本發(fā)明屬于ipc分類h04j多路復(fù)用通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步技術(shù)，尤其是基于交流供電電壓相位差修正的高精度網(wǎng)絡(luò)授時(shí)方法。

背景技術(shù)：

當(dāng)前的主要同步授時(shí)技術(shù)，包括短波授時(shí)、長(zhǎng)波授時(shí)、gps/北斗授時(shí)、電話撥號(hào)授時(shí)、互聯(lián)網(wǎng)授時(shí)(ntp)和sdh傳輸網(wǎng)授時(shí)等方式。其中：

在長(zhǎng)波和短波授時(shí)技術(shù)中，時(shí)間同步技術(shù)精度可分別達(dá)到長(zhǎng)波授時(shí)1ms和短波授時(shí)1～10ms，但主要用于軍事和導(dǎo)航，尚不民用。

在電話撥號(hào)時(shí)間同步技術(shù)中，雖然對(duì)條件要求較低，使用簡(jiǎn)單，只需要有電話接入的地點(diǎn)都可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程授時(shí)?？蓮V泛應(yīng)用，但是精度不高，往往誤差達(dá)到100ms，不能用于工業(yè)和軍事用途和授時(shí)間精度要求較高的民用領(lǐng)域，比如電力系統(tǒng)中事件順序中要求的2ms要求。

在gps/北斗時(shí)間同步技術(shù)中，gps時(shí)間同步技術(shù)是當(dāng)前較成熟并在國(guó)際上廣泛采用的時(shí)間同步技術(shù)，北斗時(shí)間同步應(yīng)用也正在發(fā)展之中。采用gps和北斗授時(shí)，采用衛(wèi)星天線，接受來自衛(wèi)星的授時(shí)信號(hào)，計(jì)算來自幾顆衛(wèi)星發(fā)送的時(shí)間和位置信息廣播，得到當(dāng)前地點(diǎn)坐標(biāo)和精確時(shí)間。授時(shí)精度高，可同時(shí)提供位置信息，應(yīng)用成熟。但是，必須配置接受天線，許多需要授時(shí)的行業(yè)，比如電廠、政府等，多數(shù)設(shè)備安裝在室內(nèi)，無法部署天線，影響該方式的應(yīng)用范圍。

在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)間同步技術(shù)中，典型的代表為網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議ntp。通過服務(wù)器和被授時(shí)裝置之間的網(wǎng)絡(luò)連接來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)前，幾乎所有的家庭和企事業(yè)單位都已經(jīng)連接互聯(lián)網(wǎng)，這種方式在局域網(wǎng)內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用。但是，這種方式的授時(shí)精度不高，在網(wǎng)絡(luò)延時(shí)較大、網(wǎng)絡(luò)流量不平衡的情況下，授時(shí)精度很差，有時(shí)甚至超過1秒。無法滿足多數(shù)應(yīng)用的要求。在授時(shí)間精度要求較高的應(yīng)用中，無法勝任。

在sdh傳輸網(wǎng)絡(luò)授時(shí)中，該方法精度高，可實(shí)現(xiàn)100ns時(shí)間精度。但是只能應(yīng)用在專用通信網(wǎng)絡(luò)中,或者需要特殊的硬件，以上授時(shí)方式無法兼顧實(shí)用性和精度的矛盾，不能廣泛推廣。

常用傳統(tǒng)的工業(yè)和民用授時(shí)方式主要包括網(wǎng)絡(luò)授時(shí)和gps/北斗衛(wèi)星授時(shí)兩種類型。網(wǎng)絡(luò)授時(shí)應(yīng)用廣泛，可用于幾乎所有的場(chǎng)合，該因?yàn)槭艿骄W(wǎng)絡(luò)延時(shí)和傳輸不平衡的影響，授時(shí)精度不高，往往誤差超過10ms甚至數(shù)百毫秒，最差情況下，可能達(dá)到1秒以上。衛(wèi)星授時(shí)精度非常高，但是必須安裝接收天線，在廠礦和建筑內(nèi)部，無法接收到衛(wèi)星信號(hào)，應(yīng)用范圍受到很大的限制。

