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1588協議時間同步裝置

作者:admin  時間:2017-11-10 02:32  人氣:

產品名稱:1588協議時間同步裝置

      一種多路輸出的PTP的時間同步裝置,具有兩路電口PTP,一路光口PTP,一路E1接口,在主控管理單元同步后發出以基于報文(Message-based)傳輸的方式同步所有其他需要授時的設備,能夠實現亞微秒級的高精度同步。

利用最佳主時鐘算法來確定廣域范圍內哪臺為最佳主時鐘,并同步其他時鐘。

北京赛车pk10开奖结果 最佳主時鐘算法指明了一種方法,該方法使得本地時鐘能夠決定它所能看到的所有時鐘包括其自身,獨立于每個PTP端口,在端口選擇出比較好的時鐘之后,再一次進行比較,最后確定出一個最好的時鐘。指定它作為系統的最佳主時鐘。

技術領域

      本實用新型涉及電力系統時間同步系統設備

技術背景

      電力系統規模的擴大以及電力系統控制技術的發展,對各調度系統以及發電廠和變電站的時間基準都提出了新的要求。實際上,電力系統內部信息交換量大、狀態改變快,只有滿足一定的時鐘同步精度,才能對相位比較、故障記錄、事件順序啟動等功能給予保障。

      傳統的地面時間同步鏈路是采用NTP(Network Time Protocol)傳送方式實現,目前已發展到V4版本,SNTP為NTP的簡化版。協議最大的缺點只能滿足微秒級的時間傳遞精度,這對于高精度時間同步所需納秒級,時間精度是不可比擬的,而采用單向信道的GPS時間同步系統,雖然同步信號的獲得可靠穩定,精度高,但是成本相對比較高,在失星的情況或者地理條件惡劣的環境下失效率也高,并且存在一定的信息安全風險。現有的電力系統領域大都是采用GPS衛星接收機獲得時間信息,對于多個接收機而已不具備管理能力,造成時間上的差異無法預防,各站之間基本不可共用一個GPS資源,造成浪費嚴重,只有具備了統一精確的時間源才可以更好的實現各系統的運行監控和故障分析,為設備提供精確的時間至關重要,這樣才能分析事故發生的先后順序提供依據。

北京赛车pk10开奖结果       因此,為了進一步提高電力系統運行管理水平,滿足電力系統快速發展的要求,并提高對系統的控制能力和故障分析能力,首先必須提供一個統一的系統時鐘,使整個控制系統內部各個站點的時鐘保持同步。IEEE 1588精確時間同步協議,它能達到的高精度和較低的開銷為人們實現特定場所的應用提供了現實可行的途徑。

北京赛车pk10开奖结果       電力系統是時間相關系統,無論電壓、電流、相角、功角變化,都是基于時間軸的波形。近年來,超臨界、超超臨界機組相繼并網運行,大區域電網互聯,特高壓輸電技術得到發展。電網安全穩定運行對電力自動化設備提出了新的要求,特別是對時間同步,要求繼電保護裝置、自動化裝置、安全穩定控制系統、能量管理系統(EMS)和生產信息管理系統等基于統一的時間基準運行,以滿足事件順序記錄(SOE)、故障錄波、實時數據采集時間一致性要求,確保線路故障測距、相量和功角動態監測、機組和電網參數校驗的準確性,以及電網事故分析和穩定控制水平,提高運行效率及其可靠性。未來數字電力技術的推廣應用,對時間同步的要求會更高。 目前,電力系統中要求對時的每套系統都配置一套獨立的時鐘系統,通常選用美國的全球定位系統(GPS)接收器,結果使電力企業、電廠、變電站的樓頂天線林立。由于處理方式、接口標準不統一,這些時間接收系統相互間不通用、無法互聯,更不用說形成互為備用,而且整個系統的可靠性無法保證,過于依賴于GPS。為了逐步實現全電網的統一時間,有必要在發電廠、變電站、控制中心、調度中心建立集中和統一的電力系統時間同步系統,而且要求該系統能基于不同的授時源建立時間同步并互為熱備用。

北京赛车pk10开奖结果       目前,中國電力行業通常使用的是北京時間。協調世界時間(UTC)加8h后,轉換為北京時間。本文中的時間同步概念,就是通過接收授時系統所發播的標準時間信號和信息,校準本地時鐘,換言之,就是實現標準時間信號、信息的異地復制。

