[發明專利]一種面向低碳園區群的智能分層時間同步方法及系統

在審

• 申請號: 202210652839.8
• 申請日: 2022-06-08
• 公開（公告）號: CN114900264A
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 周振宇;王曌;劉晨;廖海君;呂磊;黃林;劉家宇;雷磊;楊懿;劉蕭
• 申請（專利權）人: 華北電力大學;國網四川省電力公司信息通信公司
• 主分類號: H04J3/06
• 分類號: H04J3/06;H04L45/12
• 代理公司: 常州國洸專利代理事務所(普通合伙) 32467
• 代理人: 林大偉

本發明涉及一種面向低碳園區群的智能分層時間同步方法及系統，屬于通信技術領域。本發明建立信干噪比約束下同步時延與同步誤差聯合優化的時間同步路由選擇問題模型，以同步時延與同步誤差的加權和為優化目標，通過信干噪比約束保障時間同步數據包傳輸的可靠性，通過調整優化目標權重，實現同步時延與同步誤差性能的動態權衡，滿足差異化調控業務與低碳業務的時間同步需求，支撐低碳園區群分布式資源一致性響應。

技術領域

本發明涉及一種面向低碳園區群的智能分層時間同步方法及系統，屬于通信技術領域。

背景技術

目前，低碳智慧園區群涵蓋高比例可再生能源、可控負荷和分布式儲能等多能源主體，是實現碳減排、碳中和，以及可持續發展的關鍵支柱。然而，分布式資源的輸出功率具有強間歇性、隨機性等特點，進一步造成電壓波動及電能質量退化等問題。同時，分布式發電機的頻繁投切也會產生諧波污染，嚴重影響電網穩定性。因此，需對分布式資源進行統一協同調控，實現智慧園區內及園區間的能源供需平衡，促進新能源消納。

為支撐智慧園區群分布式資源的智能精準調控，保障碳足跡監測、電碳融合計算、碳交易等低碳業務高效運行，需要在光伏板、空調、充電樁等設備上部署大量的電力物聯網終端，以采集電壓、電流、有功/無功功率等各種參數，和CO2、CH4等溫室氣體排放數據，并將數據通過電力線通信(power line communication，PLC)傳回到調控中心或管理平臺進行實時的數據處理和深度分析。在此過程中，智慧園區群分布式資源調控和低碳業務運行的信息采集、實時控制、能源交易、碳交易等都需要有嚴格的時間同步作為前提，即通信終端接收到標準同步信號以校準本地時鐘，并進一步為電氣設備授時，保障分布式資源的無差錯協調調度，避免電網失步振蕩和運行異步所導致分布式資源調控響應不一致問題，同時實現對電氣設備的碳足跡監測和精準碳排放預測，支撐碳交易和碳轉移，減少碳排放。然而，面向低碳智慧園區群的時間同步方法研究仍處于起步階段，需解決以下挑戰：

第一，低碳智慧園區群光伏、電動汽車充電樁、儲能單元等分布式資源分布廣泛，精準負荷調控、碳足跡監測、能源互補等分布式資源調控業務和低碳業務需要園區內及園區間海量通信終端與電氣設備的廣域時間同步覆蓋。

第二，時間同步性能指標包括同步誤差、同步時延和同步信號傳輸可靠性等，然而多性能指標保障相互矛盾。例如某些授時終端時間同步誤差小，但與待授時終端間的信道條件較差，利用該授時終端進行授時可能會導致長時間同步時延、丟包等。

第三，考慮到大量的信令開銷，信道質量、電磁干擾等動態環境信息無法為PLC網關實時獲知，因此，時間同步數據包傳輸的路由選擇策略需要在不確定信息的條件下進行優化，傳統基于完全信息或者特定統計模型的優化方法不再適用。

現有技術在進行時間同步數據包傳輸路由選擇策略優化時，僅考慮單一性能指標，未考慮多性能指標的權衡，也未考慮低碳智慧園區群高度復雜動態環境下的路由策略優化的高維特性，無法保障待授時終端的時間同步精度。因此，亟需設計一種面向低碳園區群的智能分層時間同步方法及系統，實現智慧園區群從網關層到終端層的分層時間同步

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種面向低碳園區群的智能分層時間同步方法及系統。

本發明的一種面向低碳園區群的智能分層時間同步方法，具體同步步驟為：

獲得時鐘源層時間同步信號，對網關層時間同步信號進行調整，獲得網關層精準時間同步信號；

將所述網關層精準時間同步信號傳輸至終端層，建立同步數據包傳輸模型、同步時延模型、累積同步誤差模型；

基于所述同步數據包傳輸模型中的信干噪比、同步時延模型、以及累積同步誤差模型，對同步數據包的路由選擇策略優化問題進行建模，獲得同步數據包路由選擇策略優化問題模型；