一種時鐘同步及監測系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種時鐘同步及監測系統，主要應用于智能變電站系統中，包括時鐘源及節點，所述節點具有時鐘同步模塊、時鐘監測模塊及延時測量模塊；時鐘同步及監測系統中的所述節點有父節點時，該節點與父節點同步，并以父節點或者時鐘源的時間修正本節點時間，其中時鐘源的時間優先級大于父節點的時間；當所述節點有子節點時，向其子節點發送對時信息；以使整個系統中的時間進行校正、同步和監測。
【專利說明】一種時鐘同步及監測系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及變電站自動化技術、在線監測和時鐘同步領域。
【背景技術】
[0002]智能變電站測量、信號采集和控制輸出經由網絡實現，其采集的精度和控制的準確度將依賴與時鐘同步的質量，當裝置之間時鐘不同步時，電壓、電流的采集將不同步，造成功率、功率因數、電壓、電流等誤差較大甚至無效。當裝置之間時鐘不同步時，造成GOOSE信號延時，無法判斷信號發生的先后順序。這些將使繼電保護裝置失效甚至誤動作，給變電站運彳丁和電網穩定帶來危害。
[0003]因此，有效監測變電站甚至是電網節點的時鐘同步情況，及時糾正設備的時鐘同步錯誤，將極大提高設備運行水平和電網安全穩定能力。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于，為了解決上述問題，提供了一種時鐘同步及監測系統，能夠校正時鐘節點時間，判斷變電站和電網智能設備節點時鐘同步的有效性。
[0005]一種時鐘同步及監測系統，包括時鐘源及節點，所述節點具有時鐘同步模塊、時鐘監測模塊及延時測量模塊。
[0006]時鐘同步及監測系統中的所述節點有父節點時，該節點與父節點同步，并以父節點或者時鐘源的時間修正本節點時間，其中時鐘源的時間優先級大于父節點的時間；當所述節點有子節點時，向其子節點發送對時信息。
[0007]所述節點向子節點發送本節點或轉發上級節點同步及監測請求，并向本節點或上級節點報告本節點時鐘同步信息。
[0008]與現有技術相比，本發明時鐘同步及監測系統通過設置節點，以父節點或者時鐘源的時間修正本節點時間，并向其子節點發送對時信息以使整個系統中的時間進行校正和同步。
[0009]一個該時鐘同步及監測系統在具體的智能變電站系統的應用的技術方案包括:
[0010]該智能變電站系統包括調控主站、后臺機、測控裝置、保護裝置、總控裝置、合并單元、智能終端以及時鐘同步裝置；時鐘同步裝置為時鐘源；調控主站、后臺機、測控裝置、保護裝置、總控裝置、合并單元、智能終端均為系統中的節點，其中總控裝置實現與調度主站互聯；調控主站為根節點；總控裝置為調控主站的子節點；后臺機、測控裝置及保護裝置為總控裝置的子節點；合并單元、智能終端為測控裝置或保護裝置的子節點；
[0011]調控主站通過時鐘同步裝置進行時鐘同步，調控主站向總控裝置發送時鐘誤差測量報文，獲取總控裝置的時鐘誤差進行告警；
[0012]總控裝置接收時鐘同步裝置或者接收調控主站的時鐘同步信號進行時鐘校正作，響應來自調控主站的時鐘誤差測量請求，轉發調控主站向站控層、間隔層、過程層裝置的誤差測量請求，總控裝置作為測控裝置、保護裝置及后臺機的父節點，測量保護裝置、測控裝置及后臺機的時鐘誤差，并向主站和站內后臺機報告；
[0013]后臺機接收時鐘同步裝置或者總控裝置的時鐘同步信號進行時鐘校正作，響應總控裝置的時鐘誤差測量請求；
[0014]測控裝置及保護裝置接收時鐘同步裝置或者總控裝置的時鐘同步信號進行時鐘校正作，響應來自總控裝置的時鐘誤差測量請求，轉發來自總控裝置的向過程層設備發送的誤差測量請求，并向總控裝置和站內后臺機報告；
[0015]合并單元及智能終端接收時鐘同步裝置、測控裝置或保護裝置的時鐘同步信號進行時鐘校正作，響應測控裝置或保護裝置的時鐘誤差測量請求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明時鐘同步及監測系統的同步及監測流程示意圖。
