一種時鐘同步及監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種時鐘同步及監(jiān)測系統(tǒng)，主要應用于智能變電站系統(tǒng)中，包括時鐘源及節(jié)點，所述節(jié)點具有時鐘同步模塊、時鐘監(jiān)測模塊及延時測量模塊；時鐘同步及監(jiān)測系統(tǒng)中的所述節(jié)點有父節(jié)點時，該節(jié)點與父節(jié)點同步，并以父節(jié)點或者時鐘源的時間修正本節(jié)點時間，其中時鐘源的時間優(yōu)先級大于父節(jié)點的時間；當所述節(jié)點有子節(jié)點時，向其子節(jié)點發(fā)送對時信息；以使整個系統(tǒng)中的時間進行校正、同步和監(jiān)測。
【專利說明】一種時鐘同步及監(jiān)測系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及變電站自動化技術、在線監(jiān)測和時鐘同步領域。
【背景技術】
[0002]智能變電站測量、信號采集和控制輸出經(jīng)由網(wǎng)絡實現(xiàn)，其采集的精度和控制的準確度將依賴與時鐘同步的質(zhì)量，當裝置之間時鐘不同步時，電壓、電流的采集將不同步，造成功率、功率因數(shù)、電壓、電流等誤差較大甚至無效。當裝置之間時鐘不同步時，造成GOOSE信號延時，無法判斷信號發(fā)生的先后順序。這些將使繼電保護裝置失效甚至誤動作，給變電站運彳丁和電網(wǎng)穩(wěn)定帶來危害。
[0003]因此，有效監(jiān)測變電站甚至是電網(wǎng)節(jié)點的時鐘同步情況，及時糾正設備的時鐘同步錯誤，將極大提高設備運行水平和電網(wǎng)安全穩(wěn)定能力。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的在于，為了解決上述問題，提供了一種時鐘同步及監(jiān)測系統(tǒng)，能夠校正時鐘節(jié)點時間，判斷變電站和電網(wǎng)智能設備節(jié)點時鐘同步的有效性。
[0005]一種時鐘同步及監(jiān)測系統(tǒng)，包括時鐘源及節(jié)點，所述節(jié)點具有時鐘同步模塊、時鐘監(jiān)測模塊及延時測量模塊。
[0006]時鐘同步及監(jiān)測系統(tǒng)中的所述節(jié)點有父節(jié)點時，該節(jié)點與父節(jié)點同步，并以父節(jié)點或者時鐘源的時間修正本節(jié)點時間，其中時鐘源的時間優(yōu)先級大于父節(jié)點的時間；當所述節(jié)點有子節(jié)點時，向其子節(jié)點發(fā)送對時信息。
[0007]所述節(jié)點向子節(jié)點發(fā)送本節(jié)點或轉(zhuǎn)發(fā)上級節(jié)點同步及監(jiān)測請求，并向本節(jié)點或上級節(jié)點報告本節(jié)點時鐘同步信息。
[0008]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明時鐘同步及監(jiān)測系統(tǒng)通過設置節(jié)點，以父節(jié)點或者時鐘源的時間修正本節(jié)點時間，并向其子節(jié)點發(fā)送對時信息以使整個系統(tǒng)中的時間進行校正和同步。
[0009]一個該時鐘同步及監(jiān)測系統(tǒng)在具體的智能變電站系統(tǒng)的應用的技術方案包括:
[0010]該智能變電站系統(tǒng)包括調(diào)控主站、后臺機、測控裝置、保護裝置、總控裝置、合并單元、智能終端以及時鐘同步裝置；時鐘同步裝置為時鐘源；調(diào)控主站、后臺機、測控裝置、保護裝置、總控裝置、合并單元、智能終端均為系統(tǒng)中的節(jié)點，其中總控裝置實現(xiàn)與調(diào)度主站互聯(lián)；調(diào)控主站為根節(jié)點；總控裝置為調(diào)控主站的子節(jié)點；后臺機、測控裝置及保護裝置為總控裝置的子節(jié)點；合并單元、智能終端為測控裝置或保護裝置的子節(jié)點；
