一種應(yīng)用于廣域保護(hù)控制系統(tǒng)的雙平面時(shí)鐘同步方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)和自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種應(yīng)用于廣域保護(hù)控制系統(tǒng)的雙平面時(shí)鐘同步技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]將電力系統(tǒng)內(nèi)的保護(hù)裝置通過光纖互聯(lián)、信息共享，獲得系統(tǒng)內(nèi)多點(diǎn)信息，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，利用獲得的信息對故障進(jìn)行快速、可靠、精確的切除，分析故障點(diǎn)切除后對系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來的影響并采取相應(yīng)的控制策略確保電網(wǎng)的安全運(yùn)行，這種集保護(hù)和自動(dòng)控制功能于一體的系統(tǒng)稱為廣域保護(hù)控制系統(tǒng)。
[0003]廣域保護(hù)主要對變電站之間的聯(lián)絡(luò)線進(jìn)行保護(hù)和控制，對信息進(jìn)行綜合分析做出相應(yīng)的決策，廣域保護(hù)涉及到的保護(hù)將不局限于幾個(gè)裝置和幾個(gè)變電站，而且信息傳輸?shù)木嚯x長，如何確保所有的信息都同步到同一時(shí)間斷面，是一個(gè)比較難解決問題。過往的廣域保護(hù)控制系統(tǒng)的同步，都依賴于基于北斗/GPS進(jìn)行授時(shí)，將采集的數(shù)據(jù)帶上絕對時(shí)間信息。但是如果北斗/GPS信號(hào)因?yàn)樘鞖獾仍蚴?，則會(huì)同步失敗，影響保護(hù)，造成保護(hù)閉鎖。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種應(yīng)用于廣域保護(hù)控制系統(tǒng)的雙平面時(shí)鐘同步方法。廣域保護(hù)控制系統(tǒng)通過站域保護(hù)裝置自身時(shí)鐘平面和廣域網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘平面的換算，測量出一次電流/電壓到廣域主站保護(hù)裝置的延時(shí)，從而實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的同步，解決了原有廣域系統(tǒng)必須依賴于北斗/GPS授時(shí)的問題。
[0005]本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案:
[0006]一種應(yīng)用于廣域保護(hù)控制系統(tǒng)的雙平面時(shí)鐘同步方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0007](1)站域保護(hù)裝置接收合并單元的采樣值，計(jì)算出該采樣值從一次電流/電壓到站域保護(hù)裝置額定延遲時(shí)間，該額定延時(shí)時(shí)間包括了合并單元的延時(shí)和合并單元到站域保護(hù)裝置之間的傳輸延時(shí)(由于合并單元到站域保護(hù)裝置之間使用光纖傳輸，該傳輸時(shí)間可以忽略不計(jì))并且以站域保護(hù)裝置自身的晶振時(shí)鐘平面度量該額定延遲時(shí)間；
[0008](2)站域保護(hù)裝置實(shí)時(shí)測量裝置自身晶振時(shí)鐘的整秒和廣域網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘整秒之間的相對時(shí)間差，計(jì)算站域保護(hù)裝置自身的晶振時(shí)鐘平面和廣域網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘平面的換算比例關(guān)系;
[0009]把采樣值在站域保護(hù)裝置內(nèi)處理時(shí)間累計(jì)到該額定延遲時(shí)間內(nèi)，根據(jù)步驟(2)得到的兩個(gè)時(shí)鐘平面之間的換算關(guān)系，將累計(jì)后的額定延遲時(shí)間值折算為廣域網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘平面的時(shí)間，從而獲得以廣域網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘平面來標(biāo)記的采樣值從一次電流/電壓到廣域網(wǎng)絡(luò)之間的傳輸延時(shí)，并且將該采樣值從一次電流/電壓到廣域網(wǎng)絡(luò)之間的傳輸延時(shí)作為采樣值的額定延時(shí)填入到發(fā)送采樣值報(bào)文的額定延時(shí)通道位置，發(fā)送到廣域網(wǎng)絡(luò)；
[0010](4)廣域主站保護(hù)裝置從廣域網(wǎng)絡(luò)獲取帶著從一次電流/電壓到廣域網(wǎng)絡(luò)之間的傳輸延時(shí)的米樣值；
[0011](5)廣域主站保護(hù)裝置實(shí)時(shí)測量裝置自身晶振時(shí)鐘的整秒和廣域網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘整秒之間的相對時(shí)間差，計(jì)算兩個(gè)時(shí)鐘平面的換算比例關(guān)系；
[0012](6)廣域主站保護(hù)裝置將從一次電流/電壓到廣域網(wǎng)絡(luò)之間的傳輸延時(shí)換算成自身晶振的時(shí)鐘平面時(shí)間，為了保證各個(gè)不同站域保護(hù)裝置發(fā)送來過的采樣值數(shù)據(jù)的同步性，將采樣值進(jìn)行拉格朗日插值同步。