改進(jìn)技術(shù)相關(guān)專利文獻(xiàn)公開較少。比如：中國(guó)專利申請(qǐng)200810044872.2公開了面向電力系統(tǒng)同步相量測(cè)量的時(shí)鐘同步裝置，其本地時(shí)鐘同步模塊通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議連接組成同步授時(shí)網(wǎng)絡(luò)，天線和gps時(shí)間接收模塊接收時(shí)間信息的信號(hào)，主模塊解析出時(shí)間信息，對(duì)主模塊中的本地實(shí)時(shí)時(shí)鐘重新設(shè)定：主模塊將其獲得的時(shí)間信息通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，發(fā)送從模塊，對(duì)從模塊中的本地實(shí)時(shí)時(shí)鐘重新設(shè)定，從而完成作為同步授時(shí)網(wǎng)絡(luò)主從模塊的本地時(shí)鐘同步模塊的授時(shí)。

中國(guó)專利申請(qǐng)201410203624.3提供一種基于物理層時(shí)間信息的網(wǎng)絡(luò)授時(shí)ied時(shí)間同步檢測(cè)方法，其依據(jù)時(shí)鐘源設(shè)備可溯源的常規(guī)時(shí)鐘同步信號(hào)，并基于網(wǎng)絡(luò)授時(shí)ied通信端口輸出的網(wǎng)絡(luò)物理層信號(hào)、信號(hào)攜帶的時(shí)間信息與時(shí)鐘源設(shè)備時(shí)鐘同步信號(hào)三者之間的物理一致性程度，檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)授時(shí)ied通信端口時(shí)鐘同步信號(hào)的時(shí)間同步性能。該方法符合量值傳遞原則，具有物理可展示與可溯源特點(diǎn)。

不管民用還是工業(yè)用途中，都采用了交流供電方式，來獲得生活、生產(chǎn)能源和動(dòng)力。當(dāng)前我國(guó)的輸電、配電網(wǎng)絡(luò)，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了大區(qū)域聯(lián)網(wǎng)，甚至全國(guó)都連接成了統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)。在電網(wǎng)中，因?yàn)榘l(fā)電機(jī)同步運(yùn)行的需要，全電網(wǎng)的電壓頻率和相位都必須保持一致。當(dāng)前，檢測(cè)電壓相位非常簡(jiǎn)單，我們可以從電力系統(tǒng)母線電壓互感器(pt)獲取交流電壓，或者直接采取家庭、工程的220/380v電壓中的某相，作為輸入值，輸入信號(hào)非常易尋。當(dāng)前情況下，測(cè)量電壓相角是非常成熟的技術(shù)，在幾乎所有電力設(shè)備里面都有采用。

改進(jìn)技術(shù)相關(guān)專利文獻(xiàn)公開較少。比如：中國(guó)專利申請(qǐng)200810044872.2公開了面向電力系統(tǒng)同步相量測(cè)量的時(shí)鐘同步裝置，其本地時(shí)鐘同步模塊通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議連接組成同步授時(shí)網(wǎng)絡(luò)，天線和gps時(shí)間接收模塊接收時(shí)間信息的信號(hào)，主模塊解析出時(shí)間信息，對(duì)主模塊中的本地實(shí)時(shí)時(shí)鐘重新設(shè)定：主模塊將其獲得的時(shí)間信息通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，發(fā)送從模塊，對(duì)從模塊中的本地實(shí)時(shí)時(shí)鐘重新設(shè)定，從而完成作為同步授時(shí)網(wǎng)絡(luò)主從模塊的本地時(shí)鐘同步模塊的授時(shí)。

