一種提高網(wǎng)絡(luò)采樣的智能變電站時(shí)鐘同步可靠性的方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種提高網(wǎng)絡(luò)采樣的智能變電站時(shí)鐘同步可靠性的方法，包括主時(shí)鐘對外部時(shí)間源的選擇，外部時(shí)間源的切換以及主時(shí)鐘和擴(kuò)展時(shí)鐘之間的自適應(yīng)延時(shí)補(bǔ)償。本發(fā)明方法能夠?qū)崿F(xiàn)時(shí)鐘外部源的可靠性切換，從而有效避免因源切換或部分外部源丟失導(dǎo)致的時(shí)間信號不穩(wěn)定和信號丟失的問題。此外，本發(fā)明的方法還能夠有效提高時(shí)鐘裝置跟蹤外部源信號的穩(wěn)定性，使得時(shí)鐘裝置可有效選擇穩(wěn)定可靠的外部源，從而防止因外部源時(shí)間異常而導(dǎo)致的時(shí)鐘裝置工作異常，保證了時(shí)鐘裝置時(shí)間輸出的長期穩(wěn)定性。本發(fā)明方法還能夠?qū)崿F(xiàn)在主擴(kuò)對時(shí)的同時(shí)，完成主擴(kuò)鏈路的自適應(yīng)延時(shí)補(bǔ)償，有效提高了變電站時(shí)鐘系統(tǒng)輸出時(shí)間的可靠性和高精度。
【專利說明】一種提高網(wǎng)絡(luò)采樣的智能變電站時(shí)鐘同步可靠性的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)智能變電站時(shí)鐘同步【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及到一種提高網(wǎng)絡(luò)采樣的智能變電站時(shí)鐘同步可靠性的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]相對于傳統(tǒng)變電站，智能化變電站對時(shí)鐘同步系統(tǒng)提出了新的要求，時(shí)鐘同步的重點(diǎn)不是對時(shí)系統(tǒng)與衛(wèi)星時(shí)間的同步，而是對時(shí)系統(tǒng)滿足站內(nèi)數(shù)據(jù)的同步及可靠性。特別在網(wǎng)絡(luò)采樣的智能化變電站中，對時(shí)系統(tǒng)滿足站內(nèi)數(shù)據(jù)的同步及可靠性更是尤為重要。
[0003]目前由于時(shí)鐘系統(tǒng)制造工藝、硬件元件的選擇、軟件程序及邏輯的設(shè)計(jì)，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)采樣的智能變電站的時(shí)鐘同步存在很多問題，主要包括外部時(shí)間源無法可靠切換、同步系統(tǒng)存在時(shí)間跳變、同步精度穩(wěn)定性差、某時(shí)鐘擴(kuò)展板的輸出時(shí)間與其他擴(kuò)展板輸出時(shí)間存在較大差別、裝置長期穩(wěn)定性不夠高。此外，合并單元廠家對采樣值的處理方法是絕對依賴時(shí)鐘同步系統(tǒng)，這就導(dǎo)致當(dāng)時(shí)鐘同步系統(tǒng)時(shí)間跳變時(shí)，合并單元采樣位也跟隨跳變，從而引起站內(nèi)誤動(dòng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明針對網(wǎng)絡(luò)采樣的智能變電站時(shí)鐘同步存在的時(shí)鐘切換、時(shí)間跳變、長期穩(wěn)定性、延時(shí)補(bǔ)償?shù)葐栴}，提出一種提高網(wǎng)絡(luò)采樣的智能變電站時(shí)鐘同步可靠性的方法，能夠?qū)崿F(xiàn)時(shí)鐘外部源的可靠性切換，從而有效避免因源切換或部分外部源丟失導(dǎo)致的時(shí)間信號不穩(wěn)定和信號丟失的問題，確保了全站時(shí)間同步的統(tǒng)一性。
[0005]本發(fā)明的一種提高網(wǎng)絡(luò)采樣的智能變電站時(shí)鐘同步可靠性的方法，其中，
[0006]所述方法包括主·時(shí)鐘對外部時(shí)間源的選擇，包括:
[0007]步驟1:主時(shí)鐘接收多個(gè)外部時(shí)間源的報(bào)文信息和IPPS信息；
[0008]步驟2:對報(bào)文信息進(jìn)行解碼，從而基于各個(gè)外部時(shí)間源鎖定的衛(wèi)星顆數(shù)以及時(shí)間質(zhì)量位，判斷各個(gè)外部時(shí)間源是否滿足要求，以及基于各個(gè)外部時(shí)間源的時(shí)間，判斷各個(gè)外部時(shí)間源的時(shí)間是否一致，如果所有外部時(shí)間源都滿足要求并且各個(gè)外部時(shí)間源的時(shí)間一致，則進(jìn)入步驟3 ;否則，進(jìn)行閉鎖告警；
