電力系統衛星時鐘同步工作的重要性
2016年，國家電網公司發佈了《全面推進智能計量體系建設的意見》，其中，在提升採集效率方面，對負荷管理、有序供電管理、有序用能管理，它的重要事件、時鐘同步、檔案同步和設備狀態的監測要達到一分鐘採集要求。
爲了滿足即插即用的要求，今後的表計終端只要接入系統，一分鐘內要完成時鐘同步、檔案同步和重要參數的同步。在控制方面，不管是量控、費控還是重要參數的下發，要達到5秒鐘的時間響應。這些都對時鐘同步提出了更高的要求。
近年來電力系統的自動化技術迅速發展，發電廠自動化控制系統、變電站綜自系統、調度自動化系統、PMU、故障錄波裝置、微機繼電保護裝置等的廣泛應用，也離不開時間記錄和統一的時間基準。通過時鐘同步技術爲每個系統饋送的正確時鐘信號，結合自動化運行設備的實時測量功能，實現了對線路故障的檢測、對相量和功角動態監測、提高在電網事故中分析和判斷故障的準確率，提高了在電網運行中控制機組和電網參數校驗的準確性。
電力系統對時間同步的要求是：繼電保護裝置、自動化裝置、安全穩定控制系統、能量管理系統和生產信息管理系統要基於統一的時間基準運行。這樣來滿足同步採樣、系統的穩定性判別、線路故障及逆行那個具體的定位、故障錄波、故障進行分析以及故障反演時間一致性的要求，從而提高電網系統運行的效率。
電力系統時間同步及其原理
當前，電力系統的時間同步主要通過確定變電站內GPS和北斗衛星授時系統統一狀態，以及對於一些比較陳舊的變電站要進行時間同步的配置。
在電力系統的運用中，時間同步是一種最基本的應用，也在不斷的更新技術以及工藝。但是在GPS和北斗衛星授時系統中，由於設備的品牌不同，這就使得站內、站與站之間的時間不能統一。在運行的過程中，時間接受系統之間不能相互通用，這就會造成內部之間的運行不能準確備份，難以保障整個系統運行的可靠性。因此電力系統的設備更新要逐漸擴展到發電廠、變電站控制中心、調度中心等，加強時間同步技術，並且要基於不同的授時源建立時間同步，而且要互爲熱備用。
現代的時鐘同步的原理是在電力系統中安裝了監控裝置、PMU、故障錄波器、微機保護裝置、分時電能表等。這些自動化設備的內部都有實時時鐘，但是這些電子鐘也有可能出現的誤差是：初始值設備的不夠準確；石英晶體振盪頻率誤差及其頻率振盪的溫度漂移和老化漂移；電路中電容量的變化等。因此要對這些電子鐘進行校準，其中的原理就與我們日常生活中的對手錶一樣，要定期對時間基準信號進行設置。當前主要是利用GPS和北斗衛星授時系統取得時間基準信號，並轉換成各種自動化設備需要的時間信號輸出，這就實現了各個自動化設備的時間統一。
電力系統對於時間同步的需求
電力自動化設備對於時間同步有不同的精度要求，授時精度可以大致分爲4種：
時間同步準確度不大於1μs；
包括線路行波故障測距裝置、同步相量裝置、雷電定位系統的裝置、電子式互感器的合併單元等相關的裝置。
時間同步準確度不大於1ms；
包括故障錄波器、SOE裝置、電氣測控單元、PMU、功角測量系統、保護測控一體化裝置、事件順序記錄裝置等一系列的裝置。
時間同步準確不大於10ms；
包括微機保護裝置、安全自動化裝置、饋線終端裝置、變壓器終端裝置、配電網自動化系統等 。
時間同步準確不大於1s；
這其中包括：電能量採集裝置、負荷，用電監控終端裝置、電氣設備在線狀態檢測終端裝置或者是自動化記錄、控制、調度中心數字顯示時鐘、火電廠以及水電廠、變電站計算機監控系統、監控與採集數據、EMS、電能量計費系統、繼電保護以及保障信息管理系統主站、電力市場技術支持系統等一些主站，還有負荷監控，用電管理系統主站、配電網自動化、管理系統的主站、調度管理信息系統、企業管理信息系統等相關的管理系統。
