Temps et fréquence synchronisés

Solutions pour les réseaux intelligents et les services publics

Les réseaux électriques modernes nécessitent une synchronisation synchronisée entre les relais de protection, les unités de mesure de phaseur (PMU), les enregistreurs d'événements et les systèmes SCADA. Les normes IEEE C37.118 et CEI 61850 imposent une précision temporelle inférieure à la microseconde pour l'agrégation des données PMU et l'analyse des défauts. Les systèmes de surveillance de zone étendue (WAMS) dépendent d'horodatages précis pour corréler les événements du réseau dans des sous-stations géographiquement dispersées, permettant aux opérateurs de détecter l'instabilité et d'éviter les pannes en cascade.

La synchronisation des réseaux intelligents doit également être résistante aux attaques de brouillage GPS et d’usurpation d’identité, qui constituent une menace croissante pour les infrastructures critiques. Une architecture de synchronisation robuste fournit plusieurs sources de référence, des chemins de distribution redondants et une capacité de maintien étendue pour maintenir les opérations pendant les pannes GNSS.

Configuration système requise

Un système de synchronisation de réseau intelligent doit fournir :

• Synchronisation traçable UTC-avec une précision supérieure à 1 microseconde dans toutes les sous-stations

• Capacité Grandmaster IEEE 1588v2 (PTP) pour les sous-stations CEI 61850

• Sorties IRIG-B et 1PPS pour les anciens relais de protection et PMU

• Référence 10 MHz pour les équipements de surveillance de fréquence

• Sources de synchronisation redondantes avec basculement automatique

• Durée d'efficacité prolongée (de quelques heures à quelques jours) pendant les pannes du GNSS

• Surveillance et gestion centralisées de tous les actifs de synchronisation

Produits recommandés

Serveur de temps GS5500 NTP/PTP

Le GS5500 sert de grand maître PTP principal pour le réseau local de la sous-station, distribuant la synchronisation IEEE 1588v2 aux IED, aux unités de fusion et aux appareils PMU sur le réseau Ethernet de la sous-station. Il fournit également NTP pour les systèmes SCADA et les postes de travail de gestion.

Serveur de temps GS5620B Rubidium

Avec une tenue en rubidium offrant une précision supérieure à 1 microseconde sur 24 heures, le GS5620B assure une synchronisation continue pendant les pannes GNSS prolongées causées par un brouillage, une usurpation d'identité ou des dommages à l'antenne.

Serveur de temps GS3100 GPS NTP

Pour les sous-stations du réseau de distribution nécessitant une synchronisation NTP-rentable, le GS3100 fournit un NTP fiable-synchronisé par GPS avec un excellent rapport qualité-prix pour les déploiements-à grande échelle.

Serveur de synchronisation horaire GS5600

Le GS5600 offre une gestion centralisée du timing pour les grands réseaux de services publics, en regroupant l'état du timing de plusieurs sous-stations et en fournissant une surveillance, une gestion des alarmes et des rapports unifiés.

Horloge grand maître GS5210

Pour les sous-stations dotées d'équipements existants nécessitant 10 MHz, 1PPS et IRIG-B, le GS5210 génère tous les signaux de référence requis à partir d'une seule plate-forme GNSS-disciplinée.

Équipement de transmission à fibre optique GS5710

Le GS5710 permet un transfert de synchronisation longue distance depuis les centres de contrôle régionaux vers des sous-stations distantes via l'infrastructure fibre optique existante, éliminant ainsi le besoin de récepteurs GPS individuels à chaque emplacement.

Architecture du système

Au centre de contrôle régional, les unités GS5500 et GS5620B redondantes fournissent des références de synchronisation principales et de secours. Le GS5600 regroupe l’état de toutes les sous-stations pour une surveillance centralisée.

Les signaux de synchronisation sont distribués aux sous-stations via deux chemins : PTP/NTP sur le WAN du service public (Ethernet géré) et des liaisons de synchronisation dédiées via la transmission par fibre optique GS5710 pour les systèmes de protection critiques.

Dans chaque sous-station, les unités GS5500 ou GS3100 reçoivent la synchronisation et distribuent PTP/NTP sur le réseau local local. Les unités GS5210 génèrent 1PPS, 10 MHz et IRIG-B pour les anciens relais et PMU. La redondance à double entrée-assure un basculement automatique entre le chemin de synchronisation WAN et un récepteur GPS local.

Source	Type de signal	Distributeur	Consommateurs typiques
GS5500	PTP (1588v2)	Commutateur réseau	PMU, IED, unités de fusion
GS5500	NTP	Commutateur réseau	SCADA, RTU, postes de travail
GS5210	1 PPS (TTL)	GS6605A	Relais de protection, enregistreurs d'événements
GS5210	IRIG-B(DC)	GS6606	PMU héritées, séquence d'enregistreurs d'événements
GS5620B	1 PPS + 10 MHz	GS5227	Référence de sauvegarde pour toutes les synchronisations de sous-stations

Recommandations d'intégration

• Déployez des sources de synchronisation redondantes dans chaque sous-station : primaire à partir du WAN/fibre, secondaire à partir du GPS local.

• Configurez la commutation d'entrée automatique avec un seuil de perte de 3 impulsions pour éviter les commutations intempestives.

• Utilisez les liaisons fibre GS5710 pour la synchronisation de niveau de protection-, indépendamment du réseau WAN.

• Surveillez tous les actifs de synchronisation via SNMP et intégrez les alarmes dans le système SCADA existant

• Testez les performances d'efficacité tous les trimestres en déconnectant les antennes GNSS pendant des périodes de 24 heures.

Conclusion

Cette architecture de synchronisation de réseau intelligent fournit une solution complète pour les besoins de synchronisation des services publics. La combinaison de la synchronisation du réseau PTP/NTP, des liaisons de synchronisation par fibre dédiées, du maintien du rubidium et de la gestion centralisée garantit une synchronisation continue et précise sur l'ensemble du réseau électrique, même pendant des pannes GNSS prolongées. L'architecture répond aux exigences IEEE C37.118, IEC 61850 et NERC CIP en matière de synchronisation des infrastructures critiques.