[發明專利]一種利用電壓工頻信號的配電終端對時方法和系統

在審

• 申請號: 201811509927.2
• 申請日: 2018-12-11
• 公開（公告）號: CN109343333A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 韓國政;李鎮宇;劇晶晶
• 申請（專利權）人: 齊魯工業大學
• 主分類號: G04R20/02
• 分類號: G04R20/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種利用電壓工頻(50Hz)信號相角提高同一配電線路或者連接于同一變電站母線上的不同配電線路上的配電終端之間對時精度的方法，利用電壓工頻信號的相角作為對時的參考量，其特征在于：連接于同一變電站母線的配電線路上所有配電終端采集的同相別(如A相、B相、C相、AB線、BC線、CA線、零序等)的電壓工頻信號的相角相同，利用同相別(如AB線)的電壓工頻信號相角同時處于0°的時刻校正時間誤差，實現時鐘同步。通過本發明，能夠提高同一配電線路上不同配電終端之間對時的精度。

技術領域

一種利用電壓工頻(50Hz)信號的相角作為參照，使連接于同一變電站同一母線的所有配電線路上的配電終端之間時鐘保持一致的方法和系統，屬于電力系統自動化領域。適用于同一配電線路上的所有的配電終端或者同一母線上的不同配電線路上的配電終端之間保持時間同步。

背景技術

饋線自動化是配電自動化的重要組成部分，利用安裝在配電線路(也稱作饋線)上的配電自動化終端(簡稱配電終端，FTU)，監視配電線路的運行狀況，及時發現線路故障，隔離故障，并進行供電恢復。其基本原理為：將環網結構開環運行的配電網線路通過分段開關分成多個供電區段，當某個區段發生故障時，及時將分段開關跳開，隔離故障區段，隨后，通過閉合聯絡開關，將非故障區段迅速恢復供電，從而避免了整條線路連續失電，減少了停電范圍，縮短了停電時間，提高了供電可靠性。為了實現饋線自動化，需要在饋線上分段開關處安裝配電終端裝置，監視饋線的電流、電壓情況，并實現對分段開關的分閘合閘遠程控制。不同配電終端的時鐘需要保持一致，從而便于了解整條配電線路的運行情況，對于配電線路的故障判斷、隔離和供電恢復都有重要的影響。

為了保持配電終端的時間的一致性，通常的做法是在變電站安裝GPS或者北斗時鐘提供標準的時間信號，由變電站配電終端負責配電線路上終端的時間同步，將標準時間發送到配電線路上的其它配電終端，配電線路上的配電終端根據收到的標準時間對本地的時間進行調整。常用的對時方法包括IEC 60870-5-101/104的對時方法、簡單網絡時間協議SNTP、IEEE 1588對時協議等。其中采用IEC 60870-5-101/104的對時命令進行配電終端的對時，網絡的延時難以計算，對時誤差比較大，通常在10ms～50ms之間。SNTP協議采用客戶/服務器工作方式，服務器通過接收GPS信號作為系統的時間基準，客戶機通過定期訪問服務器提供的時間服務獲得準確的時間信息，并調整自己的系統時鐘，達到網絡時間同步的目的。在饋線自動化的網絡環境中，SNTP的對時誤差一般小于10ms。IEEE 1588則進一步利用了通信網絡底層的協議以減少對時的誤差。SNTP協議和IEEE 1588都假定對時網絡中傳輸路徑是對稱的，即報文由主時鐘到從時鐘所用的時間與報文由從時鐘到主時鐘所用的時間相同，通過不斷的校正網絡延遲和時鐘偏差，從而實現時鐘同步。

發明內容

發明目的

本發明的目的是提出一種改進的SNTP的對時方法，利用配電線路同相別的電壓相角相同這一特點，將其作為配電終端時間調整的參考量，從而提高配電終端時鐘對時的精度，實現配電終端之間對時誤差由10ms降低到1ms。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現

一種利用電壓工頻信號的配電終端對時方法，其實現系統包括同一變電站母線上所有配電線路上的配電終端(FTU)和通信系統，如圖1所示。配電終端通過通信系統進行信息交換。

所述的配電終端(FTU)包括位于變電站母線處的FTU和配電線路上分段開關處的FTU。FTU監視和采集饋線運行的電流、電壓信息、開關的分合信息，依據采集的饋線信息進行饋線故障判斷。同時FTU發送或者接收對時信息，對FTU本地的時鐘進行調整。

所述通信系統為各配電終端FTU之間的通信提供通道。