[實用新型]智能電網中的自適應多信號源對時設備及報文分析系統

有效

• 申請號: 201220113592.4
• 申請日: 2012-03-22
• 公開（公告）號: CN202486606U
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 王永剛;尹浙洪;程加強;岑登青;鄭穎;李金梅;趙健;姜健林;梁守碩;葉在福;趙景武
• 申請（專利權）人: 上海許繼電氣有限公司;上海拓森信息科技有限公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 王潔;鄭暄

技術領域

本實用新型涉及網絡通信系統技術領域，特別涉及智能電網自動化通信系統技術領域，具體是指一種智能電網中的自適應多信號源對時設備及報文分析系統。

背景技術

智能電網是為了解決能源和環境問題，實現經濟和社會長期的可持續發展，以可再生能源代替不可再生能源過程中，電力系統必須具備的綜合控制手段。智能電網所涉及的內容十分廣泛，如分布式電源(風能發電、太陽能發電等)的接入，電力系統智能控制技術(智能變電站、智能調度等)，智能一次設備(智能變壓器、智能斷路器等)，分布式儲能，智能電表，電動汽車等，是人類新技術革命的領軍者。

嵌入式系統可以定義為嵌入于宿主設備以輔助宿主設備高質量完成其功能小巧而廉價的計算機系統。它可以是自成完整計算機系統的微控制器(單片機)或是由微處理器為主構成的計算機系統。裝載嵌入式系統的硬件平臺即為嵌入式計算機平臺。

CPCI(Compact?PCI)是計算機PCI總線在嵌入式領域的擴展，硬件結構改金手指板卡連接為IEC?2mm高密度針孔連接，總線規范規定了背板上各插槽之間，系統槽與背板，I/O模板與背板之間嚴格的互連關系，定義了背板、模板和前后面板的結構和尺寸。定義接口P1支持32位PCI操作，接口P1和P2支持64位PCI操作，接口P3、P4和P5留給用戶使用或作為總線擴展用。規范還為33MHz和66MHz工作頻率的Clock信號分布，定義了嚴格的設計規則。規范還定義了系統管理總線，并為背板上每個插槽定義了唯一對應的物理地址。CPCI系統由金屬外殼和前、后面板組成的整體導電以及電路設計，使得CPCI具有電磁輻射屏蔽和靜電釋放能力，表現出良好的電磁兼容性。

智能電網主流自動化系統均以網絡化通信方式實現設備與系統、系統與系統之間的互聯。在智能電網的許多工業級應用中，對網絡時鐘同步精度的要求越來越高，有些設備甚至需要達到微秒(μs)級精度。如現在推行的智能變電站綜合自動化應用中，變電站的所有設備通過局域網連接在一起，并需要在一個統一的時間基準上對這所有設備的運行進行監控，還要在發生事故時進行故障記錄，并在事故后對所記錄的數據進行分析。在這個過程中，通信網絡記錄及分析系統是使其重要，且對網絡時鐘同步精度要求最高的部分之一，需要達到μs級。故障發生時，各個記錄設備在不同的地方運行，它們會自行記錄下系統的運行情況，當工作人員根據這些記錄下來的數據進行故障分析時，如果各個設備的時鐘未能精確同步，本是同時發生的事件變得不同時了，這將使得故障分析的結果與實際不符，造成故障早期預警、事故后故障分析定位及測試的困難。由此可見，高精度的網絡時鐘同步對保證變電站的安全運行具有重要意義。

IRIG(Inter-Range?Instrumentation?Group)是美國靶場司令部委員會的下屬機構，稱為″靶場時間組″。其與脈沖校時方式相比，更大的優點在于，它本身具備年、月、日、時、分、秒、毫秒的時鐘信息，因此不需要外部的時間信息的補充就非常準確了。IRIG時間標準有兩大類：一類是并行時間碼格式，這類碼由于是并行格式，傳輸距離較近，且是二進制，因此遠不如串行格式廣泛；另一類是串行時間碼，共有六種格式，即A、B、D、E、G、H。它們的主要差別是時間碼的幀速率不同。B碼的主要特點是時幀速率為1幀/s；攜帶信息量大，經譯碼后可獲得1、10、100或1000c/s的脈沖信號和BCD編碼的時間信息及控制功能信息；高分辨率；調制后的B碼帶寬，適用于遠距離傳輸；其分直流、交流兩種；具有接口標準化，且國際通用，IRIG-B(DC)時間碼格式如圖1所示。其幀速率為1幀/s，可將1幀(1s)分為10個字，每字為10位，每位的周期均為10ms。每位都以高電平開始，其持續時間分為3種類型：2ms(如二進制″0″碼和索引標志)、5ms(如二進制″1″碼)和8ms(如參考碼元PR，即每秒開始的第一字的第一位；位置標志P0～P9，即每個字的第十位)。第一個字傳送的s是信息，第二個字是min信息，第三個字是h信息，第四、五個字是d(從1月1日開始計算的年積日)。另外，在第八個字和第十個字中分別有3位表示上站和分站的特標句柄元。要對IRIG-B信號進行解碼并識別必須進行脈寬檢測，這是純軟件無法實現的。

2000年，歐盟各國聯合實施了一項“歐米伽”計劃，由此誕生了IEEE1588標準。在IEEE1588的時鐘同步系統中，時鐘主要有主時鐘和從時鐘兩大類。時鐘同步過程分為兩個階段進行，一個是偏移測量階段，一個是延時測量階段。

1、偏移測量階段