来源：《电子技术应用》

摘要：在电力系统全网风步监测装置gps接口模块设计中，要注意双口ram相关程序设计以保证接口板与计算机总线数据交换的可靠性及利用接口板内部晶振构成守时钟以削弱对单个pps秒脉冲的依赖性。就此给出了有实际应用价值的具体实现方案。 关键词：全网同步监测装置 gps接口模块 双口ram pps秒脉冲 晶振 电力系统全网同步监测装置[1]以基于gps精确授时技术的pmu（相量测量单元）装置为基本组件，用于解决黑龙江东部电网窝电问题的区域稳定控制系统，是其在工程的一个具体应用。区域稳定控制系统自1997年3月投运以来，有效地提高了黑龙江东部电网的运行极限，同时也为全网同步监测装置和gps精确授时技术在电力系统中的广泛应用积累了丰富的实际经验。 电力系统全网同步监测装置中gps接口板的高可靠性和高准确性是整个装置正常工作的必要前提。对gps接口板的改进和完善是优化全网同步监测装置整体性能的关键步骤。本文依据ieee-1344的相关标准，结合区域稳定控制系统在实际运行中遇到的各种现象，提出了电力系统全网同步监测装置gps接口板设计中值得注意的两个问题，即提高gps接口板与计算机总线系统数据交换的可靠性和利用gps接口板内部晶振构成守时钟以削弹对单片pps秒脉冲的依赖性。对此本文给出了有实际应用价值的具体实现方案。 1 gps接口模块设计中应注意的问题 全网同步监测装置中gps接口板的主要功能是将gps接收设备提供的标准串行通讯接口和pps秒脉冲转换为基于计算机总线的高精度时间定标系统。即：①从串行通讯接口获得的报文中提取出有用的时间信号和锁星数目、状态等信息，将这些信号并行送入计算机总线；②利用单片机及其外部晶振将统计意义下高精度的pps秒脉冲倍频成为同步、均匀、稳定的600hz全网同步数据采集触发脉冲。因此，gps接口板与计算机总线系统间数据传输的可靠性和600hz脉冲与pps秒脉冲间的同步性可以作为衡量gps接口板性能的重要标准。 gps接口板除向计算机总线系统提供时间标签外，还要接收总线外来的命令和状态字节，以实现全网同步监测装置下位机部分主从cpu结构的协调运行。接口板上单片机与计算机总线系统数据交换频繁，时序复杂多变。为解决计算机总线和单片机读写速度不同的矛盾，通常选用双口ram做为数据缓冲器和数据存储器。这部分数据传输容易出现由于双端口ram使用不当引起的对同一地址的读/写和写/写争用，造成数据误读、数据内容不确定等问题。因此，结合双口ram硬件工作特点、实际数据流量及流向，合理设计相关的软件，可以提高gps接口板与计算机总线系统数据交换的可靠性。 600hz脉冲与pps秒脉冲间的同步性、自身均匀性是实现全网同步监测的关键指标。同步监测技术对gps接收机提供秒脉冲的精确度要求通过gps接口板转化为对600hz脉冲精确度要求。通常在将pps秒脉冲倍频成为600hz同步采样脉冲的过程中，过于依赖单个pps秒脉冲的精度，若某个pps秒脉冲误差过大，则对应该秒的600hz同步采样脉冲将会失步调整，使得相应的采集数据不可用。实际运行数据、试验数据和文献[2,3]显示pps秒脉冲误差过大的原因主要有以下4种：①pps秒脉冲的高精度是统计意义下的。对一个具体的秒脉冲，实测其偏差可能高达250ns。这样的亚微秒级偏差对倍频算法和同步精度的影响可以忽略，但实际运行中不排除可能遇到更大的偏差。当偏差达到微秒级时，会有明显的影响；②gps接收机短期卫星失锁。此时pps秒脉冲由接收机内部电路继续维持供给，由于误差无法得到定时校正，积累误差会导致pps秒脉冲精度不能满足要求；③卫星试验、太阳风暴等因素也有可能导致pps秒脉冲误差过大；④运行现场电磁干扰强烈。干扰可通过作用于系统电源