中國(guó)專利申請(qǐng)201410203624.3提供一種基于物理層時(shí)間信息的網(wǎng)絡(luò)授時(shí)ied時(shí)間同步檢測(cè)方法，其依據(jù)時(shí)鐘源設(shè)備可溯源的常規(guī)時(shí)鐘同步信號(hào)，并基于網(wǎng)絡(luò)授時(shí)ied通信端口輸出的網(wǎng)絡(luò)物理層信號(hào)、信號(hào)攜帶的時(shí)間信息與時(shí)鐘源設(shè)備時(shí)鐘同步信號(hào)三者之間的物理一致性程度，檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)授時(shí)ied通信端口時(shí)鐘同步信號(hào)的時(shí)間同步性能。該方法符合量值傳遞原則，具有物理可展示與可溯源特點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供基于交流供電電壓相位差修正的高精度網(wǎng)絡(luò)授時(shí)方法，借助電壓相位提高網(wǎng)絡(luò)授時(shí)精度，解決了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)授時(shí)過程中，精度過低的弊端，可實(shí)現(xiàn)最高100μs以內(nèi)的授時(shí)精度，而且，該方法無需安裝天線，在室內(nèi)可方便實(shí)施應(yīng)用。

本發(fā)明的目的將通過以下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)：授時(shí)服務(wù)器連接授時(shí)端電壓相位檢測(cè)裝置，授時(shí)服務(wù)器通過通信網(wǎng)絡(luò)連接至少二組接受授時(shí)裝置，每組接受授時(shí)裝置分別連接接受端電壓相位檢測(cè)裝置。在授時(shí)服務(wù)器和接受授時(shí)裝置上分別安裝電壓相位檢測(cè)裝置，測(cè)量每個(gè)被授時(shí)裝置和授時(shí)服務(wù)器之間的電壓相位差，作為初始值存入接受授時(shí)裝置；授時(shí)服務(wù)器采用gps/北斗等高精度授時(shí)方式，保證授時(shí)服務(wù)器的時(shí)間精度；授時(shí)服務(wù)器定時(shí)向接受授時(shí)裝置發(fā)送授時(shí)廣播，該廣播包括以下參數(shù)：交流電壓相位和該相位對(duì)應(yīng)的精確時(shí)間接受授時(shí)裝置收到該廣播后，檢測(cè)對(duì)應(yīng)電壓相位時(shí)的時(shí)間值，計(jì)算出時(shí)差，實(shí)現(xiàn)授時(shí)。

尤其是，供電網(wǎng)絡(luò)中任意兩點(diǎn)電壓相位到達(dá)同一值時(shí)的時(shí)間差是固定的，任何一個(gè)電源點(diǎn)的電壓相角被測(cè)量到后，可以唯一計(jì)算出其他指定地點(diǎn)電壓相位與之相同的時(shí)間差。

尤其是，通信網(wǎng)絡(luò)采用以太網(wǎng)、光纖、電力載波等方式實(shí)現(xiàn)，優(yōu)先選用可實(shí)現(xiàn)tcp/ip協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)類型。

尤其是，授時(shí)服務(wù)器只發(fā)送電壓從負(fù)轉(zhuǎn)正的過零點(diǎn)相角為零的時(shí)間。

尤其是，授時(shí)端電壓相位檢測(cè)裝置和接接受端電壓相位檢測(cè)裝置，采用過零點(diǎn)檢測(cè)裝置。過零點(diǎn)檢測(cè)裝置連接在220v/380v或者專用的電壓互感器pt上，接受a/b/c三相電壓中的一相信號(hào)，在電壓相位為0度時(shí)，向服務(wù)器或者接受授時(shí)裝置發(fā)出脈沖。

尤其是，授時(shí)服務(wù)器為整個(gè)區(qū)域的精確時(shí)鐘源，接受gps/北斗的精確授時(shí)，時(shí)鐘精度保持在μs級(jí)以內(nèi)，該服務(wù)器配置為ntp服務(wù)器。接受授時(shí)裝置是待授時(shí)裝置，授時(shí)后，達(dá)到毫秒級(jí)以內(nèi)的時(shí)間精度。接受授時(shí)裝置的服務(wù)器配置成ntp客戶端，與授時(shí)服務(wù)器實(shí)現(xiàn)ntp協(xié)議授時(shí)。