[0009]步驟3:跟蹤具有最高優(yōu)先級的外部時(shí)間源，通過滑動(dòng)窗口獲取所述具有最高優(yōu)先級的外部時(shí)間源的IPPS的統(tǒng)計(jì)值，基于所述IPPS的統(tǒng)計(jì)值控制和馴服主時(shí)鐘內(nèi)部守時(shí)源時(shí)鐘。
[0010]當(dāng)主時(shí)鐘接收的外部時(shí)間源為A型外部時(shí)間源和B型外部時(shí)間源時(shí)，其中A型外部時(shí)間源的優(yōu)先權(quán)高于B型外部時(shí)間源的優(yōu)先權(quán)，則所述步驟3包括:
[0011]步驟3.1:判斷所述A型外部時(shí)間源鎖定的衛(wèi)星顆數(shù)是否滿足計(jì)算要求，并獲取主時(shí)鐘的對應(yīng)于所述A型外部時(shí)間源的守時(shí)源時(shí)鐘的時(shí)間T3，若滿足，則提取其時(shí)間Tl，然后進(jìn)入步驟3.2 ;否則，進(jìn)入步驟3.5 ；
[0012]步驟3.2:計(jì)算T1-T3的值，若T1-T3≤A e，則令T3=T3+A T，并直接進(jìn)入步驟3.4 ;若 T1_T3〈 A e，進(jìn)入步驟 3.3 ；
[0013] 步驟3.3:計(jì)算 T3-T1 的值，若 T3-T1 ≥ Δ e，則令 T3=T3- Δ T，否則，令 T3=T1 ;
[0014]步驟3.4:獲取對應(yīng)于所述B型外部時(shí)間源的守時(shí)源時(shí)鐘的時(shí)間T4，判斷| T3-T4的值，若T3-T4≦Δε，則令T4=T3，輸出T3，并結(jié)束步驟3 ;若T3-T4 | > A e，則發(fā)出閉鎖告警，并結(jié)束步驟3;
[0015]步驟3.5:判斷所述B型外部時(shí)間源鎖定的衛(wèi)星顆數(shù)是否滿足計(jì)算要求，并獲取主時(shí)鐘的對應(yīng)于所述B型外部時(shí)間源的守時(shí)源時(shí)鐘的時(shí)間T4，若滿足，則提取其時(shí)間T2，然后進(jìn)入步驟3.6 ;否則，直接進(jìn)入步驟3.8 ；
[0016]步驟3.6:計(jì)算T2-T4的值，若T2-T4≥A e，則令T4=T4+A T，并直接進(jìn)入步驟
3.8 ;若 T2_T4〈 A e，進(jìn)入步驟 3.7 ；
[0017]步驟3.7:計(jì)算 T4-T2 的值，若 T4-T2 ≥ A e，則令 T4=T4_ A T，否則，令 T4=T2 ;
[0018]步驟3.8:獲取主時(shí)鐘的對應(yīng)于所述A型外部時(shí)間源的守時(shí)源時(shí)鐘的時(shí)間T3，判斷T3-T4的值，若T3-T4≦Δε，則令T3=T4，輸出T4，并結(jié)束步驟3 ;若T3-T4 | > A e，
則發(fā)出閉鎖告警，并結(jié)束步驟3。
[0019]在跟蹤具有最高優(yōu)先權(quán)的外部時(shí)間源的同時(shí)，主時(shí)鐘每秒對各個(gè)外部時(shí)間源進(jìn)行秒差及相位連續(xù)性判斷，從而更新各個(gè)外部時(shí)間源的有效性。
[0020]所述主時(shí)鐘以分頻方式輸出本地標(biāo)準(zhǔn)的頻率和秒脈沖。
[0021]所述方法采用雙主時(shí)鐘冗余備份，所述擴(kuò)展時(shí)鐘統(tǒng)一選擇主用主時(shí)鐘為默認(rèn)時(shí)間源，當(dāng)主用主時(shí)鐘失效后,再統(tǒng)一切換到備用主時(shí)鐘。
[0022]所述方法還包括外部時(shí)間源的切換，包括:當(dāng)所述主用主時(shí)鐘和備用主時(shí)鐘分別以A型外部時(shí)間源和B型外部時(shí)間源作為各自的時(shí)間源時(shí)，令以A型外部時(shí)間源為自身時(shí)間源的主時(shí)鐘為A型主時(shí)鐘，以B型外部時(shí)間源為自身時(shí)間源的主時(shí)鐘為B型主時(shí)鐘，所述切換存在:
[0023]情況1:無異常時(shí)，所有擴(kuò)展時(shí)鐘以及B型主時(shí)鐘都以A型主時(shí)鐘輸出的時(shí)間碼為時(shí)間源；
[0024]情況2:B型外部時(shí)間源失鎖或異常時(shí)，B型主時(shí)鐘以A型主時(shí)鐘輸出的時(shí)間碼為時(shí)間源，所有擴(kuò)展時(shí)鐘也以A型主時(shí)鐘輸出的時(shí)間碼為時(shí)間源；
