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电力是一种关系到国计民生的基础性资源,是社会和经济运行的总开关,因此,保障电力系统的安全稳定运行尤为重要。现代电力系统的覆盖范围非常广泛,为全面、准确地监控电力系统的运行状态,以便预防事故的发生或者分析事故发展的过程与原因,电力系统各自动化装置之间需采用一个统一的时间信息,从而对时间同步装置的需求就极为迫切。本文设计的时间同步装置采用GPS和北斗双模授时以及外部IRIG-B码冗余备份,保证了时钟源信号的可靠性和稳定性；并且采用积木式模块化设计方案,可扩展输出多种类型和不同接口的对时信号,可以很好地适应不同场合和不同设备的应用需求。本文设计该时间同步装置的核心思想是：在时钟源信号可用的情况下,利用卫星时间信号驯服本地时钟,并同步输出高精度时间信息；卫星信号失效时,则由本地时钟实现自守时功能,保证电力系统时间同步的可靠性。本文分析了国内外电力系统时间同步的实现方法和守时技术,并根据电力系统对时间同步装置的应用要求,设计了GPS/北斗时间同步装置的总体架构方案,并简要分析了各模块的工作原理。高精度守时功能的实现是本文研究的核心内容,本文采用锁相环控制原理实现对本地恒温晶振的驯服,并且在FPGA的基础上实现守时功能。本文选用大普通信技术有限公司的023A-10.00MHz系列的恒温晶振作为本地时钟。首先对本地时钟进行分频控制得到本地秒脉冲信号,并采用等效脉冲计数时间间隔测量方法测得本地1PPS和外部1PPS的时间偏差,然后通过PI控制器,完成对本地晶振输出频率的校正。本文采用DSP芯片TMS320F2812作为系统主控制单元,并设计了其电源电路、时钟电路、复位电路和JTAG接口电路。然后对该时间同步装置所采用的GPS M12T授时模块和BD授时模块进行了介绍,并简要阐述了各信号输出板和人机交互模块的各部分功能。在软件实现方面,采用模块化设计思想,完成了系统主程序、卫星信号同步失步判断程序、时钟源选择程序和晶振驯服程序的设计。时间同步装置设计完成后搭建了实验平台,从守时性能和输出信号两个方面进行了系统测试,结果表明该GPS/北斗时间同步装置的设计符合DL/T1100.1-2009电力系统的时间同步系统第1部分技术规范和相关标准,可以广泛应用于电力系统的时间同步