[發明專利]基于PTN+EPON通信系統的智能配電網時間同步系統及方法

有效

• 申請號: 201310403628.1
• 申請日: 2013-09-06
• 公開（公告）號: CN103442312A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 咸日常;蔣濤;翟瀅;孫銘;翟純恒;王愛華;郭東升;張寧;張興永;劉剛;張洪民;侯梅毅;朱國防;郭凈天
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網山東省電力公司淄博供電公司;山東大學
• 主分類號: H04Q11/00
• 分類號: H04Q11/00;H04L7/00;H02J13/00
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 耿霞

技術領域

本發明涉及一種配電網時間同步系統及方法，特別涉及一種基于PTN+EPON通信系統的智能配電網時間同步系統及方法。

背景技術

隨著智能配電網的快速發展，同步測量和基于通信網絡的縱聯保護等智能配電網關鍵支撐技術都對時間同步系統提出了很高的要求，因此時間同步技術在智能配電網中的地位也越來越高。

現有的電力系統同步技術應用最廣泛的就是全球定位系統（Global?Positioning?System,GPS）。GPS輸出的統計誤差為1μs，可以滿足電力系統自動化的時鐘同步要求，在變電站自動化和調度自動化中應用廣泛。

IEC61588協議全稱為網絡測量和控制系統的精密時鐘同步協議標準，簡稱PTP(Precision?Time?Protocol)。IEC61588標準主要為滿足測量儀器和工業控制所需要的測量準確度而產生，在2008年形成了IEEE1588V2，并很快被國際電工委員會(International?Electrotechnical?Commission,IEC)和國家標準采用，形成IEC61588-2009和GB/T25931-2010標準。它是一種精確的時鐘同步協議，具有亞微秒級的同步性能。

配電網通信系統從結構上可以分為兩層，骨干層和接入層。骨干層實現變電站間的通信，主要采用SDH/MSTP（Synchronous?Digital?Hierarchy/Multi-Service?Transfer?Platform，同步數字體系/多業務傳輸平臺）技術、分組傳輸網（Packet?Transport?Network,PTN）技術等。PTN技術憑借其以分組業務為核心，支持多業務提供，有高可用性和可靠性、可擴展及較高的安全性等特性成為了現階段電力通信骨干網最主要的通信技術。接入層實現饋線終端信息向變電站的匯集功能，主要技術有無源光網絡PON技術和工業以太網技術等。無源光網絡中的以太網無源光網絡（Ethernet?Passive?Optical?Network,EPON）憑借其高帶寬、建設成本低、分配靈活、具有多業務支持能力、易于擴展和升級等優勢，現已成為了智能配電網通信系統接入層建設的首選技術。

現有的智能配電網時間同步系統對GPS高度依賴對于安全性非常不利，而且智能配電網具有網點多而分散，分布范圍廣，環境復雜等特點，若在每個配電終端處都裝設GPS裝置，在經濟性和可行性方面具有很大挑戰。

發明內容

根據以上現有技術中的不足，本發明要解決的問題是：提供一種技術簡單，運行成本低，時間精度高，對GPS依賴性小，能夠滿足智能配電網時間同步的基于PTN+EPON通信系統的智能配電網時間同步系統及方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

所述的基于PTN+EPON通信系統的智能配電網時間同步系統，包括精確時鐘源裝置，精確時鐘源裝置的主時鐘端口通過IEC61588協議連接局端PTN設備的從時鐘端口，局端PTN設備的主時鐘端口依次與多個變電站中的PTN設備級聯形成一個環形結構，所述的變電站中的PTN設備的主時鐘端口連接路由器，路由器通過交換機連接OLT設備的從時鐘端口，OLT設備通過光纖連接ONU設備，ONU設備的主時鐘端口與配電終端相連接。

所述的基于PTN+EPON通信系統的智能配電網時間同步系統的特征在于整個配電網通過通信系統將精確時間逐級傳遞，使整個智能配電網實現時間同步。配電網通信系統從結構上分為骨干層和接入層，本發明將IEC61588技術引入到了配電網自動化對時系統中，在骨干層復用PTN網絡，在接入層復用EPON網絡，IEC61588技術保證了網絡時間同步精度，并減低配電網絡對GPS系統的依賴，提高了安全性和可靠性。在骨干層和接入層的連接處，通過交換機和路由器將報文傳遞給接入層的EPON設備，交換機和路由器設備只起到匯聚和路由的作用，為了減少邊界時鐘級數過多產生的累積誤差，將這兩個設備都配置成透明時鐘，實現時鐘報文的透傳。骨干層上主站局端PTN設備和變電站分別配置PTN設備來構成環形網，骨干環網使用線性1+1冗余保護，采用雙發選收機制，信息源向主用通道和備用通道同時發送業務信息，網絡正常時，接收端PTN設備接收工作通道上的信息，當網絡故障時，接收端設備接收保護通道上的信息。

其中優選方案為：