[0025]情況3:A型外部時(shí)間源失鎖或異常時(shí)，A型主時(shí)鐘在丟失A型外部時(shí)間源后鎖定B型主時(shí)鐘輸出的時(shí)間碼為時(shí)間源，所有擴(kuò)展時(shí)鐘也以B型主時(shí)鐘輸出的時(shí)間碼為時(shí)間源；
[0026]情況4:A型外部時(shí)間源以及B型外部時(shí)間源都失鎖或異常時(shí)，A型主時(shí)鐘以及B型主時(shí)鐘通過自守時(shí)算法，以守時(shí)源時(shí)鐘為時(shí)間源，所有擴(kuò)展時(shí)鐘以及B型主時(shí)鐘都以A型主時(shí)鐘輸出的時(shí)間碼為時(shí)間源；
[0027]情況5:單個(gè)主時(shí)鐘與擴(kuò)展時(shí)鐘之間的通路出現(xiàn)故障時(shí):
[0028]情況5.1:A型主時(shí)鐘與擴(kuò)展時(shí)鐘之間的通路出現(xiàn)故障時(shí)，擴(kuò)展時(shí)鐘將時(shí)間源切換到B型主時(shí)鐘；
[0029]情況5.2:B型主時(shí)鐘與擴(kuò)展時(shí)鐘之間的通路出現(xiàn)故障時(shí)，擴(kuò)展時(shí)鐘繼續(xù)以A型主時(shí)鐘作時(shí)間源；
[0030]情況6:A型主時(shí)鐘以及B型主時(shí)鐘與擴(kuò)展時(shí)鐘之間的通路都出現(xiàn)故障時(shí)，擴(kuò)展時(shí)鐘告警并進(jìn)入自守時(shí)狀態(tài)，通過自守時(shí)算法，以守時(shí)源時(shí)鐘為時(shí)間源。[0031]所述A型主時(shí)鐘和B型主時(shí)鐘之間互聯(lián)C型外部時(shí)間源作為互備源。
[0032]所述方法還包括主時(shí)鐘和擴(kuò)展時(shí)鐘對之間的自適應(yīng)延時(shí)補(bǔ)償，包括:
[0033]步驟a:主時(shí)鐘在IPPS標(biāo)準(zhǔn)時(shí)刻輸出對時(shí)通訊報(bào)文并記錄硬件發(fā)送時(shí)間戳；
[0034]步驟b:擴(kuò)展時(shí)鐘在接收到所述對時(shí)通訊報(bào)文并完成對時(shí)后，記錄所述對時(shí)通訊報(bào)文到達(dá)時(shí)刻，并將記錄有所述達(dá)到時(shí)刻時(shí)間戳的通訊響應(yīng)報(bào)文返回給所述主時(shí)鐘；
[0035]步驟c:主時(shí)鐘計(jì)算所述發(fā)送時(shí)間戳與所述到達(dá)時(shí)刻時(shí)間戳的差得到鏈路延遲；
[0036]步驟d:基于得到的鏈路延遲，所述主時(shí)鐘對所述擴(kuò)展時(shí)鐘進(jìn)行自適應(yīng)延時(shí)補(bǔ)償。
[0037]綜上所述，本發(fā)明提出的一種提高網(wǎng)絡(luò)采樣的智能變電站時(shí)鐘同步可靠性的方法能夠?qū)崿F(xiàn)時(shí)鐘外部源的可靠性切換，從而有效避免因源切換或部分外部源丟失導(dǎo)致的時(shí)間信號不穩(wěn)定和信號丟失的問題，確保了全站時(shí)間同步的統(tǒng)一性。此外，本發(fā)明的方法還能夠有效提高時(shí)鐘裝置跟蹤外部源信號的穩(wěn)定性，使得時(shí)鐘裝置可有效選擇穩(wěn)定可靠的外部源，從而防止因外部源時(shí)間異常而導(dǎo)致的時(shí)鐘裝置工作異常，保證了時(shí)鐘裝置時(shí)間輸出的長期穩(wěn)定性。本發(fā)明方法還能夠?qū)崿F(xiàn)在主擴(kuò)對時(shí)的同時(shí)，完成主擴(kuò)鏈路的自適應(yīng)延時(shí)補(bǔ)償，從而避免了變電站采用手動(dòng)估算補(bǔ)償或固定補(bǔ)償鏈路延時(shí)，有效提高了變電站時(shí)鐘系統(tǒng)輸出時(shí)間的可靠性和高精度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0038]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的方案，下面將對實(shí)施例中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0039]圖1是本發(fā)明一實(shí)施例提供的一種提高網(wǎng)絡(luò)采樣的智能變電站時(shí)鐘同步可靠性的方法中實(shí)現(xiàn)主時(shí)鐘對外部時(shí)間源選擇的流程圖；
[0040]圖2是本發(fā)明一實(shí)施例提供的一種提高網(wǎng)絡(luò)采樣的智能變電站時(shí)鐘同步可靠性的方法中實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘源切換的流程圖；