內容

提供一種高精度的電力系統同步裝置,通過運用以太網協議和最佳主時鐘算法來實現高精度對時,其特別之處在于不需要更多的輸出插件,設備可以做的很小巧,同時具備多種PTP接口,有光口,電口,E1口,滿足不同的現場需求,只需要電源板,顯示板,CPU板就可以,輸出接口和告警接口在CPU板上,這在很大程度上節省了成本,并且利用高速的OMAPL137雙核處理器,內含ARM920T內核和DM6747的DSP處理內核,再利用FPGA的來實現邏輯功能,具有低功耗高性能的優點,并且處理速度極快,在很大程度上滿足多授時端的設備需求。E1口能接收來自調度的時間信號并使本裝置同步,這對裝置的長期運行和授時精度有很大的保證。

優點:

  1. 北京赛车pk10开奖结果 很大程度上節省成本。

  2. 精度達到亞微秒級。

  3. 多信號源的主時鐘算法。

  4. 利用E1口接入調度中心的時間,保證氣候不佳的情況下精度也能保證。

實施方式

      1588時鐘采用MotorolaM12接口模塊并可接收二代北斗信號,通過最佳主時鐘算法確認主時鐘信號,向外發送PTP對時報文,OMAPL137用來實現整個1588通信的實現,并選用FPGA來協助OMAPL137來實現邏輯功能和高精度守時。

PTP協議實現方法

      IEEE 1588系統包括多個節點,每個節點代表一個IEEE 1588時鐘,時鐘之間通過網絡相連,并由網絡中最精確的時鐘以基于報文(Message-based)傳輸的方式同步所有其它時鐘,按照工作原理可將IEEE 1588的時鐘分為兩類:普通時鐘(Ordinary Clock)和邊界時鐘(Boundary Clock)。普通時鐘只有一個PTP端口,邊界時鐘包含一個或者多個PTP端口。每個PTP端口的狀態主要有三種:主狀態(PTP_MASTER)、從狀態(PTP_SLAVE)和被動狀態(PTP_PASSIVE)。PTP端口處于主狀態或從狀態的時鐘,分別稱為主時鐘(MASTER CLOCK)和從時鐘(SLAVE CLOCK)。一個簡單的PTP系統包括一個主時鐘和多個從時鐘,主時鐘負責同步系統中所有從時鐘。如果PTP端口處于被動狀態,則意味著對應的時鐘不參與PTP時間同步。 PTP采用分層的主從式(Master-Slave)模式進行時間同步。IEEE 1588主要定義了四種多點傳送的時鐘報文類型:同步報文Sync、跟隨報文Follow_Up、延遲請求報文Delay_Req和延遲請求響應報文Delay_Resp。同步過程分兩步執行:

1) 主從時鐘之間的差異糾正,即時鐘偏移量測量。主時鐘周期性(一般每隔2秒)地給從時鐘發送Sync報文,此報文所包含的信息有:報文在網絡傳輸時刻的估計值和事件序列標識值(sequence Id)等。在主時鐘的介質獨立接口

北京赛车pk10开奖结果 (MII)處連接有報文時標生成器,它可精確測量Sync報文的發送時刻(1T),主時鐘隨后發送Follow_Up報文,該報文中攜帶1T信息以及相關事件序列標識值(Associate Sequence Id),此標識值必須與同一個時鐘發送的最新的Sync報文中的sequence Id相對應。在PTP時鐘同步的過程中,一般情況下,每一個同步報文都有一個相應的跟隨報文緊隨其后。從時鐘通過內部的報文時標生成器,精確測量Sync報文到達時刻(2T),確認所收到的Sync報文和Follow_Up報文里的序列標識值相等后,比較1T和2T,糾正從時鐘與主時鐘之間的時間差異。

北京赛车pk10开奖结果 2)主從時鐘之間通信路徑傳輸延遲的測量。從時鐘發送Delay_Req報文給主時鐘,后者回應Delay_Resp報文。報文的雙向傳輸中都包含了精確的傳輸時刻,從時鐘利用此時間差異可以計算傳輸延遲。此測量方法要求傳輸路徑對稱,即發送延遲和接收延遲相等。從鐘可以獲得差異后的準確時間信息。

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