Analiza dokładności i niezawodności synchronizacji czasowej zabezpieczeń w energetyce za pomocą systemów satelitarnych GPS, Galileo i Glonass

Transkrypt

1 STATUT 03 Insttut Tele- i Rdiotechniczn WARSZAWA Anliz dokłdności i niezwodności snchronizcji czsowej zbezpieczeń w energetce z pomocą sstemów stelitrnch GPS, Glileo i Glonss Kierownik prc: dr inż. Aleksnder Lisowiec Współutorz: A. Lisowiec, A. Gcek, K. Mkowiecki, L. Książek, P. Wlzło, Z. Kołodziejczk, B. Dobrowieck, T. Kozłowski, M. Pikiel, J. Wójcik W. Sokół, P. Angielczk, A. Rmrz, K. Skibiński

2 STATUT 03 Insttut Tele- i Rdiotechniczn WARSZAWA Cel główn prc: oprcownie koncepcji snchronizcji czsowej urządzeń EAZ, z wkorzstniem sstemów globlnej nwigcji stelitrnej, dedkownch dl sieci Smrt Grid Cele szczegółowe: przeprowdzenie nliz dokłdności i niezwodności snchronizcji czsowej wkorzstującej sstem globlnej nwigcji stelitrnej GPS, Glileo i Glonss, oprcowni procedur snchronizcji czsowej wbrnego urządzeni zbezpieczjącego z wkorzstniem sgnłu ppsgps, oprcownie procedur oznczni zncznikiem czsowm wrtości pomirowch

3 STATUT 03 Insttut Tele- i Rdiotechniczn WARSZAWA Anliz dokłdności i niezwodności snchronizcji czsowej wkorzstującej sstem globlnej nwigcji stelitrnej GPS, Glileo i Glonss Znik sgnłu GPS.spowodown zjwiskmi tmosfercznmi jk burze cz silne opd śniegu,.chrkterem terenu (odbiornik umieszczon w terenie górzstm lub w terenie o wsokiej zbudowie), 3.uszkodzeniem nten lub kbl ntenowego (ew. rzdziej smego odbiornik) Zkłócnie sgnłu GPS.niezmierzone przez ndjniki prcujące n zbliżonch lub tch smch częstotliwościch co częstotliwości nośne sgnłu GPS; znne są przpdki zkłócni sgnłów GPS przez ndjniki telewizjne VHF/UHF orz przez rdiolinie prcujące w łączności wojskowej,.zmierzone - brdzo łtwo jest skonstruowć urządzenie zkłócjące sgnł GPS z powodu brdzo młego poziomu sgnłu GPS. Zstępownie sgnłu GPS sgnłem silniejszm o tkiej smej strukturze le niosącm fłszwe dne (ng. spoofing). Spoofing jest dziłniem brdzo niebezpiecznm z punktu widzeni bezpieczeństw sstemu energetcznego, gdż powoduje podstwienie fłszwego zncznik czsu pod zncznik prwdziw co może prowdzić do błędnej interpretcji stnu sstemu energetcznego.

4 STATUT 03 Insttut Tele- i Rdiotechniczn WARSZAWA Oprcownie metod snchronizcji czsowej wbrnego urządzeni zbezpieczjącego z wkorzstniem sgnłu ppsgps TRASMISJA Z PRZETW. APIĘCIOWYCH I PRĄDOWYCH Z IYCH CZUJIKÓW TORY WEJŚCIOWE WZMOCIEIE FILTRACJA WSTĘPA PRZETWORIK A/C GEERATOR SYCHR. GPS PRZETWARZAIE DAYCH ZABEZPIECZEIA AALIZA JAKOŚCI EERGII DIAGOSTYKA REJESTRACJA ZAKŁÓCEŃ WYZACZAIE FAZORÓW DLA CZĘST. PODSTAWOWEJ ORAZ HARMOICZYCH pps ODBIORIK GPS Schemt blokow urządzeni EAZ przeznczonego do prc w siecich Smrt Grid wposżonego w funkcję wznczni snchrofzorów