[0041]圖3是本發(fā)明一實(shí)施例提供的一種提高網(wǎng)絡(luò)采樣的智能變電站時(shí)鐘同步可靠性的方法，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)延時(shí)補(bǔ)償?shù)牧鞒虉D。
【具體實(shí)施方式】
[0042]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0043]如圖1所示，本發(fā)明一實(shí)施例給出了一種提高網(wǎng)絡(luò)采樣的智能變電站時(shí)鐘同步可靠性的方法，該方法包括主時(shí)鐘對外部時(shí)間源的選擇，所述主時(shí)鐘對外部時(shí)間源的選擇包括:
[0044]步驟1:主時(shí)鐘接收多個(gè)外部時(shí)間源的報(bào)文信息和IPPS信息；
[0045]步驟2:對報(bào)文信息進(jìn)行解碼，從而基于各個(gè)外部時(shí)間源鎖定的衛(wèi)星顆數(shù)以及時(shí)間質(zhì)量位，判斷各個(gè)外部時(shí)間源是否滿足要求，以及基于各個(gè)外部時(shí)間源的時(shí)間，判斷各個(gè)外部時(shí)間源的時(shí)間是否一致，如果所有外部時(shí)間源都滿足要求并且各個(gè)外部時(shí)間源的時(shí)間一致，則進(jìn)入步驟3 ;否則，進(jìn)行閉鎖告警；
[0046]步驟3:跟蹤具有最高優(yōu)先級的外部時(shí)間源，通過滑動(dòng)窗口獲取所述具有最高優(yōu)先級的外部時(shí)間源的IPPS的統(tǒng)計(jì)值，基于所述IPPS的統(tǒng)計(jì)值控制和馴服主時(shí)鐘內(nèi)部守時(shí)源時(shí)鐘。
[0047]具體地，當(dāng)主時(shí)鐘接收的外部時(shí)間源為A型外部時(shí)間源和B型外部時(shí)間源時(shí)，其中A型外部時(shí)間源的優(yōu)先權(quán)高于B型外部時(shí)間源的優(yōu)先權(quán)，可選地，A型外部時(shí)間源可以是GPS源，B型外部時(shí)間源可以是北斗源，則所述步驟3包括:
[0048]步驟3.1:判斷所述GPS源鎖定的衛(wèi)星顆數(shù)是否滿足計(jì)算要求，并獲取主時(shí)鐘的對應(yīng)于所述GPS源的守時(shí)源時(shí)鐘的時(shí)間T3，若滿足，則提取其時(shí)間Tl，然后進(jìn)入步驟3.2 ;否貝IJ，進(jìn)入步驟3.5 ;
[0049]步驟3.2:計(jì)算T1-T3的值，若T1-T3≤A e，則令T3=T3+A T，并直接進(jìn)入步驟
3.4 ;若 T1_T3〈 A e，進(jìn)入步驟 3.3 ；
[0050]步驟3.3:計(jì)算 T3-T1 的值，若 T3-T1 ≥ A e，則令 T3=T3_ A T，否則，令 T3=T1 ；
[0051]步驟3.4:獲取對應(yīng)于所述北斗源的守時(shí)源時(shí)鐘的時(shí)間T4，判斷|T3-T4|的值，若T3-T4 e，則令T4=T3，輸出T3，并結(jié)束步驟3 ;若|T3-T4|> A e，則發(fā)出閉鎖告警，
并結(jié)束步驟3 ；
[0052]步驟3.5:判斷所述北斗源鎖定的衛(wèi)星顆數(shù)是否滿足計(jì)算要求，并獲取主時(shí)鐘的對應(yīng)于所述北斗源的守時(shí)源時(shí)鐘的時(shí)間T4，若滿足，則提取其時(shí)間T2，然后進(jìn)入步驟3.6 ；否則，直接進(jìn)入步驟3.8 ;
[0053]步驟3.6:計(jì)算T2-T4的值，若T2-T4≥A e，則令T4=T4+A T，并直接進(jìn)入步驟
3.8 ;若 T2_T4〈 A e，進(jìn)入步驟 3.7 ；
[0054]步驟3.7:計(jì)算 T4-T2 的值，若 T4-T2 ≥ A e，則令 T4=T4_ A T,否則，令 T4=T2 ；
[0055]步驟3.8:獲取主時(shí)鐘的對應(yīng)于所述GPS源的守時(shí)源時(shí)鐘的時(shí)間T3，判斷| T3-T4的值，若T3-T4e，則令T3=T4，輸出T4，并結(jié)束步驟3 ;若T3-T4 | > A e，則發(fā)出閉鎖告警，并結(jié)束步驟3。
[0056]其中，A e為門檻值(可取值為IU S)，其取值原則應(yīng)該以不影響智能化變電站采樣值的正常運(yùn)行，同時(shí)也不易取的過小，以免時(shí)鐘頻繁閉鎖告警，建議取1-1Oy s之間。AT為步長，應(yīng)比A e小，建議取0.5-1 ii s之間。