[0017]圖2為【具體實施方式】中一個智能變電站系統的示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖和具體實施例，更清楚完整地說明本發明。
[0019]如圖1所示，為本發明公開的一種時鐘同步及監測系統，包括時鐘源及節點，所述節點具有時鐘同步模塊、時鐘監測模塊及延時測量模塊。當所述節點有父節點時，該節點與父節點同步，并以父節點或者時鐘源的時間修正本節點時間，其中時鐘源的時間優先級大于父節點的時間；當所述節點有子節點時，向其子節點發送對時信息。所述節點向子節點發送本節點或轉發上級節點同步及監測請求，并向本節點或上級節點報告本節點時鐘同步信息。時鐘源為IRIG-B，或者脈沖，或者SNTP，或者IEEE 1588方式。
[0020]使用上述時鐘同步及監測系統的獲取時鐘同步信息的方法包括:
[0021](I)、判斷時鐘數據有效的方法為:兩次接收時鐘數據的時間差值與該時段裝置自保持的時間差值在預設范圍內，如< I秒/分。
[0022](2)、判斷時鐘源有效的方法為:在規定時間(如I分鐘)內能接收到時鐘源數據，且時鐘數據有效。
[0023](3)、子節點獲取同步延時的方法為:tl向父節點發送請求延時測量報文，父節點接收后向子節點返回，t2收到父節點的返回報文，則同步延時為delay = (t2_tl)/2。其中tl、t2為子節點的時標。
[0024](4)、節點時鐘同步的方法為:有時鐘源時，采用時鐘源數據，若有多個時鐘源，需根據時鐘源優先級選擇時鐘源數據；無時鐘源時，采用父節點的對時報文，若父節點發送對時報文的時鐘為t0，則子節點接收到對時報文時，需將自身時鐘調整為tO+delay。其中t0為父節點時標。
[0025](5)、確定子節點時鐘誤差Λ t的方法為:父節點在時鐘為t0時子節點發送延時測量報文，子節點在tl時刻接收到該報文，并在t2時刻向父節點發送響應報文，父節點在t3時刻接收到該子節點的響應報文，則時鐘誤差:Λ t = [(t3-t2) + (t0-tl)]/2 ;其中t0、t3為父節點時標，tl、t2為子節點時標。
[0026]上述步驟(3)、(4)、(5)中提及的父節點、子節點，同樣適用于上級節點、任意下級節點。
[0027]再結合圖2所示，為一種智能變電站系統，該智能變電站系統即應用了上述時鐘同步及監測系統的設計特征，該智能變電站系統包括調控主站、后臺機、測控裝置、保護裝置、總控裝置、合并單元、智能終端以及時鐘同步裝置；時鐘同步裝置為時鐘源；調控主站、后臺機、測控裝置、保護裝置、總控裝置、合并單元、智能終端均為系統中的節點，其中總控裝置實現與調控主站互聯；調控主站為根節點；總控裝置為調控主站的子節點；后臺機、測控裝置及保護裝置為總控裝置的子節點；合并單元、智能終端為測控裝置或保護裝置的子節點；
[0028]調控主站一般為Iinux或unix操作系統，通過時鐘同步裝置進行時鐘同步，調控主站向總控裝置發送時鐘誤差測量報文，獲取總控裝置的時鐘誤差進行告警；
[0029]總控裝置一般為Iinux系統，接收時鐘同步裝置或者接收調控主站的時鐘同步信號進行時鐘校正作，響應來自調控主站的時鐘誤差測量請求，轉發調控主站向站控層、間隔層、過程層裝置的誤差測量請求，總控裝置作為測控裝置、保護裝置及后臺機的父節點，測量保護裝置、測控裝置及后臺機的時鐘誤差，并向主站和站內后臺機報告；
[0030]后臺機一般為Iinux或windows系統，接收時鐘同步裝置或者總控裝置的時鐘同步信號進行時鐘校正作，響應總控裝置的時鐘誤差測量請求；
[0031]測控裝置及保護裝置為專用系統或Iinux操作系統，測控裝置及保護裝置接收時鐘同步裝置或者總控裝置的時鐘同步信號進行時鐘校正作，響應來自總控裝置的時鐘誤差測量請求，轉發來自總控裝置的向過程層設備發送的誤差測量請求，并向總控裝置和站內后臺機報告；
[0032]合并單元及智能終端為專用系統或Iinux操作系統，接收時鐘同步裝置、測控裝置或保護裝置的時鐘同步信號進行時鐘校正作，響應測控裝置或保護裝置的時鐘誤差測量請求。