尤其是，待測(cè)電壓包括電網(wǎng)中的基波電壓、零序電壓、諧波電壓，或者各種注入信號(hào)電壓，取以上各種電壓中的一種電壓作為參考值，取其中幾個(gè)電壓，比較這幾種電壓相角關(guān)系來提高授時(shí)精度；其中，電壓可直接取自220/380v交流供電網(wǎng)絡(luò)，或取自各種中高壓供電系統(tǒng)電壓互感器的二次側(cè)電壓，引入交流供電系統(tǒng)中的電壓相角，作為同時(shí)事件，修正因網(wǎng)絡(luò)延時(shí)和網(wǎng)絡(luò)傳輸不平衡產(chǎn)生的授時(shí)誤差。

尤其是，工作過程包括：

系統(tǒng)安裝和初始化后，可以開始授時(shí)服務(wù)。在授時(shí)過程中，授時(shí)服務(wù)分兩種情況：初始授時(shí)和時(shí)鐘保持；其中，初始授時(shí)為系統(tǒng)啟動(dòng)或者時(shí)間失步后的第一次授時(shí)。

1)在初始授時(shí)時(shí)，接受授時(shí)裝置啟動(dòng)后，時(shí)鐘與實(shí)際時(shí)間可能有很大的誤差，采用以下方式實(shí)現(xiàn)初始授時(shí)：

a)啟動(dòng)ntp授時(shí)方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)接受授時(shí)裝置的初始授時(shí)。本過程完成后，因網(wǎng)絡(luò)延時(shí)和傳輸不平衡的因素，時(shí)鐘誤差可能在1～10毫秒左右，此為在局域網(wǎng)中可以達(dá)到的精度，在廣域網(wǎng)絡(luò)授時(shí)，誤差可能達(dá)到數(shù)百至數(shù)千毫秒，需要多次執(zhí)行ntp，減少時(shí)間誤差。

b)ntp授時(shí)開始，啟動(dòng)電壓相角零度角監(jiān)測(cè)，記錄自此開始的每個(gè)電壓相角零度角的精確時(shí)刻。

c)授時(shí)服務(wù)器選取一組電壓零度角時(shí)刻，發(fā)送到客戶端。

d)客戶端接收到授時(shí)服務(wù)器的電壓零度角時(shí)刻后，按照相角差初始值補(bǔ)償授時(shí)服務(wù)器發(fā)送的時(shí)間點(diǎn)，與本地監(jiān)測(cè)到的電壓過零點(diǎn)比較；本地電壓過零點(diǎn)時(shí)刻與授時(shí)服務(wù)器電壓過零點(diǎn)時(shí)刻之差，即為本地時(shí)鐘誤差。

2)在時(shí)鐘保持階段，當(dāng)接受授時(shí)裝置時(shí)鐘已經(jīng)同步，并保持一定精度后，無需再次啟動(dòng)ntp協(xié)議授時(shí)，只需周期性地校準(zhǔn)精度即可。以接受授時(shí)裝置4時(shí)鐘便宜值小于10ms確定授時(shí)周期。

a)授時(shí)服務(wù)器周期性向所有接受授時(shí)裝置廣播授時(shí)指令，同時(shí)啟動(dòng)過零點(diǎn)監(jiān)測(cè)，記錄自此開始的所有電壓相位為0度時(shí)刻。

b)接受授時(shí)裝置接受到該時(shí)刻后，啟動(dòng)過零點(diǎn)監(jiān)測(cè)，記錄電壓相位為0度時(shí)刻。

c)授時(shí)服務(wù)器向所有接受授時(shí)裝置廣播一組電壓相角0度時(shí)刻。

3)接受授時(shí)裝置接受到該時(shí)刻組后，與自己監(jiān)測(cè)到的電壓相角零度時(shí)刻比較，糾正本地時(shí)鐘。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和效果：在網(wǎng)絡(luò)授時(shí)中設(shè)置電壓相位檢測(cè)，修正網(wǎng)絡(luò)授時(shí)的誤差。避免了網(wǎng)絡(luò)傳輸不平衡導(dǎo)致的授時(shí)誤差，而不需要安裝天線等裝置，實(shí)現(xiàn)高精度、簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)授時(shí)服務(wù)。采用該方式后，授時(shí)精度可以穩(wěn)定達(dá)到1ms之內(nèi)，且?guī)缀跛袕S礦、企業(yè)、政府機(jī)關(guān)、教育機(jī)構(gòu)等需要授時(shí)的場(chǎng)所，都安裝交流供電設(shè)施，應(yīng)用沒有任何限制。