[0057]在完成鎖定后，當(dāng)GPS衛(wèi)星信號不滿足時(shí)間提取的計(jì)算要求時(shí)，判北斗衛(wèi)星信號是否滿足時(shí)間提取計(jì)算要求，若不滿足判雙時(shí)鐘源守時(shí)時(shí)間是否在門檻值之內(nèi)，如果在門檻值之內(nèi)，則輸出時(shí)間信號，否則閉鎖告警。在切換過程中引入時(shí)鐘源的守時(shí)時(shí)間作為判據(jù)，在守時(shí)時(shí)間與衛(wèi)星時(shí)間相差大于門檻值 e時(shí)，以守時(shí)為準(zhǔn)，同時(shí)采用步進(jìn)的方式跟蹤衛(wèi)星時(shí)間。
[0058]可選地，在跟蹤具有最高優(yōu)先權(quán)的外部時(shí)間源的同時(shí)，主時(shí)鐘每秒對各個(gè)外部時(shí)間源進(jìn)行秒差及相位連續(xù)性判斷，從而更新各個(gè)外部時(shí)間源的有效性。
[0059]可選地，所述主時(shí)鐘以分頻方式輸出本地標(biāo)準(zhǔn)的頻率和秒脈沖。
[0060]可選地，所述方法采用雙主時(shí)鐘冗余備份，所述擴(kuò)展時(shí)鐘統(tǒng)一選擇主用主時(shí)鐘為默認(rèn)時(shí)間源，當(dāng)主用主時(shí)鐘失效后，再統(tǒng)一切換到備用主時(shí)鐘。[0061]如圖2所示，所述方法還包括外部時(shí)間源的切換，所述外部時(shí)間源的切換包括:當(dāng)所述主用主時(shí)鐘和備用主時(shí)鐘分別以A型外部時(shí)間源和B型外部時(shí)間源作為各自的時(shí)間源時(shí),令以A型外部時(shí)間源為自身時(shí)間源的主時(shí)鐘為A型主時(shí)鐘，以B型外部時(shí)間源為自身時(shí)間源的王時(shí)鐘為B型王時(shí)鐘，所述切換存在:
[0062]情況1:無異常時(shí)，所有擴(kuò)展時(shí)鐘以及B型主時(shí)鐘都以A型主時(shí)鐘輸出的時(shí)間碼為時(shí)間源；如圖2所示，即圖2中的①、③和⑤。
[0063]情況2:B型外部時(shí)間源失鎖或異常時(shí)，B型主時(shí)鐘以A型主時(shí)鐘輸出的時(shí)間碼為時(shí)間源，所有擴(kuò)展時(shí)鐘也以A型主時(shí)鐘輸出的時(shí)間碼為時(shí)間源。如圖2所示，BD異常時(shí)，主鐘B仍以圖2中的①為時(shí)間源，系統(tǒng)的其它裝置與無異常時(shí)的情況一樣。
[0064]情況3:A型外部時(shí)間源失鎖或異常時(shí)，A型主時(shí)鐘在丟失A型外部時(shí)間源后鎖定B型主時(shí)鐘輸出的時(shí)間碼為時(shí)間源，所有擴(kuò)展時(shí)鐘也以B型主時(shí)鐘輸出的時(shí)間碼為時(shí)間源；如圖2所示，GPS異常時(shí)，主鐘A會(huì)在丟失GPS時(shí)間源后鎖定②為時(shí)間源，將外部時(shí)間源切換為主鐘B，全系統(tǒng)的時(shí)間源都將切換為主鐘B，主鐘A成為備用主時(shí)鐘。所有擴(kuò)展時(shí)鐘的輸入時(shí)間源都切換到主鐘B，即圖2中的④和⑥，同時(shí)系統(tǒng)以一定步長保證源切換時(shí)間不跳變。
[0065]情況4:A型外部時(shí)間源以及B型外部時(shí)間源都失鎖或異常時(shí)，A型主時(shí)鐘以及B型主時(shí)鐘通過自守時(shí)算法，以守時(shí)源時(shí)鐘為時(shí)間源，所有擴(kuò)展時(shí)鐘以及B型主時(shí)鐘都以A型主時(shí)鐘輸出的時(shí)間碼為時(shí)間源；如圖2所示，此時(shí)主鐘A和主鐘B都進(jìn)入自守時(shí)狀態(tài)，通過自守時(shí)算法，以守時(shí)源時(shí)鐘(銣原子鐘)為基準(zhǔn)保證輸出信號的穩(wěn)定度。但主鐘A和主鐘B在系統(tǒng)中的作用并不改變，主鐘B此時(shí)仍然以①為時(shí)間源，所有的擴(kuò)展時(shí)鐘仍然以主鐘A為時(shí)間源，保證所有擴(kuò)展時(shí)鐘與一臺處于自守時(shí)狀態(tài)的主用主時(shí)鐘同步，即圖2中的③和⑤。
[0066]情況5:單個(gè)主時(shí)鐘與擴(kuò)展時(shí)鐘之間的通路出現(xiàn)故障時(shí):
[0067]情況5.1:A型主時(shí)鐘與擴(kuò)展時(shí)鐘之間的通路出現(xiàn)故障時(shí)，擴(kuò)展時(shí)鐘將時(shí)間源切換到B型主時(shí)鐘；如圖2所示，如果出現(xiàn)故障的是與主用主時(shí)鐘之間的通路，則擴(kuò)展時(shí)鐘將輸入時(shí)間源切換到備用主時(shí)鐘(即通路④)，此時(shí)主鐘B仍然是與主鐘A保持同步，即該擴(kuò)展裝置根本不會(huì)出現(xiàn)時(shí)間信號的跳變，且各裝置間不會(huì)存在時(shí)間差值。
