專利名稱：變電站時間同步和采樣同步的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及系統(tǒng)同步技術(shù)，特別是指一種變電站時間同步和采樣同步的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
在變電站綜合自動化系統(tǒng)中，存在大量的在線運(yùn)行的監(jiān)測設(shè)備、保護(hù)設(shè)備、計(jì)量設(shè)備和控制設(shè)備，為了進(jìn)行準(zhǔn)確的集中分析和診斷，或者為了區(qū)分嚴(yán)格時間差的不同的事件順序，需要系統(tǒng)中各種在線的智能設(shè)備有精確的時間同步和采樣同步。一般的變電站時間同步和采樣同步方法，通常采用IRIG-B碼傳輸脈沖進(jìn)行對時，同步采樣是另行設(shè)計(jì)的。這種方法的缺點(diǎn)是授時時間都是相對時間，要得到絕對時間需要運(yùn)算和本地時間系統(tǒng)的支持，而且對于時間同步信號和采樣同步信號的接收和發(fā)送，需要專門設(shè)計(jì)編碼和譯碼電路。

發(fā)明內(nèi)容
基于此，有必要針對同步采樣相對于對時另行設(shè)計(jì)帶來的問題，提供一種集時間和采樣同步信號于一體的變電站時間同步和采樣同步系統(tǒng)和方法。一種變電站時間同步和采樣同步的系統(tǒng)，包括同步服務(wù)器、同步以太網(wǎng)絡(luò)模塊和同步采樣自動化裝置；所述同步服務(wù)器用于以均勻時間間隔向所述同步以太網(wǎng)絡(luò)模塊發(fā)送絕對時間值信號并將所述均勻時間間隔的絕對時間值信號作為采樣同步信號，所述同步以太網(wǎng)絡(luò)模塊用于接收所述絕對時間值信號，并將所述絕對時間值信號分發(fā)到所述同步采樣自動化裝置，所述同步采樣自動化裝置用于在獲取所述絕對時間值信號后，根據(jù)預(yù)設(shè)定的的頻率使用所述采樣同步信號進(jìn)行采樣，且同步采樣自動化裝置根據(jù)預(yù)設(shè)定的對時頻率進(jìn)行對時。在其中一個實(shí)施例中，所述的變電站時間同步和采樣同步的系統(tǒng)，所述同步以太網(wǎng)絡(luò)模塊為數(shù)據(jù)分發(fā)器，所述數(shù)據(jù)分發(fā)器用于接收所述絕對時間值信號，對所述絕對時間值進(jìn)行復(fù)制并分發(fā)到所述同步采樣自動化裝置。在其中一個實(shí)施例中，所述的變電站時間同步和采樣同步的系統(tǒng),所述絕對時間值包括年、月、日、時、分、秒、毫秒、微秒和納秒信息。在其中一個實(shí)施例中，所述的變電站時間同步和采樣同步的系統(tǒng),采用以太網(wǎng)絡(luò)物理層和數(shù)據(jù)鏈路層兩層協(xié)議。一種變電站時間同步和采樣同步的方法，包括步驟通過同步服務(wù)器以均勻時間間隔向同步以太網(wǎng)絡(luò)發(fā)送絕對時間值信號并將所述均勻時間間隔的絕對時間值信號作為采樣同步信號；通過同步以太網(wǎng)絡(luò)模塊接收接收所述絕對時間值信號，并將所述絕對時間值信號分發(fā)到所述同步采樣自動化裝置；通過同步采樣自動化裝置獲取所述絕對時間值信號后，根據(jù)預(yù)設(shè)定的采樣頻率使用所述采樣同步信號進(jìn)行采樣，且同步采樣自動化裝置根據(jù)預(yù)設(shè)定的對時頻率進(jìn)行對時。在其中一個實(shí)施例中，所述的變電站時間同步和采樣同步的方法，所述通過同步以太網(wǎng)絡(luò)模塊接收所述絕對時間值信號，并將所述絕對時間值信號分發(fā)到所述同步采樣自動化裝置步驟具體為通過數(shù)據(jù)分發(fā)器接收所述絕對時間值信號，對所述絕對時間值進(jìn)行復(fù)制并分發(fā)到所述同步采樣自動化裝置。在其中一個實(shí)施例中，所述的變電站時間同步和采樣同步的方法，所述絕對時間值包括年、月、日、時、分、秒、毫秒、微秒和納秒信息。在其中一個實(shí)施例中，所述的變電站時間同步和采樣同步的方法，采用以太網(wǎng)絡(luò)物理層和數(shù)據(jù)鏈路層兩層協(xié)議進(jìn)行信號的傳遞。上述變電站時間同步和采樣同步系統(tǒng)和方法，通過同步服務(wù)器以均勻時間間隔向同步以太網(wǎng)絡(luò)發(fā)送絕對時間值信號并將所述均勻時間間隔的絕對時間值信號作為采樣同步信號，再由同步以太網(wǎng)絡(luò)模塊接收所述絕對時間值信號，并將所述絕對時間值信號分發(fā)到所述同步采樣自動化裝置，最后通過同步采樣自動化裝置獲取所述絕對時間值信號后，根據(jù)預(yù)設(shè)定的采樣頻率使用所述采樣同步信號進(jìn)行采樣，且同步采樣自動化裝置根據(jù)預(yù)設(shè)定的對時頻率進(jìn)行對時。所述變電站時間同步和采樣同步系統(tǒng)和方法集授時和同步信號于一體，由同步服務(wù)器統(tǒng)一控制，可以降低采樣時間受自動化裝置本身處理能力的差異的影響，從而實(shí)現(xiàn)較好的授時和同步效果，同時對于時間同步信號和采樣同步信號的接收和發(fā)送不需要專門設(shè)計(jì)編碼和譯碼電路。


