[發(fā)明專(zhuān)利]基于自學(xué)習(xí)改進(jìn)的電網(wǎng)時(shí)間同步測(cè)量系統(tǒng)和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710006019.0
• 申請(qǐng)日: 2017-01-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106656395B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚明旿;羅祥帆;黃振林;高晨
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04J3/06
• 分類(lèi)號(hào): H04J3/06
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專(zhuān)利中心 61205
• 代理人: 程曉霞;王品華

1.一種基于網(wǎng)絡(luò)自學(xué)習(xí)改進(jìn)的電網(wǎng)時(shí)間同步測(cè)量系統(tǒng)，電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)備包括故障錄波裝置、同步向量測(cè)量裝置、調(diào)度自動(dòng)化裝置、變電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控裝置和火電廠機(jī)組自動(dòng)控制裝置，這些設(shè)備稱(chēng)作待測(cè)設(shè)備，待測(cè)設(shè)備均通過(guò)交換機(jī)連接到1588協(xié)議時(shí)間同步模塊上，電網(wǎng)通過(guò)1588協(xié)議時(shí)間同步，1588協(xié)議包括網(wǎng)絡(luò)中的主時(shí)鐘與從時(shí)鐘，1588協(xié)議時(shí)間同步模塊通過(guò)交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)接口作為從時(shí)鐘與電網(wǎng)中的主時(shí)鐘同步，其特征在于，在1588協(xié)議時(shí)間同步模塊上附加有自學(xué)習(xí)測(cè)量設(shè)備模塊，自學(xué)習(xí)測(cè)量設(shè)備模塊通過(guò)交換機(jī)獲取網(wǎng)絡(luò)其他報(bào)文，同時(shí)通過(guò)1588協(xié)議時(shí)間同步模塊上時(shí)間輸出接口記錄來(lái)自網(wǎng)絡(luò)各個(gè)待測(cè)設(shè)備的其他報(bào)文到達(dá)時(shí)間，計(jì)算出改進(jìn)的1588協(xié)議同步報(bào)文中延遲請(qǐng)求報(bào)文的最佳發(fā)送時(shí)間，通過(guò)配置輸出接口，設(shè)置1588協(xié)議時(shí)間同步模塊延遲請(qǐng)求報(bào)文發(fā)送時(shí)間，1588協(xié)議時(shí)間同步模塊于最佳發(fā)送時(shí)間時(shí)發(fā)送延遲請(qǐng)求報(bào)文；更詳細(xì)的說(shuō)，所述自學(xué)習(xí)測(cè)量設(shè)備模塊根據(jù)記錄的待測(cè)設(shè)備其他報(bào)文到達(dá)時(shí)間，統(tǒng)計(jì)到達(dá)時(shí)間間隔概率，通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘和統(tǒng)計(jì)分析計(jì)算改進(jìn)的1588協(xié)議同步報(bào)文中的延遲請(qǐng)求報(bào)文最佳發(fā)送時(shí)間，在最佳發(fā)送時(shí)間發(fā)送PTP延遲請(qǐng)求報(bào)文給網(wǎng)絡(luò)中的主時(shí)鐘，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口與主時(shí)鐘同步，減少延遲請(qǐng)求報(bào)文與電網(wǎng)中其他報(bào)文的碰撞概率，實(shí)現(xiàn)更精確的網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于網(wǎng)絡(luò)自學(xué)習(xí)改進(jìn)的電網(wǎng)時(shí)間同步測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，自學(xué)習(xí)測(cè)量設(shè)備模塊內(nèi)設(shè)有存儲(chǔ)單元、計(jì)算單元，其中，存儲(chǔ)單元連接網(wǎng)絡(luò)接口接收網(wǎng)絡(luò)報(bào)文，通過(guò)時(shí)間輸入接口從1588協(xié)議時(shí)間同步模塊獲取網(wǎng)絡(luò)報(bào)文到達(dá)時(shí)間并存儲(chǔ)報(bào)文到達(dá)時(shí)間數(shù)據(jù)；計(jì)算單元與存儲(chǔ)單元連接，讀取存儲(chǔ)單元的報(bào)文到達(dá)時(shí)間數(shù)據(jù)并計(jì)算得到最佳延遲請(qǐng)求報(bào)文發(fā)送時(shí)間，計(jì)算單元通過(guò)配置輸出接口設(shè)置改進(jìn)的1588協(xié)議時(shí)間同步模塊延遲請(qǐng)求報(bào)文發(fā)送時(shí)間。

3.一種基于網(wǎng)絡(luò)自學(xué)習(xí)改進(jìn)的電網(wǎng)時(shí)間同步測(cè)量方法，其特征在于，包括有以下步驟：

(1)網(wǎng)絡(luò)傳輸中，傳輸1588協(xié)議同步報(bào)文、跟隨報(bào)文、延遲請(qǐng)求報(bào)文和延遲請(qǐng)求響應(yīng)報(bào)文，以及各待測(cè)設(shè)備輸出的網(wǎng)絡(luò)其他報(bào)文；

(2)網(wǎng)絡(luò)其他報(bào)文通過(guò)交換機(jī)到達(dá)自學(xué)習(xí)測(cè)量設(shè)備模塊，同時(shí)自學(xué)習(xí)測(cè)量設(shè)備模塊還通過(guò)1588協(xié)議時(shí)間同步模塊時(shí)間輸出接口讀取網(wǎng)絡(luò)其他報(bào)文的到達(dá)時(shí)間，并為所有到達(dá)的其他報(bào)文打上時(shí)間戳并轉(zhuǎn)發(fā)給下一節(jié)點(diǎn)；