[0068]情況5.2:B型主時(shí)鐘與擴(kuò)展時(shí)鐘之間的通路出現(xiàn)故障時(shí)，擴(kuò)展時(shí)鐘繼續(xù)以A型主時(shí)鐘作時(shí)間源；如圖2所示，以從時(shí)鐘I為例子，如通路③或④中的某通路故障，如果出現(xiàn)故障的是擴(kuò)展時(shí)鐘與備用主時(shí)鐘的通路，則擴(kuò)展時(shí)鐘繼續(xù)與主用主時(shí)鐘同步并輸出(即通路③);
[0069]情況6:A型主時(shí)鐘以及B型主時(shí)鐘與擴(kuò)展時(shí)鐘之間的通路都出現(xiàn)故障時(shí)，擴(kuò)展時(shí)鐘告警并進(jìn)入自守時(shí)狀態(tài)，通過自守時(shí)算法，以守時(shí)源時(shí)鐘為時(shí)間源。如圖2所示，如通路③和④都出現(xiàn)故障，此時(shí)擴(kuò)展時(shí)鐘告警并進(jìn)入自守時(shí)狀態(tài)，通過自守時(shí)算法，在較長時(shí)間內(nèi)擴(kuò)展時(shí)鐘內(nèi)部的恒溫晶振仍然能保證輸出的時(shí)間信號具有很高精度。
[0070]可選地，所述A型主時(shí)鐘和B型主時(shí)鐘之間互聯(lián)C型外部時(shí)間源作為互備源。
[0071]所述方法還包括主時(shí)鐘和擴(kuò)展時(shí)鐘對之間的自適應(yīng)延時(shí)補(bǔ)償，所述自適應(yīng)延時(shí)補(bǔ)償包括:
[0072]步驟a:主時(shí)鐘在IPPS標(biāo)準(zhǔn)時(shí)刻輸出對時(shí)通訊報(bào)文并記錄硬件發(fā)送時(shí)間戳；
[0073]步驟b:擴(kuò)展時(shí)鐘在接收到所述對時(shí)通訊報(bào)文并完成對時(shí)后，記錄所述對時(shí)通訊報(bào)文到達(dá)時(shí)刻，并將記錄有所述達(dá)到時(shí)刻時(shí)間戳的通訊響應(yīng)報(bào)文返回給所述主時(shí)鐘；
[0074]步驟c:主時(shí)鐘計(jì)算所述發(fā)送時(shí)間戳與所述到達(dá)時(shí)刻時(shí)間戳的差得到鏈路延遲；
[0075]步驟d:基于得到的鏈路延遲，所述主時(shí)鐘對所述擴(kuò)展時(shí)鐘進(jìn)行自適應(yīng)延時(shí)補(bǔ)償。
[0076]如圖3所示，主時(shí)鐘對擴(kuò)展時(shí)鐘進(jìn)行高速IRIG-B碼對時(shí)及通訊；時(shí)鐘同步系統(tǒng)采用RS485光纖通訊方式完成主擴(kuò)對時(shí)及通訊報(bào)文復(fù)用；主時(shí)鐘在IPPS標(biāo)準(zhǔn)時(shí)刻輸出對時(shí)通訊報(bào)文(High_IRIGB_Req)并記錄硬件發(fā)送時(shí)間戳Tl，擴(kuò)展時(shí)鐘在接收該報(bào)文并完成IRIG-B對時(shí)后，記錄該報(bào)文到達(dá)時(shí)刻T2，接著由擴(kuò)展時(shí)鐘返還對時(shí)通訊響應(yīng)報(bào)文(High_IRIGB_Resp),將T2時(shí)間戳回傳給主時(shí)鐘，主時(shí)鐘可得到鏈路延遲(T2-T1)，并對每路輸出通道進(jìn)行相應(yīng)計(jì)算及補(bǔ)償，由于變電站主從鏈路為點(diǎn)對點(diǎn)光纖連接，其雙向鏈路固定且完全對稱，主時(shí)鐘可完成高精度主擴(kuò)授時(shí)及各通道自適應(yīng)鏈路延時(shí)補(bǔ)償功能。
[0077]綜上所述，本發(fā)明提出的一種提高網(wǎng)絡(luò)采樣的智能變電站時(shí)鐘同步可靠性的方法能夠?qū)崿F(xiàn)時(shí)鐘外部源的可靠性切換，從而有效避免因源切換或部分外部源丟失導(dǎo)致的時(shí)間信號不穩(wěn)定和信號丟失的問題，確保了全站時(shí)間同步的統(tǒng)一性。此外，本發(fā)明的方法還能夠有效提高時(shí)鐘裝置跟蹤外部源信號的穩(wěn)定性，使得時(shí)鐘裝置可有效選擇穩(wěn)定可靠的外部源，從而防止因外部源時(shí)間異常而導(dǎo)致的時(shí)鐘裝置工作異常，保證了時(shí)鐘裝置時(shí)間輸出的長期穩(wěn)定性。本發(fā)明方法還能夠?qū)崿F(xiàn)在主擴(kuò)對時(shí)的同時(shí)，完成主擴(kuò)鏈路的自適應(yīng)延時(shí)補(bǔ)償，從而避免了變電站采用手動(dòng)估算補(bǔ)償或固定補(bǔ)償鏈路延時(shí)，有效提高了變電站時(shí)鐘系統(tǒng)輸出時(shí)間的可靠性和高精度。