[0011]調(diào)控主站通過時鐘同步裝置進行時鐘同步，調(diào)控主站向總控裝置發(fā)送時鐘誤差測量報文，獲取總控裝置的時鐘誤差進行告警；
[0012]總控裝置接收時鐘同步裝置或者接收調(diào)控主站的時鐘同步信號進行時鐘校正作，響應來自調(diào)控主站的時鐘誤差測量請求，轉(zhuǎn)發(fā)調(diào)控主站向站控層、間隔層、過程層裝置的誤差測量請求，總控裝置作為測控裝置、保護裝置及后臺機的父節(jié)點，測量保護裝置、測控裝置及后臺機的時鐘誤差，并向主站和站內(nèi)后臺機報告；
[0013]后臺機接收時鐘同步裝置或者總控裝置的時鐘同步信號進行時鐘校正作，響應總控裝置的時鐘誤差測量請求；
[0014]測控裝置及保護裝置接收時鐘同步裝置或者總控裝置的時鐘同步信號進行時鐘校正作，響應來自總控裝置的時鐘誤差測量請求，轉(zhuǎn)發(fā)來自總控裝置的向過程層設備發(fā)送的誤差測量請求，并向總控裝置和站內(nèi)后臺機報告；
[0015]合并單元及智能終端接收時鐘同步裝置、測控裝置或保護裝置的時鐘同步信號進行時鐘校正作，響應測控裝置或保護裝置的時鐘誤差測量請求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明時鐘同步及監(jiān)測系統(tǒng)的同步及監(jiān)測流程示意圖。
[0017]圖2為【具體實施方式】中一個智能變電站系統(tǒng)的示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和具體實施例，更清楚完整地說明本發(fā)明。
[0019]如圖1所示，為本發(fā)明公開的一種時鐘同步及監(jiān)測系統(tǒng)，包括時鐘源及節(jié)點，所述節(jié)點具有時鐘同步模塊、時鐘監(jiān)測模塊及延時測量模塊。當所述節(jié)點有父節(jié)點時，該節(jié)點與父節(jié)點同步，并以父節(jié)點或者時鐘源的時間修正本節(jié)點時間，其中時鐘源的時間優(yōu)先級大于父節(jié)點的時間；當所述節(jié)點有子節(jié)點時，向其子節(jié)點發(fā)送對時信息。所述節(jié)點向子節(jié)點發(fā)送本節(jié)點或轉(zhuǎn)發(fā)上級節(jié)點同步及監(jiān)測請求，并向本節(jié)點或上級節(jié)點報告本節(jié)點時鐘同步信息。時鐘源為IRIG-B，或者脈沖，或者SNTP，或者IEEE 1588方式。
[0020]使用上述時鐘同步及監(jiān)測系統(tǒng)的獲取時鐘同步信息的方法包括:
[0021](I)、判斷時鐘數(shù)據(jù)有效的方法為:兩次接收時鐘數(shù)據(jù)的時間差值與該時段裝置自保持的時間差值在預設范圍內(nèi)，如< I秒/分。
[0022](2)、判斷時鐘源有效的方法為:在規(guī)定時間(如I分鐘)內(nèi)能接收到時鐘源數(shù)據(jù)，且時鐘數(shù)據(jù)有效。
[0023](3)、子節(jié)點獲取同步延時的方法為:tl向父節(jié)點發(fā)送請求延時測量報文，父節(jié)點接收后向子節(jié)點返回，t2收到父節(jié)點的返回報文，則同步延時為delay = (t2_tl)/2。其中tl、t2為子節(jié)點的時標。
[0024](4)、節(jié)點時鐘同步的方法為:有時鐘源時，采用時鐘源數(shù)據(jù)，若有多個時鐘源，需根據(jù)時鐘源優(yōu)先級選擇時鐘源數(shù)據(jù)；無時鐘源時，采用父節(jié)點的對時報文，若父節(jié)點發(fā)送對時報文的時鐘為t0，則子節(jié)點接收到對時報文時，需將自身時鐘調(diào)整為tO+delay。其中t0為父節(jié)點時標。
[0025](5)、確定子節(jié)點時鐘誤差Λ t的方法為:父節(jié)點在時鐘為t0時子節(jié)點發(fā)送延時測量報文，子節(jié)點在tl時刻接收到該報文，并在t2時刻向父節(jié)點發(fā)送響應報文，父節(jié)點在t3時刻接收到該子節(jié)點的響應報文，則時鐘誤差:Λ t = [(t3-t2) + (t0-tl)]/2 ;其中t0、t3為父節(jié)點時標，tl、t2為子節(jié)點時標。