附圖說明

圖1為網(wǎng)絡(luò)中任意兩點(diǎn)的電壓相位關(guān)系示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1中的網(wǎng)絡(luò)授時(shí)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記包括：

授時(shí)服務(wù)器1、通信網(wǎng)絡(luò)2、授時(shí)端電壓相位檢測(cè)裝置3、接受授時(shí)裝置4、接受端電壓相位檢測(cè)裝置5。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明原理在于，在電網(wǎng)中的任何兩個(gè)點(diǎn)之間存在電壓相位差，電壓相位差來自兩個(gè)方面：一方面，傳輸距離導(dǎo)致的相位差，該相位差是電能按照光速傳輸過程中通過傳輸距離產(chǎn)生的，以100公里計(jì)算，電壓相位差只有100/300000秒＝0.33毫秒，而且這兩點(diǎn)相位差由距離決定，不會(huì)改變。另一方面，因?yàn)樽儔浩鞯仍O(shè)備導(dǎo)致的相位差，在電力系統(tǒng)中，變壓器有多種接線方式，接線方式的不同，可能產(chǎn)生固定的電壓相位差。比如星三角接線方式，可能產(chǎn)生30度的相角差。這個(gè)相角差因經(jīng)過的變壓器接線方式?jīng)Q定，確定后不會(huì)改變。由此可見，在配電網(wǎng)絡(luò)中，任兩點(diǎn)的電壓到達(dá)相同相位的時(shí)間差是固定的，可以非常簡(jiǎn)單檢測(cè)到該時(shí)間差。因交流配電網(wǎng)絡(luò)無處不在，每個(gè)家庭、單位都采用了

220v/380v交流供電系統(tǒng)。

附圖1描述的是交流供電配電系統(tǒng)同步電網(wǎng)中，不同地點(diǎn)電壓相位時(shí)間關(guān)系。連接在電網(wǎng)的任何兩個(gè)地點(diǎn)，電壓到達(dá)某個(gè)相角值時(shí)的時(shí)間差是固定的。圖中上下兩張正弦波圖片，對(duì)應(yīng)同一電網(wǎng)中不同的兩個(gè)點(diǎn)的電壓波形。假設(shè)不同地點(diǎn)的電壓相位，到達(dá)任意相同值是的時(shí)間分別是t1和t2，則根據(jù)電網(wǎng)同步的要求，tδ＝t1-t2的值是固定的。如圖1所示。任何一個(gè)電源點(diǎn)的電壓相角被測(cè)量到后，可以唯一計(jì)算出其他指定地點(diǎn)電壓相位與之相同的時(shí)間差。

將配電系統(tǒng)的這個(gè)特點(diǎn)，可以方便地用于網(wǎng)絡(luò)授時(shí)系統(tǒng)中以實(shí)現(xiàn)高精度授時(shí)，具體方法概括為：在授時(shí)服務(wù)器1和接受授時(shí)裝置4上分別安裝電壓相位檢測(cè)裝置，測(cè)量每個(gè)被授時(shí)裝置4和授時(shí)服務(wù)器1之間的電壓相位差，作為初始值存入接受授時(shí)裝置4；授時(shí)服務(wù)器1采用gps/北斗等高精度授時(shí)方式，保證授時(shí)服務(wù)器1的時(shí)間精度；授時(shí)服務(wù)器1定時(shí)向接受授時(shí)裝置4發(fā)送授時(shí)廣播，該廣播包括以下參數(shù)：交流電壓相位和該相位對(duì)應(yīng)的精確時(shí)間接受授時(shí)裝置4收到該廣播后，檢測(cè)對(duì)應(yīng)電壓相位時(shí)的時(shí)間值，計(jì)算出時(shí)差，實(shí)現(xiàn)授時(shí)功能。