電力系統內時間同步技術
時鐘同步技術能夠使電力系統中的智能電子設備獲得統一的時間基準，因此這種技術對於電網的實時監控、併網管理和安全保護具有很重要的意義。比較常見的電力系統時間同步技術有：
脈衝對時
脈衝對時也叫做硬對時，其原理是利用脈衝的準時沿即上升沿或者下降沿來校準被授時設備。脈衝對時的優點是授時精度比較高，在使用過程中被動點的適應性比較強；缺點是僅僅能夠校準到秒，其他的數據都需要人工預置進行。其中比較常用的脈衝對時的信號有1PPS、1PPH等信號。
串口報文對時
這種對時也稱爲軟對時。它是通過利用一組時間數據並按照一定的格式進行的，在串行通信的接口發送給被授時裝置，被授時裝置就會利用這組數據預設內部時鐘。串口報文對時的優點是：數據比較全面、不需要任何人工預置；缺點是授時精度比較低，報文的格式需要授時和被授時裝置雙方進行約定。其中常用的串行通信接口有RS-232，RS-422或RS-485等接口通信。
時間編碼方式對時
這種時鐘同步技術主要是爲了解決兩種對時方式的矛盾，通常採用脈衝和串口相結合的方法，但是在輸送的過程中需要同時輸送兩種信號，這就造成了信號的矛盾，因此爲了解決這種矛盾，目前採用的是國際上通用的時間格式碼。它的原理是將脈衝對時的準時沿和串口報文對時的數據結合在一起，這樣就能夠組成一個脈衝串，最終來輸送時間信息。因此被授時設備就能夠通過這個脈衝串中解析準時沿和一組時間數據。這種碼被稱爲IRIG-B碼，研究表明：時間編制碼方式對時的優點是數據比較全面，其中對時的精度比較高，不需要人工預置，但是它的結構比較複雜，很有可能帶來一些困擾。
網絡方式對時
網絡方式對時主要是基於時間協議NTP，精確時間協議PTP。當前比較簡單的網絡時間協議SNTP應用的比較多。網絡時鐘傳輸是以1990年1月1日0時0分0秒算起時間戳的用戶數據協議報文，PTP所具備的的雙重優點能夠滿足對時間精度的要求。PTP系統是支持PTP時鐘同步協議的網絡，一個PTP系統通常包括PTP時鐘同步設備和各種普通設備、終端等。網絡授時方式可以接入網絡的任何系統提供對時。
影響時鐘同步精度的因素有兩個：時間戳數據精度、路徑延遲對稱情況。
電力系統中GPS和北斗衛星授時系統時鐘同步技術的作用
在電力系統中時鐘同步技術的作用是能夠相位測量。在電力系統中的電壓和電流波形基本上是通過正弦波、頻率、幅值和相角弦波等要素，在電力系統中，頻率是相同的，幅值比較容易測量，其中相角測量是一個難題。對於故障測距，在電力系統中，輸電線路經常發生各種故障，線路比較長，並且地形比較複雜，但是GPS和北斗衛星授時系統應用輸電線路發生故障時，故障點將產生線路兩端以光速進行的行波，如果能在同一時間基準下記錄兩端首次接受到的行波時刻，就很容易確定出故障點的位置，這就是行波測距的原理；雷電監測系統是在雷電閃產生電磁波往空間各個方向傳播時，各個基站測出接收到電磁波的時間和電磁波的幅值，同時能夠傳送到中心站，這樣就可以測量出雷閃位置以及雷電流的大小；繼電保護，GPS和北斗衛星授時系統的繼電保護有線路差勁保護和保護聯合調試。
GPS和北斗衛星授時系統衛星同步時鐘技術在電力系統中的使用，能夠有效地減少檢修和運行人員的工作量，使變電站內部的運行設備得到統一、標準的時間基準，方便了設備運行，提高了電力系統中自動化的水平。