试

软件开发要与硬件搭建统一运行。试验中的各项操作如电能表、终端、通信等方面的安装和调试都要严格按照现场的标准进行。自动报警、误差自动统计、误差分类定时校准和时钟实时采集四项核心功能组成了时钟管理软件模块，同时查询功能、打印和报表功能也可以准确完成。实现与原有系统进行无缝连接只需要将时钟管理软件模块与现有的用电信息采集系统集成到一起。使得时钟管理功能、用户操作友好和便捷的特性得以兼顾。为了确保时钟的召测、比对、校准和异常报警都能稳定运行。通过在实验平台中，开展相应的实验测试，能够有效的分析不同类型的电能表运行情况，比如说可以在某块电能表上进行一定量的电荷，然后人为的设置差异的时钟故障，之后在主站的支持下，实现对被测试时钟的对比、校准、以及报警等情况的分析。通过对智能电能表的现场校准、以及远程校准不同情况下计量状态的检测，以此客观合理的评估基于GPS标准时钟的智能电能表时钟同步校准系统的有效性、稳定性、以及安全性，最后促使相关实验报告的形成。

总结：

通过上述论述能够看出，基于全球定位系统（GPS）标准时钟技术，对于智能电能表时钟同步校准具有极为重要的作用。因此，我国电力企业必须对此给与足够重视，根据现阶段电力企业中用电信息采集系统时钟管理标准，进而不断建立和完善相关工作规范，保证智能电表的时钟状态正确稳定，进而促进电力企业经济效益的提升。

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