[0078]最后應(yīng)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換，而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種提高網(wǎng)絡(luò)采樣的智能變電站時(shí)鐘同步可靠性的方法，其特征在于，所述方法包括主時(shí)鐘對外部時(shí)間源的選擇，包括: 步驟1:主時(shí)鐘接收多個(gè)外部時(shí)間源的報(bào)文信息和IPPS信息； 步驟2:對報(bào)文信息進(jìn)行解碼，從而基于各個(gè)外部時(shí)間源鎖定的衛(wèi)星顆數(shù)以及時(shí)間質(zhì)量位，判斷各個(gè)外部時(shí)間源是否滿足要求，以及基于各個(gè)外部時(shí)間源的時(shí)間，判斷各個(gè)外部時(shí)間源的時(shí)間是否一致，如果所有外部時(shí)間源都滿足要求并且各個(gè)外部時(shí)間源的時(shí)間一致，則進(jìn)入步驟3 ;否則，進(jìn)行閉鎖告警； 步驟3:跟蹤具有最高優(yōu)先級的外部時(shí)間源，通過滑動(dòng)窗口獲取所述具有最高優(yōu)先級的外部時(shí)間源的IPPS的統(tǒng)計(jì)值，基于所述IPPS的統(tǒng)計(jì)值控制和馴服主時(shí)鐘內(nèi)部守時(shí)源時(shí)鐘。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于，當(dāng)主時(shí)鐘接收的外部時(shí)間源為A型外部時(shí)間源和B型外部時(shí)間源時(shí)，其中A型外部時(shí)間源的優(yōu)先權(quán)高于B型外部時(shí)間源的優(yōu)先權(quán)，則所述步驟3包括: 步驟3.1:判斷所述A型外部時(shí)間源鎖定的衛(wèi)星顆數(shù)是否滿足計(jì)算要求，并獲取主時(shí)鐘的對應(yīng)于所述A型外部時(shí)間源的守時(shí)源時(shí)鐘的時(shí)間T3，若滿足，則提取其時(shí)間TI，然后進(jìn)入步驟3.2 ;否則，進(jìn)入步驟3.5 ; 步驟3.2:計(jì)算T1-T3的值，若T1-T3 ^Ae,則令T3=T3+ A T，并直接進(jìn)入步驟3.4 ;若Tl-T3< A e，進(jìn)入步驟 3.3 ； 步驟3.3:計(jì)算T3-T1的值，若T3-T1≥A e，則令T3=T3_ A T，否則，令T3=T1 ； 步驟3.4:獲取對應(yīng)于所述B型外部時(shí)間源的守時(shí)源時(shí)鐘的時(shí)間T4，判斷|T3-T4|的值，若|T3-T4| e，則令T4=T3，輸出T3，并結(jié)束步驟3 ;若| T3-T4 | > A e，則發(fā)出閉鎖告警，并結(jié)束步驟3; 步驟3.5:判斷所述B型外部時(shí)間源鎖定的衛(wèi)星顆數(shù)是否滿足計(jì)算要求，并獲取主時(shí)鐘的對應(yīng)于所述B型外部時(shí)間源的守時(shí)源時(shí)鐘的時(shí)間T4，若滿足，則提取其時(shí)間T2，然后進(jìn)入步驟3.6 ;否則，直接進(jìn)入步驟3.8 ; 步驟3.6:計(jì)算T2-T4的值，若T2-T4≥A e，則令T4=T4+ A T，并直接進(jìn)入步驟3.8 ;若T2-T4< A e，進(jìn)入步驟 3.7 ； 步驟3.7:計(jì)算T4-T2的值，若T4-T2≥A e，則令T4=T4_ A T，否則，令T4=T2 ； 步驟3.8:獲取主時(shí)鐘的對應(yīng)于所述A型外部時(shí)間源的守時(shí)源時(shí)鐘的時(shí)間T3，判斷T3-T4的值，若T3-T4e，則令T3=T4，輸出T4，并結(jié)束步驟3 ;若T3-T4 | > A e，則發(fā)出閉鎖告警，并結(jié)束步驟3。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在跟蹤具有最高優(yōu)先權(quán)的外部時(shí)間源的同時(shí)，主時(shí)鐘每秒對各個(gè)外部時(shí)間源進(jìn)行秒差及相位連續(xù)性判斷，從而更新各個(gè)外部時(shí)間源的有效性。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述主時(shí)鐘以分頻方式輸出本地標(biāo)準(zhǔn)的頻率和秒脈沖。