[發明專利]智能變電站維護業務類信息背景流的主從時鐘同步方法

有效

• 申請號: 201610841822.1
• 申請日: 2016-09-22
• 公開（公告）號: CN106385299B
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 徐志強;陸俊;伍曉平;肖振鋒;陳劍;周舟;鄧哲
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網湖南省電力公司;國網湖南省電力公司經濟技術研究院
• 主分類號: H04J3/06
• 分類號: H04J3/06
• 代理公司: 長沙永星專利商標事務所(普通合伙)43001
• 代理人: 周詠,米中業

技術領域

本發明具體涉及一種智能變電站維護業務類信息背景流的主從時鐘同步方法。

背景技術

隨著國家經濟技術的發展和人們生活水平的提高，智能電網已經形成。

智能變電站是智能電網的支撐節點，是能源互聯網的重要支撐內容之一。智能變電站一個重要的技術標準是IEC61850標準，該標準為變電站一次、二次設備之間和二次設備之間的通信提供了良好的解決方案。在IEC61850標準框架中，IEEE 1588時間同步標準(以下簡稱1588標準)是保證變電站智能化的關鍵，同步時鐘的精度將直接影響智能變電站的控制精度和性能。智能變電站會使用大量的控制器和儀表，這些控制器和儀表通常內置有時鐘，因此整個系統內往往存在多個獨立運行的時鐘。但是一旦各個設備時間不統一，很可能導致順序錯亂，從而引發事故。所以為保證變電站安全有序地運行，必須讓整個系統內的所有時鐘遵循同一個時間基準，即實現時間同步。

智能變電站通信網絡中的信息可分為運行業務類和維護業務類，以上兩類信息構成了1588標準同步過程中的通信網絡的信息背景流。維護業務類信息背景流具有通信頻繁和隨機指數分布傳輸的特點，因此具有方便實現路徑端端時延統計、統計結果接近端端路徑時延真實值的優點。

但是，由于智能表電站通信網絡中存在著不可抗拒的干擾因素，從而導致主時鐘和從時鐘同步時，產生端端路徑時延抖動，嚴重影響了主從時鐘的同步精度和誤差優化，并由此可能引起在實際變電站同步過程中可能出現因主從時鐘端端時延抖動所產生的同步誤差較大的問題，從而嚴重智能變電站的安全可靠運行。

發明內容

本發明的目的在于提供一種精度高、可靠性好、計算過程簡單的智能變電站維護業務類信息背景流的主從時鐘同步方法。

本發明提供的這種智能變電站維護業務類信息背景流的主從時鐘同步方法，包括如下步驟：

S1.連續采樣得到變電站主從時鐘背景流時延值，構成主從時鐘時延時間序列{delay(i)}；

S2.采用概率置信區間法從步驟S1獲取的主從時鐘時延時間序列delay(i)中選取主從時鐘時延時間的異常值；

S3.采用中位值替代法替代步驟S2中選取的異常值，并重新構成主從時鐘時延時間序列{delay(i)'}；

S4.采用指數時延模型計算主從時鐘端端時延的最佳估算值；

S5.采用步驟S4得到的最佳估算值修正從時鐘的時延，從而實現主從時鐘的同步。

所述的智能變電站維護業務類信息背景流的主從時鐘同步方法針對的是采用IEEE 1588時間同步標準進行主從時鐘同步的智能變電站。

步驟S1所述的連續采樣得到變電站主從時鐘背景流時延值，構成主從時鐘時延時間序列{delay(i)}，具體為：假設當前為第k個同步周期，則對含當前同步周期前若干時間I開始進行時延值數據采集，并以T為采集周期，主時鐘端設備記錄來自從時鐘端設備的維護業務類數據幀；記錄第i個采集時間時刻的主從時鐘背景流時延值為delay(i)，并將所記錄的所有主從時鐘背景流時延值構成主從時鐘時延時間序列{delay(i)}。

所述的若干時間I取為3～5個同步周期。

步驟S2所述的采用概率置信區間法選取主從時鐘時延時間的異常值，具體為：以主從時鐘時延時間序列{delay(i)}中參數delay(i)為自變量，構造正態分布曲線Norm(μ,δ²)；分別計算該正態分布的均值μ＝E[delay(i)]和方差δ＝var[delay(i)]；然后設置信區間為[μ-2δ,μ+2δ]，將在置信區間外的值delay(i)選擇為序列異常值。

步驟S3所述的中位值替代法替代計算步驟S2中選取的異常值，并重新構成主從時鐘時延時間序列{delay(i)'}，具體為：對主從時鐘時延時間序列每個異常值delay(i)，以異常值delay(i)為數據窗口中心，N/2為半徑建立數據清洗窗口，N為偶數；對數據窗口內(N+1)個時間序列時延值，依次由大到小排序，選取中間值記作delay_mid；將主從時鐘時延時間序列{delay(i)}中異常值delay(i)替換為delay_mid，重新得到主從時鐘時延時間序列{delay(i)'}。

所述的N的取值為4≤N<主從時鐘時延時間序列長度。