本發(fā)明利用供電網(wǎng)絡(luò)中電壓和頻率必須同步的原理，推導(dǎo)出供電網(wǎng)絡(luò)中任意兩點(diǎn)電壓相位到達(dá)同一值時(shí)的時(shí)間差是固定的結(jié)論。

本發(fā)明的實(shí)施方式還包括，在具體實(shí)施過程中，為減少開發(fā)使用的難度，使用ntp網(wǎng)絡(luò)授時(shí)作為基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上增加電壓相位條件提高授時(shí)精度。也可以自行涉及網(wǎng)絡(luò)交互，實(shí)現(xiàn)更簡(jiǎn)便的授時(shí)方式。

因長(zhǎng)波、短波以及sdh用于軍事用途或者電信用途，技術(shù)和設(shè)備較復(fù)雜，應(yīng)用成本較昂貴，在民用中不是很廣泛，本發(fā)明僅與電話撥號(hào)同步技術(shù)、gps/北斗授時(shí)技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)授時(shí)技術(shù)ntp的比較。

與電話撥號(hào)同步技術(shù)比較：采用本發(fā)明的方法，授時(shí)精度可達(dá)到100μs以內(nèi)，幾乎可以滿足所有的工業(yè)授時(shí)要求。

與gps/北斗授時(shí)技術(shù)比較：采用本發(fā)明的授時(shí)方法，直接采用交流電壓信號(hào)，無需天線，應(yīng)用場(chǎng)所沒有限制。

網(wǎng)絡(luò)授時(shí)技術(shù)ntp，采用本發(fā)明的方法可解決網(wǎng)絡(luò)授時(shí)的精度問題。

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

實(shí)施例1：附圖2描述的是一種簡(jiǎn)化操作的本發(fā)明的授時(shí)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)由授時(shí)服務(wù)器1、接受授時(shí)裝置4、電壓相位檢測(cè)裝置以及通信網(wǎng)絡(luò)2組成。授時(shí)服務(wù)器1連接授時(shí)端電壓相位檢測(cè)裝置3，授時(shí)服務(wù)器1通過通信網(wǎng)絡(luò)2連接至少二組接受授時(shí)裝置4，每組接受授時(shí)裝置4分別連接接受端電壓相位檢測(cè)裝置5。

通信網(wǎng)絡(luò)2采用以太網(wǎng)、光纖、電力載波等方式實(shí)現(xiàn)，優(yōu)先選用可實(shí)現(xiàn)tcp/ip協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)類型。

本實(shí)施例中，只發(fā)送電壓從負(fù)轉(zhuǎn)正的過零點(diǎn)相角為零的時(shí)間，使得相位采集可通過非常簡(jiǎn)單的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，無需處理器和a/d芯片。

授時(shí)精度計(jì)算。目前電壓相位的測(cè)量精度，最高可以達(dá)到0.03度，按照50hz的頻率計(jì)算，時(shí)間可以精確到：

0.03/(360*50)秒＝1.67*10-6秒＝1.67μs。

在通用的電力系統(tǒng)設(shè)備中，相角測(cè)量精度都可以達(dá)到1度以內(nèi)，對(duì)應(yīng)的授時(shí)精度為：

1/(360*50)＝55.56μs。

因?yàn)殡妷菏侵芷谛哉也?，?0ms會(huì)重復(fù)相同的相位，對(duì)于區(qū)域內(nèi)的局域網(wǎng)傳輸，一般傳輸時(shí)間會(huì)小于20ms，許多采用ntp授時(shí)的方式，精度可達(dá)到1～10ms，周期性的信號(hào)不會(huì)對(duì)本發(fā)明采用的授時(shí)方法產(chǎn)生任何影響。但是如果在廣域網(wǎng)絡(luò)授時(shí)，網(wǎng)絡(luò)傳輸來回時(shí)差超過20ms，可能出現(xiàn)20ms整數(shù)倍的授時(shí)誤差。網(wǎng)絡(luò)傳輸不平衡有突發(fā)性，初始授時(shí)的時(shí)候，可以多次實(shí)行授時(shí)操作，待授時(shí)結(jié)果穩(wěn)定后授時(shí)結(jié)束。初始授時(shí)結(jié)束后，在時(shí)鐘誤差偏移10ms時(shí)間間隔之內(nèi)，重新發(fā)送授時(shí)廣播，保證授時(shí)精度，不會(huì)出現(xiàn)誤差。