【權利要求】
1.一種時鐘同步及監測系統，其特征在于:包括時鐘源及節點，所述節點具有時鐘同步模塊、時鐘監測模塊及延時測量模塊。
2.根據權利要求1所述的時鐘同步及監測系統，其特征在于:當所述節點有父節點時，該節點與父節點同步，并以父節點或者時鐘源的時間修正本節點時間，其中時鐘源的時間優先級大于父節點的時間；當所述節點有子節點時，向其子節點發送對時信息。
3.根據權利要求1所述的時鐘同步及監測系統，其特征在于:所述節點向子節點發送本節點或轉發上級節點同步及監測請求，并向本節點或上級節點報告本節點時鐘同步信息。
4.根據權利要求1所述的時鐘同步及監測系統，其特征在于:時鐘源為181(^8，或者脈沖，或者3階？，或者1222 1588方式。
5.使用如權利要求1-4中任一項所述的時鐘同步及監測系統的獲取時鐘同步信息的方法，其特征在于，包括: (1)、判斷時鐘數據有效的方法為:兩次接收時鐘數據的時間差值與該時段裝置自保持的時間差值在預設范圍內； (2^判斷時鐘源有效的方法為:在規定時間內能接收到時鐘源數據，且時鐘數據有效； (3^子節點獲取同步延時的方法為向父節點發送請求延時測量報文，父節點接收后向子節點返回，1:2收到父節點的返回報文，貝I」同步延時為(16137 = (1:2-1:1)/2 ；其中1:1、1:2為子節點的時標； (4)、節點時鐘同步的方法為:有時鐘源時，采用時鐘源數據，若有多個時鐘源，需根據時鐘源優先級選擇時鐘源數據；無時鐘源時，采用父節點的對時報文，若父節點發送對時報文的時鐘為切，則子節點接收到對時報文時，需將自身時鐘調整為切+(161^17 ；其中切為父節點時標； (5)、確定子節點時鐘誤差八1:的方法為:父節點在時鐘為切時向子節點發送延時測量報文，子節點在時刻接收到該報文，并在12時刻向父節點發送響應報文，父節點在13時刻接收到該子節點的響應報文，則時鐘誤差:厶七=[(^3-^2) + (^1)1/2 ；其中七0、七3為父節點時標，1:1、1:2為子節點時標； 上述步驟(3)、(4)、(5)提及的父節點、子節點，同樣適用于上級節點、任意下級節點。
6.一種包括如權利要求1-4中所述的時鐘同步及監測系統的智能變電站系統，其特征在于:包括調控主站、后臺機、測控裝置、保護裝置、總控裝置、合并單元、智能終端以及時鐘同步裝置；時鐘同步裝置為時鐘源；調控主站、后臺機、測控裝置、保護裝置、總控裝置、合并單元、智能終端均為系統中的節點，其中總控裝置實現與調度主站互聯；調控主站為根節點；總控裝置為調控主站的子節點；后臺機、測控裝置及保護裝置為總控裝置的子節點；合并單元、智能終端為測控裝置或保護裝置的子節點； 調控主站通過時鐘同步裝置進行時鐘同步，調控主站向總控裝置發送時鐘誤差測量報文，獲取總控裝置的時鐘誤差進行告警； 總控裝置接收時鐘同步裝置或者接收調控主站的時鐘同步信號進行時鐘校正作，響應來自調控主站的時鐘誤差測量請求，轉發調控主站向站控層、間隔層、過程層裝置的誤差測量請求，總控裝置作為測控裝置、保護裝置及后臺機的父節點，測量保護裝置、測控裝置及后臺機的時鐘誤差，并向主站和站內后臺機報告； 后臺機接收時鐘同步裝置或者總控裝置的時鐘同步信號進行時鐘校正作，響應總控裝置的時鐘誤差測量請求； 測控裝置及保護裝置接收時鐘同步裝置或者總控裝置的時鐘同步信號進行時鐘校正作，響應來自總控裝置的時鐘誤差測量請求，轉發來自總控裝置的向過程層設備發送的誤差測量請求，并向總控裝置和站內后臺機報告； 合并單元及智能終端接收時鐘同步裝置、測控裝置或保護裝置的時鐘同步信號進行時鐘校正作，響應測控裝置或保護裝置的時鐘誤差測量請求。
【文檔編號】H02J13/00GK104505934SQ201410717730
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月1日 優先權日:2014年12月1日
【發明者】李熙春, 蔡丹, 陳西海, 尤欣 申請人:國電南瑞科技股份有限公司