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法采用雙主時(shí)鐘冗余備份，所述擴(kuò)展時(shí)鐘統(tǒng)一選擇主用主時(shí)鐘為默認(rèn)時(shí)間源，當(dāng)主用主時(shí)鐘失效后，再統(tǒng)一切換到備用主時(shí)鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法還包括外部時(shí)間源的切換，包括:當(dāng)所述主用主時(shí)鐘和備用主時(shí)鐘分別以A型外部時(shí)間源和B型外部時(shí)間源作為各自的時(shí)間源時(shí)，令以A型外部時(shí)間源為自身時(shí)間源的主時(shí)鐘為A型主時(shí)鐘，以B型外部時(shí)間源為自身時(shí)間源的主時(shí)鐘為B型主時(shí)鐘，所述切換存在: 情況1:無異常時(shí)，所有擴(kuò)展時(shí)鐘以及B型主時(shí)鐘都以A型主時(shí)鐘輸出的時(shí)間碼為時(shí)間源； 情況2:B型外部時(shí)間源失鎖或異常時(shí)，B型主時(shí)鐘以A型主時(shí)鐘輸出的時(shí)間碼為時(shí)間源，所有擴(kuò)展時(shí)鐘也以A型主時(shí)鐘輸出的時(shí)間碼為時(shí)間源； 情況3:A型外部時(shí)間源失鎖或異常時(shí)，A型主時(shí)鐘在丟失A型外部時(shí)間源后鎖定B型主時(shí)鐘輸出的時(shí)間碼為時(shí)間源，所有擴(kuò)展時(shí)鐘也以B型主時(shí)鐘輸出的時(shí)間碼為時(shí)間源； 情況4:A型外部時(shí)間源以及B型外部時(shí)間源都失鎖或異常時(shí)，A型主時(shí)鐘以及B型主時(shí)鐘通過自守時(shí)算法，以守時(shí)源時(shí)鐘為時(shí)間源，所有擴(kuò)展時(shí)鐘以及B型主時(shí)鐘都以A型主時(shí)鐘輸出的時(shí)間碼為時(shí)間源； 情況5:單個(gè)主時(shí)鐘與擴(kuò)展時(shí)鐘之間的通路出現(xiàn)故障時(shí): 情況5.1:A型主時(shí)鐘與擴(kuò)展時(shí)鐘之間的通路出現(xiàn)故障時(shí)，擴(kuò)展時(shí)鐘將時(shí)間源切換到B型主時(shí)鐘； 情況5.2:B型主時(shí)鐘與擴(kuò)展時(shí)鐘之間的通路出現(xiàn)故障時(shí)，擴(kuò)展時(shí)鐘繼續(xù)以A型主時(shí)鐘作時(shí)間源； 情況6:A型主時(shí)鐘以及·B型主時(shí)鐘與擴(kuò)展時(shí)鐘之間的通路都出現(xiàn)故障時(shí)，擴(kuò)展時(shí)鐘告警并進(jìn)入自守時(shí)狀態(tài)，通過自守時(shí)算法，以守時(shí)源時(shí)鐘為時(shí)間源。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述A型主時(shí)鐘和B型主時(shí)鐘之間互聯(lián)C型外部時(shí)間源作為互備源。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法還包括主時(shí)鐘和擴(kuò)展時(shí)鐘對之間的自適應(yīng)延時(shí)補(bǔ)償，包括: 步驟a:主時(shí)鐘在IPPS標(biāo)準(zhǔn)時(shí)刻輸出對時(shí)通訊報(bào)文并記錄硬件發(fā)送時(shí)間戳； 步驟b:擴(kuò)展時(shí)鐘在接收到所述對時(shí)通訊報(bào)文并完成對時(shí)后，記錄所述對時(shí)通訊報(bào)文到達(dá)時(shí)刻，并將記錄有所述達(dá)到時(shí)刻時(shí)間戳的通訊響應(yīng)報(bào)文返回給所述主時(shí)鐘； 步驟c:主時(shí)鐘計(jì)算所述發(fā)送時(shí)間戳與所述到達(dá)時(shí)刻時(shí)間戳的差得到鏈路延遲； 步驟d:基于得到的鏈路延遲，所述主時(shí)鐘對所述擴(kuò)展時(shí)鐘進(jìn)行自適應(yīng)延時(shí)補(bǔ)償。
【文檔編號】G04R20/02GK103592842SQ201310552525
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月8日
【發(fā)明者】高吉普, 徐長寶, 戴宇, 鄧虎, 熊漢, 鄧志剛 申請人:貴州電力試驗(yàn)研究院, 武漢中元華電科技股份有限公司