實(shí)施例2：以區(qū)域授時(shí)為例，大型廠礦企業(yè)等區(qū)域授時(shí)應(yīng)用廣泛。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括：授時(shí)服務(wù)器1、電壓相位檢測(cè)裝置、接受授時(shí)裝置4、通信網(wǎng)絡(luò)2等構(gòu)成部分。為簡(jiǎn)化系統(tǒng)的應(yīng)用，電壓相位檢測(cè)，采用過零點(diǎn)檢測(cè)裝置，記錄電壓相角為0度的時(shí)刻。

前述中，授時(shí)服務(wù)器1為整個(gè)區(qū)域的精確時(shí)鐘源，接受gps/北斗的精確授時(shí)，時(shí)鐘精度保持在μs級(jí)以內(nèi)，該服務(wù)器配置為ntp服務(wù)器。其中，ntp協(xié)議在rfc5905中有詳細(xì)描述，windows服務(wù)器已經(jīng)默認(rèn)內(nèi)嵌該協(xié)議。

過零點(diǎn)檢測(cè)裝置連接在220v/380v或者專用的電壓互感器pt上，接受a/b/c三相電壓中的一相信號(hào)，在電壓相位為0度時(shí)，向服務(wù)器或者接受授時(shí)裝置發(fā)出脈沖。

接受授時(shí)裝置4是待授時(shí)裝置，授時(shí)后，達(dá)到毫秒級(jí)以內(nèi)的時(shí)間精度。接受授時(shí)裝置4的服務(wù)器配置成ntp客戶端，與授時(shí)服務(wù)器1實(shí)現(xiàn)ntp協(xié)議授時(shí)。

通信網(wǎng)絡(luò)2運(yùn)行tcp/ip協(xié)議接口，采用以太網(wǎng)、光纖方式組成網(wǎng)絡(luò)。通信網(wǎng)絡(luò)2有多種形式方式。

系統(tǒng)安裝和準(zhǔn)備時(shí)，先安裝授時(shí)服務(wù)器1、過零點(diǎn)檢測(cè)裝置、接受授時(shí)裝置4，并配置好網(wǎng)絡(luò)連接后，可以開始初始化工作。

將授時(shí)服務(wù)器1配置成ntp授時(shí)服務(wù)器，如果采用windows服務(wù)器，只需簡(jiǎn)單配置即可，無需安裝任何軟件。授時(shí)服務(wù)器1配置gps/北斗授時(shí)裝置，保持自身時(shí)鐘的精確度。

在接受授時(shí)裝置內(nèi)安裝配置ntp協(xié)議客戶端，測(cè)試該客戶端可以接受服務(wù)器授時(shí)業(yè)務(wù)。

分別在授時(shí)服務(wù)器1和接受授時(shí)裝置4上測(cè)試電壓相角0度的精確時(shí)刻，計(jì)算每一個(gè)接受授時(shí)裝置4與授時(shí)服務(wù)器1之間的相角0度時(shí)的時(shí)差tδ，即電壓相角為0度的時(shí)差，作為修正值，輸入接受授時(shí)裝置。

所述網(wǎng)絡(luò)授時(shí)方法工作過程包括：

系統(tǒng)安裝和初始化后，可以開始授時(shí)服務(wù)。在授時(shí)過程中，授時(shí)服務(wù)分兩種情況：初始授時(shí)和時(shí)鐘保持；其中，初始授時(shí)為系統(tǒng)啟動(dòng)或者時(shí)間失步后的第一次授時(shí)。

