[發明專利]變電站智能電子設備的自動對時同步系統

無效

• 申請號: 201010108946.1
• 申請日: 2010-02-08
• 公開（公告）號: CN101795020A
• 公開（公告）日: 2010-08-04
• 發明（設計）人: 周大敏;羅亞齊;黃偉;王瑞霞
• 申請（專利權）人: 四方華能電網控制系統有限公司
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 童曉琳

技術領域

本發明屬于電力行業的變電站智能電子設備的自動對時技術領域，尤其 涉及一種變電站智能電子設備的自動對時同步系統。

背景技術

目前常規變電站綜合自動化設備的對時系統，基本采用直接對時和網絡 對時相結合的方法。變電站各種IED(Intelligent?Electronic?Device：智能電子 設備)均采用數字化處理技術，內部晶振回路可以在輸出信息時附以時標信 息，但這種方法在實際應用中，會出現不同IED的時間累計，導致時間誤差 增大的問題。傳統的對時方法是首先對主站進行對時，然后以時間報文的形 式對子站進行對時，實際應用中時間同步誤差容易產生積累，而且通訊負擔 十分嚴重。因此，傳統的時間同步方案通常只能實現站內同步或系統時間同 步，對要求較高的時間同步，往往束手無策。

對故障分析來說，時間分辨率要求精確到1毫秒之內，而在實際應用中 發現，采用GPS技術后不能保證裝置之間的同步誤差小于1毫秒。另外，基 于GPS的秒脈沖對時，在主控室和每個保護小間里也需要安裝GPS接收裝 置，其絕對時間要通過網絡的傳輸方式送給終端裝置。這種對時方式，要求 GPS接收裝置的數量多，并且成本高，對網絡的依賴性也強。

針對以上問題，國外率先開展了對標準和符合標準的產品的研究。首先， IEC61850標準的頒布為變電和配電自動化產品、電網監控和保護產品等的開 發指明了方向。其次，IEEE1588精確時鐘協議的誕生，即滿足IEC61850的 同步要求，也為過程層網絡化通信的實現奠定了基礎，使得變電站通信網絡 體系的優化構建更容易實現。國外許多組織都已將該協議用于基于現場總線 的以太網絡，而國內還未發現有相關應用。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種變電站智能電子設備的自動對時同步系統， 解決目前使用的對時系統存在的對時精度低、消耗網絡資源以及成本過高的問 題。

一種變電站智能電子設備的自動對時同步系統，其特征是所述對時同步系 統包括對時服務器和安裝在變電站智能電子設備上的對時終端；

所述對時服務器包括UTC獲取單元、支持IEEE1588協議的中央處理器和 支持IEEE1588協議通信的網絡接口；

所述對時終端包括基于IEC61850建模的保護單元、支持IEEE1588協議的 中央處理器和支持IEEE1588協議通信的網絡接口；

所述對時服務器和所述安裝在變電站智能電子設備上的對時終端，通過支 持IEEE1588協議通信的網絡接口相連；

所述UTC獲取單元與GPS接收器相連，用于獲取世界標準時間UTC；

所述支持IEEE1588協議的中央處理器用于發送和接收報文；

所述支持IEEE1588協議的中央處理器還包括：高精度時鐘單元、時間戳 單元和時標生成器；

所述高精度時鐘單元用于存儲時間并進行漂移補償；

所述時間戳單元用于在發送報文時，為報文加蓋時間戳；

所述時標生成器用于在報文到達時，解析并生成準確的時間；

所述基于IEC61850建模的保護單元，用于為變電站智能電子設備對時。

所述支持IEEE1588協議的中央處理器，運行支持IEEE1588協議的 POWEPC嵌入式系統。

所述支持IEEE1588協議的POWEPC嵌入式系統，包括實時多任務操作系 統RTOS和精確時鐘協議PTP軟件。

所述實時多任務操作系統RTOS，通過集成開發環境Workbench?3.0，對 VxWorks?6.6實時操作系統進行移植和裁剪獲得。

所述精確時鐘協議PTP軟件，用于根據IEEE1588協議規定的報文組織格 式、通訊方式和報文交互的方式發送和接收報文。

所述高精度時鐘單元還包括飄移補償寄存器，用于進行飄移補償。

所述支持IEEE1588協議通信的網絡接口，是采用帶交換功能的以太網網 絡接口。

所述基于IEC61850建模的保護單元，通過特殊通信服務映射SCSM實現 變電站智能電子設備的對時。

所述UTC獲取單元通過RS232接口與GPS接收器相連。