(3)自學(xué)習(xí)測(cè)量設(shè)備模塊記錄并存儲(chǔ)一段時(shí)間內(nèi)所有到達(dá)其他報(bào)文及其到達(dá)時(shí)間，通過(guò)自學(xué)習(xí)方法根據(jù)所述一段時(shí)間內(nèi)的其他報(bào)文到達(dá)時(shí)間及時(shí)間差概率分布，計(jì)算出最佳PTP延遲請(qǐng)求報(bào)文發(fā)送時(shí)間；

(4)1588協(xié)議時(shí)間同步模塊根據(jù)自學(xué)習(xí)測(cè)量設(shè)備模塊計(jì)算得到的最佳PTP延遲請(qǐng)求報(bào)文時(shí)間，在最佳PTP延遲請(qǐng)求報(bào)文時(shí)間點(diǎn)上向網(wǎng)絡(luò)主時(shí)鐘采用單播方式發(fā)送延遲請(qǐng)求報(bào)文給主時(shí)鐘，降低延遲請(qǐng)求報(bào)文與網(wǎng)絡(luò)其他報(bào)文的碰撞概率，1588協(xié)議時(shí)間同步模塊計(jì)算出從時(shí)鐘與主時(shí)鐘的時(shí)間誤差，消除時(shí)間誤差，1588協(xié)議時(shí)間同步模塊并誤差消除后與主時(shí)鐘同步，更新本地時(shí)間，在從時(shí)鐘與主時(shí)鐘穩(wěn)定同步前暫停記錄其他報(bào)文到達(dá)時(shí)間；

(5)在從時(shí)鐘與主時(shí)鐘保持穩(wěn)定同步后，返回步驟2，自學(xué)習(xí)測(cè)量設(shè)備模塊重新開(kāi)始不斷記錄來(lái)自各待測(cè)設(shè)備其他報(bào)文到達(dá)時(shí)間，并根據(jù)之前一段時(shí)間的到達(dá)時(shí)間數(shù)據(jù)不斷更新計(jì)算最佳PTP延遲請(qǐng)求報(bào)文發(fā)送時(shí)間，在最佳時(shí)間發(fā)送PTP延遲請(qǐng)求報(bào)文。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于網(wǎng)絡(luò)自學(xué)習(xí)改進(jìn)的電網(wǎng)時(shí)間同步測(cè)量方法，其特征在于，步驟3所述的一段時(shí)間取值在3-5分鐘。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于網(wǎng)絡(luò)自學(xué)習(xí)改進(jìn)的電網(wǎng)時(shí)間同步測(cè)量方法，其特征在于，步驟3所述的通過(guò)自學(xué)習(xí)方法根據(jù)之前一段時(shí)間內(nèi)的其他報(bào)文到達(dá)時(shí)間分布，具體包括：

3.1自學(xué)習(xí)方法記錄一段時(shí)間內(nèi)網(wǎng)絡(luò)其他報(bào)文到達(dá)時(shí)間；

3.2統(tǒng)計(jì)各待測(cè)設(shè)備每?jī)蓚€(gè)網(wǎng)絡(luò)其他報(bào)文到達(dá)時(shí)間間隔概率分布；

3.3根據(jù)其他報(bào)文到達(dá)時(shí)間間隔概率分布，選取分布概率較小的時(shí)間間隔；

3.4將上個(gè)報(bào)文到達(dá)時(shí)間加上選取的分布概率較小的時(shí)間間隔得到最佳PTP延遲請(qǐng)求報(bào)文發(fā)送時(shí)間。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于網(wǎng)絡(luò)自學(xué)習(xí)改進(jìn)的電網(wǎng)時(shí)間同步測(cè)量方法，其特征在于，步驟4中所述的1588協(xié)議時(shí)間同步模塊消除時(shí)間誤差后與主時(shí)鐘同步，更新本地時(shí)間的過(guò)程包括：

4.1.主時(shí)鐘首先采用多播方式周期性的發(fā)出同步報(bào)文給從時(shí)鐘；

4.2主時(shí)鐘發(fā)出跟隨報(bào)文給從時(shí)鐘，該跟隨報(bào)文中包含同步報(bào)文發(fā)出時(shí)的精確時(shí)間戳值；

4.3從時(shí)鐘接收同步報(bào)文并記下接收的時(shí)間戳值；

4.4從時(shí)鐘采用單播方式在最佳延遲請(qǐng)求報(bào)文發(fā)送時(shí)間發(fā)出延遲請(qǐng)求報(bào)文給主時(shí)鐘，并記下發(fā)出的時(shí)間戳值，最佳延遲請(qǐng)求報(bào)文發(fā)送時(shí)間是從時(shí)鐘在上個(gè)網(wǎng)絡(luò)其他報(bào)文到達(dá)時(shí)間加上選取的分布概率較小的時(shí)間間隔；

4.5主時(shí)鐘收到延遲請(qǐng)求報(bào)文后，記下接收的時(shí)間戳值，并隨之產(chǎn)生延遲請(qǐng)求響應(yīng)報(bào)文反饋給從時(shí)鐘，該響應(yīng)報(bào)文包含延遲請(qǐng)求報(bào)文的接收時(shí)間戳值；

4.6最后從時(shí)鐘根據(jù)這四個(gè)記錄的時(shí)間值由同步算法計(jì)算出與主時(shí)鐘的時(shí)間偏差，從而根據(jù)時(shí)間偏差來(lái)調(diào)整從時(shí)鐘的本地時(shí)間，以實(shí)現(xiàn)從時(shí)鐘和主時(shí)鐘的時(shí)間同步。