1)在初始授時(shí)時(shí)，接受授時(shí)裝置4啟動(dòng)后，時(shí)鐘與實(shí)際時(shí)間可能有很大的誤差，采用以下方式實(shí)現(xiàn)初始授時(shí)：

a)啟動(dòng)ntp授時(shí)方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)接受授時(shí)裝置4的初始授時(shí)。本過程完成后，因網(wǎng)絡(luò)延時(shí)和傳輸不平衡的因素，時(shí)鐘誤差可能在1～10毫秒左右，此為在局域網(wǎng)中可以達(dá)到的精度，在廣域網(wǎng)絡(luò)授時(shí)，誤差可能達(dá)到數(shù)百至數(shù)千毫秒，需要多次執(zhí)行ntp，減少時(shí)間誤差。

b)ntp授時(shí)開始，啟動(dòng)電壓相角零度角監(jiān)測(cè)，記錄自此開始的每個(gè)電壓相角零度角的精確時(shí)刻。

c)授時(shí)服務(wù)器1選取一組電壓零度角時(shí)刻，發(fā)送到客戶端。

d)客戶端接收到授時(shí)服務(wù)器1的電壓零度角時(shí)刻后，按照相角差初始值補(bǔ)償授時(shí)服務(wù)器1發(fā)送的時(shí)間點(diǎn)，與本地監(jiān)測(cè)到的電壓過零點(diǎn)比較；本地電壓過零點(diǎn)時(shí)刻與授時(shí)服務(wù)器1電壓過零點(diǎn)時(shí)刻之差，即為本地時(shí)鐘誤差。

2)在時(shí)鐘保持階段，當(dāng)接受授時(shí)裝置4時(shí)鐘已經(jīng)同步，并保持一定精度后，無需再次啟動(dòng)ntp協(xié)議授時(shí)，只需周期性地校準(zhǔn)精度即可。以接受授時(shí)裝置4時(shí)鐘便宜值小于10ms確定授時(shí)周期。

a)授時(shí)服務(wù)器1周期性向所有接受授時(shí)裝置4廣播授時(shí)指令，同時(shí)啟動(dòng)過零點(diǎn)監(jiān)測(cè)，記錄自此開始的所有電壓相位為0度時(shí)刻。

b)接受授時(shí)裝置4接受到該時(shí)刻后，啟動(dòng)過零點(diǎn)監(jiān)測(cè)，記錄電壓相位為0度時(shí)刻。

c)授時(shí)服務(wù)器1向所有接受授時(shí)裝置廣播一組電壓相角0度時(shí)刻。

3)接受授時(shí)裝置4接受到該時(shí)刻組后，與自己監(jiān)測(cè)到的電壓相角零度時(shí)刻比較，糾正本地時(shí)鐘。

本發(fā)明利用電力網(wǎng)絡(luò)中的電壓相角作為輔助條件，將授時(shí)精度提高到1毫秒以內(nèi)；待測(cè)電壓包括電網(wǎng)中的基波電壓、零序電壓、諧波電壓，或者各種注入信號(hào)電壓，取以上各種電壓中的一種電壓作為參考值，取其中幾個(gè)電壓，比較這幾種電壓相角關(guān)系來提高授時(shí)精度；其中，電壓可直接取自220/380v交流供電網(wǎng)絡(luò)，或取自各種中高壓供電系統(tǒng)電壓互感器的二次側(cè)電壓，引入交流供電系統(tǒng)中的電壓相角，作為同時(shí)事件，修正因網(wǎng)絡(luò)延時(shí)和網(wǎng)絡(luò)傳輸不平衡產(chǎn)生的授時(shí)誤差。

本發(fā)明可用在大型廠礦企業(yè)和企事業(yè)單位，例如：電廠、電力系統(tǒng)、學(xué)校、it企業(yè)、金融、石化、政府機(jī)關(guān)、國(guó)防、廣電、通信、交通、醫(yī)療、水利、冶金、安防等，也可用于遠(yuǎn)距離授時(shí)。