[0013]本發(fā)明應(yīng)用于廣域保護(hù)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了廣域保護(hù)控制系統(tǒng)中不同接入方式的變電站和不同間隔的之間數(shù)據(jù)同步，通過裝置自身的時(shí)鐘平面與廣域網(wǎng)絡(luò)的時(shí)鐘平面，測量了一次電流/電壓到站域/廣域保護(hù)裝置的延時(shí)，對于廣域保護(hù)裝置來說，這等同于光纖直接連接的點(diǎn)對點(diǎn)方式，成功解決了原有廣域保護(hù)控制系統(tǒng)必須依賴于北斗/GPS進(jìn)行授時(shí)，如果因?yàn)樘鞖獾仍驅(qū)е卤倍?GPS失效，廣域保護(hù)必須閉鎖或者退出的問題。
[0014]其次，對于站內(nèi)過程層采樣值傳輸方式，可以根據(jù)實(shí)際情況，選擇組網(wǎng)傳輸和點(diǎn)對點(diǎn)傳輸均可，這也能為更多的變電站接入廣域保護(hù)控制系統(tǒng)創(chuàng)造便利條件，有利于廣域保護(hù)控制系統(tǒng)的推廣。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的廣域保護(hù)控制系統(tǒng)圖；
[0016]圖2為裝置自身時(shí)鐘平面和廣域網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘平面折算圖；
[0017]圖3為發(fā)送到廣域網(wǎng)絡(luò)的采樣值報(bào)文幀格式；
[0018]圖4為標(biāo)記傳輸延時(shí)的位置；
[0019]圖5為插值同步圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖及具體的實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0021]如圖1所示，廣域保護(hù)控制系統(tǒng)由各個(gè)站域保護(hù)裝置、廣域保護(hù)裝置通過廣域網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，網(wǎng)絡(luò)上各個(gè)裝置的硬件、軟件完全一致，每個(gè)裝置根據(jù)配置成為站域或者廣域保護(hù)，站域保護(hù)裝置采集本站的數(shù)據(jù)，通過廣域網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行整個(gè)網(wǎng)絡(luò)共享。整個(gè)廣域網(wǎng)絡(luò)有一個(gè)統(tǒng)一的主時(shí)鐘對整個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行對時(shí)，該時(shí)鐘可以無需北斗/GPS授時(shí)。
[0022]在每個(gè)不同的變電站，站域保護(hù)裝置的站內(nèi)過程層采樣數(shù)據(jù)的傳輸，可以根據(jù)實(shí)際情況，采用點(diǎn)對點(diǎn)和組網(wǎng)傳輸均可，因?yàn)闊o論是哪種傳輸方式，站域/廣域保護(hù)裝置均是需要獲得同一個(gè)時(shí)間斷面的采樣值。通過裝置自身晶振時(shí)鐘和廣域網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘折算，使得所有從一次電流/電壓的采樣值到站域保護(hù)裝置均是同一個(gè)時(shí)間斷面。
[0023]本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案:
[0024](一 )計(jì)算采樣值從一次電流/電壓到站域保護(hù)裝置之間的額定延遲時(shí)間，并且以站域晶振時(shí)間平面度量
[0025](a)當(dāng)站域保護(hù)裝置的過程層采樣是點(diǎn)對點(diǎn)配置時(shí):合并單元不接同步脈沖，采樣數(shù)據(jù)幀中將額定延遲配置在采樣發(fā)送數(shù)據(jù)集中，站域保護(hù)裝置直接從采樣數(shù)據(jù)幀中獲取采樣值從一次電流或電壓到站域保護(hù)裝置之間的傳輸延時(shí)Ti ;
[0026](b)當(dāng)站域保護(hù)裝置的過程層采樣是組網(wǎng)配置時(shí):由于采樣時(shí)刻和站域保護(hù)裝置是時(shí)間同步的，采樣時(shí)間和站域保護(hù)裝置外接對時(shí)時(shí)間是一致。采樣值從一次電流/電壓到站域保護(hù)裝置之間的傳輸延時(shí)，就等同于裝置自身的晶振秒沿和外接對時(shí)時(shí)間的秒沿之間的時(shí)間差Ti ；
[0027]將傳輸延時(shí)Ti折算為晶振計(jì)數(shù)。Ti 一般是使用微秒表示，一個(gè)晶振計(jì)數(shù)單位為10納秒，則換算后的時(shí)間為Tt = Ti*1000/10o
[0028]( 二 )計(jì)算站域保護(hù)裝置自身平面和廣域網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘平面的時(shí)間差
[0029]如圖2所示，Inpps表示站域保護(hù)裝置自身晶振時(shí)間軸，其中包含一個(gè)循環(huán)計(jì)數(shù)器Tclock，每經(jīng)過1個(gè)計(jì)數(shù)單位(約為10納秒)，時(shí)間軸的計(jì)數(shù)值加1。Tclock的計(jì)數(shù)速度由晶振的實(shí)際頻率決定，晶振的物理特性決定了晶振頻率在短時(shí)間內(nèi)不會(huì)跳變，因此Tclock的計(jì)數(shù)單位在很長的一段時(shí)間內(nèi)會(huì)維持穩(wěn)定，故可將Tclock視為一個(gè)穩(wěn)定、不會(huì)跳變的時(shí)間軸。當(dāng)廣域網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘的秒沿到來時(shí)，記錄此刻晶振循環(huán)計(jì)數(shù)器值nHwG ;當(dāng)晶振自身的時(shí)間的秒沿到來時(shí)，記錄此刻晶振循環(huán)計(jì)數(shù)器值nHwC ;nHwG和nHwC兩者之差，即為兩個(gè)時(shí)鐘