[0026]上述步驟(3)、(4)、(5)中提及的父節(jié)點、子節(jié)點，同樣適用于上級節(jié)點、任意下級節(jié)點。
[0027]再結(jié)合圖2所示，為一種智能變電站系統(tǒng)，該智能變電站系統(tǒng)即應用了上述時鐘同步及監(jiān)測系統(tǒng)的設計特征，該智能變電站系統(tǒng)包括調(diào)控主站、后臺機、測控裝置、保護裝置、總控裝置、合并單元、智能終端以及時鐘同步裝置；時鐘同步裝置為時鐘源；調(diào)控主站、后臺機、測控裝置、保護裝置、總控裝置、合并單元、智能終端均為系統(tǒng)中的節(jié)點，其中總控裝置實現(xiàn)與調(diào)控主站互聯(lián)；調(diào)控主站為根節(jié)點；總控裝置為調(diào)控主站的子節(jié)點；后臺機、測控裝置及保護裝置為總控裝置的子節(jié)點；合并單元、智能終端為測控裝置或保護裝置的子節(jié)點；
[0028]調(diào)控主站一般為Iinux或unix操作系統(tǒng)，通過時鐘同步裝置進行時鐘同步，調(diào)控主站向總控裝置發(fā)送時鐘誤差測量報文，獲取總控裝置的時鐘誤差進行告警；
[0029]總控裝置一般為Iinux系統(tǒng)，接收時鐘同步裝置或者接收調(diào)控主站的時鐘同步信號進行時鐘校正作，響應來自調(diào)控主站的時鐘誤差測量請求，轉(zhuǎn)發(fā)調(diào)控主站向站控層、間隔層、過程層裝置的誤差測量請求，總控裝置作為測控裝置、保護裝置及后臺機的父節(jié)點，測量保護裝置、測控裝置及后臺機的時鐘誤差，并向主站和站內(nèi)后臺機報告；
[0030]后臺機一般為Iinux或windows系統(tǒng)，接收時鐘同步裝置或者總控裝置的時鐘同步信號進行時鐘校正作，響應總控裝置的時鐘誤差測量請求；
[0031]測控裝置及保護裝置為專用系統(tǒng)或Iinux操作系統(tǒng)，測控裝置及保護裝置接收時鐘同步裝置或者總控裝置的時鐘同步信號進行時鐘校正作，響應來自總控裝置的時鐘誤差測量請求，轉(zhuǎn)發(fā)來自總控裝置的向過程層設備發(fā)送的誤差測量請求，并向總控裝置和站內(nèi)后臺機報告；
[0032]合并單元及智能終端為專用系統(tǒng)或Iinux操作系統(tǒng)，接收時鐘同步裝置、測控裝置或保護裝置的時鐘同步信號進行時鐘校正作，響應測控裝置或保護裝置的時鐘誤差測量請求。
【權利要求】
1.一種時鐘同步及監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:包括時鐘源及節(jié)點，所述節(jié)點具有時鐘同步模塊、時鐘監(jiān)測模塊及延時測量模塊。
2.根據(jù)權利要求1所述的時鐘同步及監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:當所述節(jié)點有父節(jié)點時，該節(jié)點與父節(jié)點同步，并以父節(jié)點或者時鐘源的時間修正本節(jié)點時間，其中時鐘源的時間優(yōu)先級大于父節(jié)點的時間；當所述節(jié)點有子節(jié)點時，向其子節(jié)點發(fā)送對時信息。
3.根據(jù)權利要求1所述的時鐘同步及監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述節(jié)點向子節(jié)點發(fā)送本節(jié)點或轉(zhuǎn)發(fā)上級節(jié)點同步及監(jiān)測請求，并向本節(jié)點或上級節(jié)點報告本節(jié)點時鐘同步信息。
4.根據(jù)權利要求1所述的時鐘同步及監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:時鐘源為181(^8，或者脈沖，或者3階？，或者1222 1588方式。