5 STATUT 03 Insttut Tele- i Rdiotechniczn WARSZAWA Oprcownie lgortmu snchronizcji częstotliwości genertor kwrcowego z czsem UTC DOGRZEWAIE GEERATORA OCVCO WSTĘPE DOSTRAJAIE GEERATORA OCVCO PRZERWAIE OD WEJŚCIA pps TIMERA T PODZIAŁ f OCVCO PRZEZ 565 PRZERWAIE OD WEJŚCIA OCVCO TIMERA PODZIAŁ f OCVCO PRZEZ 65 T pps DOSTRAJAIE OCVCO W CELU ZACHOWAIA RÓŻICY FAZ pps i 6 khz RÓWEJ 56,5 µs T FAZA PRACY W TRYBIE PODTRZYMYWAYM Algortm dostrjni genertor kwrcowego

6 STATUT 03 Insttut Tele- i Rdiotechniczn WARSZAWA Oprcownie lgortmu wznczni wrtości fzorów z próbek sgnłów npięć i prądów fzowch w urządzeniu EAZ Wzncznie fzor dl fli hrmonicznej (t) = A sin(t + φ) przeprowdz się n podstwie skończonego ciągu jej próbek: nt Asinnt, n (5) W wniku otrzmujem fzor Y w jednm z dwóch ukłdów współrzędnch: Biegunowm: Y j Ae (6) Krtezjńskim Y Acos jasin (7)

7 STATUT 03 Insttut Tele- i Rdiotechniczn WARSZAWA Stosując podstwienie: sin b sincosb cos sinb Przeksztłcm (t) = A sin(t + φ) do postci: t Asint cos Acos tsin stępnie, podstwijąc orz Acos, Asin, sin t cos t, sprowdzm powższe równnie do postci regresji liniowej: t 0 t 0 0 t t

8 Insttut Tele- i Rdiotechniczn WARSZAWA STATUT 03 Rozwiąznie ukłdu powższch równń stnowi pr estmt i : t t t sin cos A A podstwie powższego ukłdu równń, wznczm osttecznie estmtę mplitud  orz estmtę fz fzor Y: A rctn â â

9 STATUT 03 Insttut Tele- i Rdiotechniczn WARSZAWA Podsumownie W rmch prc zrelizowno wszstkie zmierzone cele.. Przeprowdzono nlizę dokłdności i niezwodności snchronizcji czsowej wkorzstującej sstem globlnej nwigcji stelitrnej GPS, Glileo i Glonss. Wznczono prmetr genertor kwrcowego niezbędne do zpewnieni dokłdności snchronizcji prz zniku sgnłu GPS przez okres jednej dob. Genertor tki o smbolu OCXO0 jest produkown przez ITR.. Oprcowno procedur snchronizcji czsowej wbrnego urządzeni zbezpieczjącego z wkorzstniem sgnłu ppsgps, w szczególności oprcowno moduł wtwrzjąc sgnł snchronizując wkorzstując mikrokontroler STM3F407. Model modułu wkonno wkorzstując ukłd uruchomieniow STM3F4Discover produkcji firm STMicroelectronics. Bdni modułu wkzł, że jest możliwe osiągnięcie złożonej dokłdności sgnłu snchronizującego pomir w trbie prc snchronizownej prz obecności sgnłu GPS jk również w trbie prc podtrzmwnej przez okres dob w wpdku zniku sgnłu GPS. 3. Oprcowno procedur oznczni zncznikiem czsowm wrtości pomirowch wznczonch w postci fzorów. W szczególności oprcowno lgortm wznczni fzorów z próbek sgnłów npięć i prądów orz oprcowno sposób trnsmisji dnch snchrofzorowch. W rmch prc zostł zgłoszon refert n konferencję nd Interntionl Smposium on POWER ELECTROICS, ELECTRICAL DRIVES, AUTOMATIO AD MOTIO. W rmch konferencji jest przewidzin sesj SMART GRID ISSUES.