日月更替，斗轉星移，時間見證一切的變化。時鐘嘀嗒，記錄著時間的長度和刻度。單位時間內某件事情重復的次數是頻率。時間和頻率是計量領域中不可分割的兩個重要物理量。如今，經濟社會的飛速發展對時間頻率計量精度提出了越來越高的要求。系統導航、網絡通信等各類關系國計民生的產業均離不開時間頻率的精準同步。

　　時間頻率量值同樣關系著電力系統的安全穩定運行，在電力系統各領域發揮著重要的基礎保障作用。能源數字化轉型進程的推進也對時間頻率精準計量提出更高要求。應從時間頻率高精度量值溯源、遠程量值傳遞及計量標準能力提升等方面加大創新攻關力度，為構建新型電力系統提供技術支撐。

　　時間頻率精準同步助力電力系統安全穩定運行

　　時間頻率量值的準確一致至關重要。時間頻率的計量應按照國家計量法制管理相關規定，統一溯源到上級計量標準或由上級計量標準傳遞到下級計量標準。電力系統的源、網、荷、儲各領域的運行控制與評估分析均和時間頻率的精準同步緊密相關。近年來，為保障電力系統安全可靠運行，國家電網有限公司逐步建立了時間頻率基準系統，構建了電力時間頻率量值傳遞與溯源體系。

　　電力營銷領域：時間頻率技術主要應用于營銷用電信息采集系統、省級計量中心生產調度平臺、自動化檢定流水線等業務系統。時間計量的準確保證了計量設備時間的準確可靠，時間同步則確保了采集數據的同期性。以智能電表電價費率結算為例，若沒有時間的準確同步，電表的費率電價計算就會出現偏差，可能嚴重影響電力交易的公平公正性，進而影響分時電價、階梯電價等政策的順利實施。

　　電力自動化領域：時間頻率技術為電力數字化計量、控制系統實時監測、電參量數據采集等業務應用提供時間戳服務和技術支撐，實現電力系統時間頻率為一個標準時間，為電力流、信息流和業務流的互聯互通奠定基礎。

　　電力調度領域：時間頻率基準系統為繼電保護、穩定控制、能量管理等系統提供統一的時間基準，實現各業務系統準確的同步采樣、穩定性判別、故障處理。

　　電力信息通信領域：時間頻率量值傳遞與溯源系統為電力信息傳輸系統、數據處理系統、通信網絡等通信系統提供時間頻率同步服務，確保電力通信網所承載的包括電話、傳真、數據等業務的性能和質量。

　　目前，國網計量中心（中國電科院計量所）完成了遠程時間頻率校準裝置研發，建立了全球衛星導航系統時間頻率傳遞溯源站點，實現了標準時間在國家電網的應用。

　　構建新型電力系統為時間頻率精準應用帶來挑戰

　　隨著新型電力系統加快構建及業務模式不斷創新，電力行業對高精度、高準確性和高可靠性時間頻率計量的需求越來越迫切。當前，時間頻率量值傳遞與溯源技術面臨著現有時頻基準穩定可靠守時能力有待提升、電力廣域測量系統時間量值溯源體系仍需規范統一和新型電力系統全鏈條業務亟須創新發展三大挑戰。

　　●現有時頻基準穩定可靠守時能力有待提升

　　風電和太陽能發電“靠天吃飯”，其供給受天氣的影響較大。新能源發電的并網和消納對大電網安全穩定有較大影響。構建以新能源為主體的新型電力系統，需要靈活調配電力資源，革新系統運行機制，擴大新能源消納空間，這些均離不開穩定可靠的時間頻率基準。電力系統現有的時間頻率基準以單臺銫鐘為主，一旦發生故障，新型電力系統時間準確性和協調控制的同步性將受到影響，嚴重威脅電力系統安全穩定運行。因此，亟須開展高可靠穩定的時頻基準技術研究，提升時間頻率基準穩定可靠守時能力，滿足新型電力系統靈活、彈性、穩定、高效發展需求。

　　●電力廣域測量系統時間量值溯源體系需規范統一

　　電力系統主要基于時間頻率，通過快速準確獲取同步相量測量數據的方式實現電力系統的實時動態監控。同步相量測量依賴于高準確、高穩定、高可靠的統一標準時間頻率信號。然而，電力營銷、電力調度等業務系統時間的準確同步僅限于各自專業范圍內，未形成全局統一的量值溯源體系，且溯源同步方法存在不夠規范和量值多源頭溯源問題，不能保證時間頻率量值的準確統一。

　　●新型電力系統全鏈條業務亟須創新

　　構建以新能源為主體的新型電力系統，需要加大發輸配用全鏈條創新研發力度，全面提升“荷隨源動或源荷互動”能力。

　　電源側需要依托精準的時間頻率解決新能源裝機帶來的隨機性、波動性問題；電網側需要采用統一的標準時間頻率開展電力系統調峰、調頻和調壓，保障供電可靠、電網運行安全；用戶側需要基于準確可靠的時間頻率開展電價費率結算，提升電力系統多元化、互動化交互水平。因此，亟須構建高精準、高穩定和統一溯源的時間頻率系統，為新型電力系統全鏈條業務創新提供基礎保障，以配合電力系統低碳化轉型，提高新能源利用率，助力實現電力行業減碳目標。

　　開展時間頻率關鍵技術研究及精準化規模化應用

　　面對新型電力系統構建給時間頻率技術應用帶來的問題與挑戰，國網計量中心正從提升時間頻率計量能力、建立統一的時間頻率量值傳遞與溯源體系、開展時間頻率精準化規模化應用等方面攻關創新，確保電網領域內時間頻率量值的準確、穩定。

　　●建立可靠穩定守時系統，提升時間頻率計量能力

　　開展時間頻率關鍵技術研究，建立可靠穩定守時系統，確保時間偏差在10納秒以內；聯合省級電力公司開展電力時間頻率溯源比對系統建設，采用基于北斗衛星的遠程共視技術建立電力時間頻率標準，上溯源至國家時間頻率基準，下傳遞至專業應用系統，以具備實時遠程溯源傳遞和對相關設備進行應用評估的能力。

　　●建立統一的時間頻率量值傳遞與溯源體系

　　開展國家電網統一時間頻率量值傳遞與溯源體系建設，圍繞源網荷儲多維多尺度平衡、新能源精準建模等新業務發展需求，依托時頻領域現有研究基礎，打造以三氫三銫鐘組為核心的國家電網時鐘系統，為各業務系統提供統一的高精度時間頻率標準。

　　●時間頻率關鍵技術和系統精準化規模化應用

　　時間頻率量值傳遞與溯源體系建成后，將應用于新型電力系統源、網、荷、儲各領域，實現對新型電力系統各類業務的低時延、高穩定支撐，促進電力行業精準計量體系構建，為電力信息流、數據流的互聯互通奠定基礎。

　　下一步，國網計量中心將建設電力時間頻率服務網，開展時頻溯源比對與運維管控，提升時間頻率計量服務能力，助力構建新型電力系統。

　　（供圖及作者單位：中國電科院）