Odolná synchronizace času pro digitální rozvodny

V digitalizovaných elektrických sítích je synchronizace času klíčová pro ochranné a měřicí funkce v rozvodnách a distribučních uzlech. Siemens představil Siprotec 5 Precision Time Protocol (PTP) Grandmaster Clocks (GMC) – integrované časové zdroje kompatibilní se standardem IEEE 1588v2/PTP, které zajišťují přesnou a odolnou synchronizaci pro procesní systémy (process bus) v digitálních rozvodnách bez trvalé závislosti na externích signálech GNSS.

Princip synchronizace pro process bus
Architektura moderních digitálních rozvoden využívá procesní sběrnice (process bus) pro přenos vzorkovaných dat z měřicích a ochranných zařízení. Tyto systémy tradičně spoléhají na GNSS-založené grandmaster hodiny pro časovou referenci, ale tato závislost přináší zranitelnost vůči rušení signálu, např. při slunečních bouřích nebo úmyslném jamování.

Siemens řeší tento problém oddělením časové synchronizace samplovaných hodnot od globálního časového referenčního signálu. Namísto přímé závislosti na GNSS používají zařízení interní oscilátory jako stabilní časovou referenci pro lokální PTP synchronizaci. Tento přístup poskytuje stabilní časovou bázi, která je nezávislá na vnějších signálech, a tím snižuje riziko výpadků ochranných funkcí při narušení GNSS.

Technologie Seamless PTP Grandmaster Changeover
Klíčovou inovací je patentově chráněná funkce Seamless PTP grandmaster changeover. Během návratu primárního časového zdroje se nejprve provádí synchronizace s aktivním záložním zdrojem, než primární hodiny opět převezmou roli referenčního časového zdroje. Tento mechanismus eliminuje časové skoky při přepínání, které by jinak mohly způsobit dočasné ztráty ochranných funkcí nebo nutnost resynchronizace zařízení.

Využití v praxi a efekt na energetickou infrastrukturu
Technologie je určena pro digitální rozvodny a je relevantní pro provozovatele elektrických sítí, distribuční společnosti a poskytovatele kritické infrastruktury. Oddělení process bus od externích signálů a posílení kybernetické bezpečnosti prostřednictvím izolace sítí pomáhá minimalizovat rizika spojená s rušením signálů i vnějšími útoky.

Přesná a spolehlivá časová synchronizace podporuje ochranné relé a sběr událostí, což je důležité pro koordinaci přerušení, diagnostiku poruch a obnovu sítě. Například dočasné chyby v synchronizaci mohou vést k nežádoucím odpojením zařízení, falešným spínacím událostem nebo zvýšeným provozním nákladům kvůli nutnosti manuálních zásahů. Řešení Siemens snižuje tyto rizikové faktory.

Standardy a kompatibilita
Implementace s PTP Grandmaster Clocks je založena na IEEE 1588v2/PTP, což je široce uznávaný standard pro časovou synchronizaci v průmyslových a energetických aplikacích. Díky tomu lze technologii integrovat do existujících systémů digitalizované rozvodné techniky bez potřeby zásadních úprav komponent procesních sběrnic.

Nová synchronizační technologie Siprotec 5 PTP Grandmaster Clocks představuje posun v odolné časové synchronizaci pro digitalizované elektrické sítě. Odstraněním závislosti na externích GNSS signálech a zavedením mechanismů pro plynulé přepínání časových referencí snižuje riziko výpadků ochranných funkcí a zvyšuje celkovou spolehlivost a kybernetickou bezpečnost process bus sítí v rozvodnách.

www.siemenspress.cz