5.使用如權利要求1-4中任一項所述的時鐘同步及監(jiān)測系統(tǒng)的獲取時鐘同步信息的方法，其特征在于，包括: (1)、判斷時鐘數(shù)據(jù)有效的方法為:兩次接收時鐘數(shù)據(jù)的時間差值與該時段裝置自保持的時間差值在預設范圍內(nèi)； (2^判斷時鐘源有效的方法為:在規(guī)定時間內(nèi)能接收到時鐘源數(shù)據(jù)，且時鐘數(shù)據(jù)有效； (3^子節(jié)點獲取同步延時的方法為向父節(jié)點發(fā)送請求延時測量報文，父節(jié)點接收后向子節(jié)點返回，1:2收到父節(jié)點的返回報文，貝I」同步延時為(16137 = (1:2-1:1)/2 ；其中1:1、1:2為子節(jié)點的時標； (4)、節(jié)點時鐘同步的方法為:有時鐘源時，采用時鐘源數(shù)據(jù)，若有多個時鐘源，需根據(jù)時鐘源優(yōu)先級選擇時鐘源數(shù)據(jù)；無時鐘源時，采用父節(jié)點的對時報文，若父節(jié)點發(fā)送對時報文的時鐘為切，則子節(jié)點接收到對時報文時，需將自身時鐘調(diào)整為切+(161^17 ；其中切為父節(jié)點時標； (5)、確定子節(jié)點時鐘誤差八1:的方法為:父節(jié)點在時鐘為切時向子節(jié)點發(fā)送延時測量報文，子節(jié)點在時刻接收到該報文，并在12時刻向父節(jié)點發(fā)送響應報文，父節(jié)點在13時刻接收到該子節(jié)點的響應報文，則時鐘誤差:厶七=[(^3-^2) + (^1)1/2 ；其中七0、七3為父節(jié)點時標，1:1、1:2為子節(jié)點時標； 上述步驟(3)、(4)、(5)提及的父節(jié)點、子節(jié)點，同樣適用于上級節(jié)點、任意下級節(jié)點。
6.一種包括如權利要求1-4中所述的時鐘同步及監(jiān)測系統(tǒng)的智能變電站系統(tǒng)，其特征在于:包括調(diào)控主站、后臺機、測控裝置、保護裝置、總控裝置、合并單元、智能終端以及時鐘同步裝置；時鐘同步裝置為時鐘源；調(diào)控主站、后臺機、測控裝置、保護裝置、總控裝置、合并單元、智能終端均為系統(tǒng)中的節(jié)點，其中總控裝置實現(xiàn)與調(diào)度主站互聯(lián)；調(diào)控主站為根節(jié)點；總控裝置為調(diào)控主站的子節(jié)點；后臺機、測控裝置及保護裝置為總控裝置的子節(jié)點；合并單元、智能終端為測控裝置或保護裝置的子節(jié)點； 調(diào)控主站通過時鐘同步裝置進行時鐘同步，調(diào)控主站向總控裝置發(fā)送時鐘誤差測量報文，獲取總控裝置的時鐘誤差進行告警； 總控裝置接收時鐘同步裝置或者接收調(diào)控主站的時鐘同步信號進行時鐘校正作，響應來自調(diào)控主站的時鐘誤差測量請求，轉(zhuǎn)發(fā)調(diào)控主站向站控層、間隔層、過程層裝置的誤差測量請求，總控裝置作為測控裝置、保護裝置及后臺機的父節(jié)點，測量保護裝置、測控裝置及后臺機的時鐘誤差，并向主站和站內(nèi)后臺機報告； 后臺機接收時鐘同步裝置或者總控裝置的時鐘同步信號進行時鐘校正作，響應總控裝置的時鐘誤差測量請求； 測控裝置及保護裝置接收時鐘同步裝置或者總控裝置的時鐘同步信號進行時鐘校正作，響應來自總控裝置的時鐘誤差測量請求，轉(zhuǎn)發(fā)來自總控裝置的向過程層設備發(fā)送的誤差測量請求，并向總控裝置和站內(nèi)后臺機報告； 合并單元及智能終端接收時鐘同步裝置、測控裝置或保護裝置的時鐘同步信號進行時鐘校正作，響應測控裝置或保護裝置的時鐘誤差測量請求。
【文檔編號】H02J13/00GK104505934SQ201410717730
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月1日 優(yōu)先權日:2014年12月1日
【發(fā)明者】李熙春, 蔡丹, 陳西海, 尤欣 申請人:國電南瑞科技股份有限公司