[發明專利]基于ZigBee無線技術的數字化變電站分布測試方法

無效

• 申請號: 201210241438.X
• 申請日: 2012-07-12
• 公開（公告）號: CN103178987A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 劉勁;丁建義;江峰;林峰平;晏文龍;楊德勇;劉健
• 申請（專利權）人: 深圳市康必達中創科技有限公司
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L7/00;H04J3/06;H02J13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及電力控制領域，具體涉及基于ZigBee無線技術的數字化變電站分布測試方法。

背景技術

數字化變電站具有信息數字化、通信網絡化、信息共享標準化的特點，隨之可以發展高級應用的基礎，是智能電網建設的重要內容。目前國內在運數字化變電站的繼電保護等二次設備性能尚無有效檢測手段，無法滿足數字化變電站數字化全站設備的檢驗和監測要求。

數字化變電站網絡的站控層、過程層及間隔層的組網方案、網絡結構是多樣的。根據不同的網路結構，采樣值傳輸網與GOOSE網可能獨立組網，也可能混合組網，仿真測試系統必須在時間同步上滿足數字化變電站的要求。模擬量與數字化變電站數字量混合輸出的關鍵仍然是它們之間的同步問題，數字信號需要經過多路數字化仿真模擬綜合測試裝置的編碼打包經光纖以太網端口輸出，模擬量需要經過D/A轉換變成模擬量小信號后通過功率放大器輸出，兩者的輸出方式和路徑不一樣，傳輸延時亦有差異，即兩者之間也存在信號同步問題。

發明內容

本發明提供了一種可以實現高精度時鐘同步的數字化變電站分布測試方法。

為解決上述技術問題，本發明通過以下技術方案來實現：基于ZigBee無線技術的數字化變電站分布測試方法，數字化變電站控制系統，包括過程層、間隔層和變電站層三層，其中保護、測控和計量等設備屬于間隔層，間隔層和過程層之間信息可通過特定通信服務映射的采樣值和面向對象的變電站事件進行交互，其特征在于包括以下步驟：

a、數字化變電站控制系統的模擬測試，模擬仿真間隔層裝置電壓電流輸入為電子式互感器輸出的低電平模擬信號，必須設計低電平模擬量測試單元，其模擬的輸出電壓的額定值為4V，輸出電流的額定值為200mV；

b、使用ZigBee無線技術實現變電站模擬測試，并且將以太網(IEEE-1588)的精確時間協議(PTP)應用到無線網絡數據通信(ZigBee)的時間同步，實現無線同步對時精度精確到毫秒級，并采用PTP時鐘同步原理，可以有效地消除時鐘偏差和信息傳輸延時，從而達到各時鐘間較高精度的同步；

c、偏移測量：子節點周期性地向主機發送同步報文，主機將收到的同步報文經過處理后將自己的時間信息(包括包處理時間)發送給相應的子節點，該子節點收到此時間信息后計算出與主機的時鐘偏移量；

d、延時測量：子節點記錄同步報文的發送時間和應答報文的接收時間，計算出2個時間的間隔，然后減去主機的包處理時間，再除以2得出從時鐘與主時鐘的延遲時間；

e、偏移和延時都已經計算出來，子節點再調整時間，從而達到主從時鐘的同步。

本發明通過利用無線收發器和和小信號量測試單元通過無線ZigBee技術，解決分散安裝于一次設備的間隔層的模擬仿真測試，本系統時鐘同步原理與PTP協議不同，偏移測量和延時測量由一次通信過程完成，并不是分2個階段進行的，進一步降低了同步通信的握手次數，有效地降低了網絡負載，既提高了同步的可靠性也減小了其對網絡傳輸性能的影響。

附圖說明

一下結合附圖對本發明做詳細的舉例說明。

圖1為本發明同步原理示意圖。

具體實施方式

基于ZigBee無線技術的數字化變電站分布測試方法，基于IEC61850標準為核心的數字化變電站控制系統，包括過程層、間隔層和變電站層三層，其中保護、測控和計量等設備屬于間隔層，間隔層和過程層之間信息可通過特定通信服務映射的采樣值和面向對象的變電站事件進行交互，此過程中，二次設備I/O單元分解出來作為智能化一次設備的一部分，屬于過程層，二次設備(間隔層)和一次設備(過程層)之間采用高速網絡連接，按照IEC61850標準的服務完成信息交互，對于數字化變電站控制系統的模擬測試，模擬仿真間隔層裝置電壓電流輸入為電子式互感器輸出的低電平模擬信號，必須設計低電平模擬量測試單元，其模擬的輸出電壓的額定值為4V，輸出電流的額定值為200mV，常規的D/A轉換即可實現，基于IEC61850標準為核心的數字化變電站控制系統的模擬測試，使用ZigBee無線技術實現變電站模擬測試，并且將IEEE-1588的精確時間協議(PTP)應用到無線ZigBee的時間同步，實現無線同步對時精度精確到毫秒級；采用PTP時鐘同步原理，可以有效地消除時鐘偏差和信息傳輸延時，從而達到各時鐘間較高精度的同步。

實施例一