圖1為本發(fā)明變電站時間同步和采樣同步的系統(tǒng)其中一種實(shí)施例的模塊結(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明變電站時間同步和采樣同步的方法其中一種實(shí)施例的方法流程圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，一種變電站時間同步和采樣同步的系統(tǒng)，包括同步服務(wù)器110、同步以太網(wǎng)絡(luò)模塊120和同步采樣自動化裝置130 ；所述同步服務(wù)器110用于以均勻時間間隔向所述同步以太網(wǎng)絡(luò)模塊120發(fā)送絕對時間值信號并將所述均勻時間間隔的絕對時間值信號作為采樣同步信號，所述同步以太網(wǎng)絡(luò)模塊120用于接收所述絕對時間值信號，并將所述絕對時間值信號分發(fā)到所述同步采樣自動化裝置130，所述同步采樣自動化裝置130用于在獲取所述絕對時間值信號后，根據(jù)預(yù)設(shè)定的的頻率使用所述采樣同步信號進(jìn)行采樣，且同步采樣自動化裝置130根據(jù)預(yù)設(shè)定的對時頻率進(jìn)行對時。所述同步服務(wù)器110是一種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，具有較高計(jì)算能力，能夠提供給多個用戶使用，它具有較精確的時間源和較精確的采樣計(jì)時器，可以按均勻時間間隔向同步以太網(wǎng)絡(luò)發(fā)送絕對時間值，這里的絕對時間在任何時間和任何地點(diǎn)是唯一的。同步服務(wù)器110通過GPS裝置獲得精確的時間后，通過自身精密度較高的時間計(jì)數(shù)器均勻的向同步以太網(wǎng)絡(luò)發(fā)送絕對時間值。然后服務(wù)器把得到的時間作為基準(zhǔn)發(fā)布到同步以太網(wǎng)絡(luò)上。所述同步以太網(wǎng)絡(luò)模塊120可以是采用百兆以上以太網(wǎng)絡(luò)物理層和數(shù)據(jù)鏈路層兩層協(xié)議的所述數(shù)據(jù)分發(fā)器或具有單向數(shù)據(jù)分發(fā)能力的以太網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，所述以太網(wǎng)絡(luò)模塊120利用了現(xiàn)在的以太網(wǎng)物理層和鏈路層的標(biāo)準(zhǔn)，簡化了硬件設(shè)計(jì)和編解碼的工作，且采用單向的分發(fā)式的數(shù)據(jù)傳輸方法，提高了系統(tǒng)同步的性能同時還提高同步的速度。所述同步采樣自動化裝置130是系統(tǒng)中需要在精確時間點(diǎn)完成同步采樣的計(jì)算機(jī)或系統(tǒng)，同步采樣自動化裝置130將獲取的絕對時間值不做轉(zhuǎn)換，直接保存到計(jì)時區(qū)，再由系統(tǒng)標(biāo)注采樣的時間值，也可以直接用于標(biāo)注采樣的時間值，絕對時間值不做轉(zhuǎn)換減少了同步采樣自動化裝置130的運(yùn)算環(huán)節(jié)，有效地避免復(fù)雜的運(yùn)算帶來的差錯。本實(shí)施例通過選擇預(yù)設(shè)定的采樣頻率獲取所述采樣同步信號，且同步采樣自動化裝置選擇相應(yīng)對時頻率獲取所述絕對時間值來完成不同級別的同步采樣和絕對時間值要求，本實(shí)施例中可以將預(yù)設(shè)定的采樣頻率和預(yù)設(shè)定的對時頻率設(shè)定為同一頻率，且均可自由設(shè)定選擇。上述變電站時間同步和采樣同步系統(tǒng)和方法，通過同步服務(wù)器以均勻時間間隔向同步以太網(wǎng)絡(luò)發(fā)送絕對時間值信號并將所述均勻時間間隔的絕對時間值信號作為采樣同步信號，再由同步以太網(wǎng)絡(luò)模塊接收所述絕對時間值信號，并將所述絕對時間值信號分發(fā)到所述同步采樣自動化裝置，最后通過同步采樣自動化裝置獲取所述絕對時間值信號后，根據(jù)預(yù)設(shè)定的采樣頻率使用所述采樣同步信號進(jìn)行采樣，且同步采樣自動化裝置根據(jù)預(yù)設(shè)定的對時頻率進(jìn)行對時。所述變電站時間同步和采樣同步系統(tǒng)和方法集授時和同步信號于一體，由同步服務(wù)器統(tǒng)一控制，可以降低采樣時間受自動化裝置本身處理能力的差異的影響，從而實(shí)現(xiàn)較好的授時和同步效果，同時對于時間同步信號和采樣同步信號的接收和發(fā)送不需要專門設(shè)計(jì)編碼和譯碼電路。在其中一個實(shí)施例中，所述的變電站時間同步和采樣同步的系統(tǒng)，所述同步以太網(wǎng)絡(luò)模塊為數(shù)據(jù)分發(fā)器，所述數(shù)據(jù)分發(fā)器用于接收所述絕對時間值信號，對所述絕對時間值進(jìn)行復(fù)制并分發(fā)到所述同步采樣自動化裝置。在本實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)分發(fā)器為具有單向數(shù)據(jù)分發(fā)能力的以太網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。采用專用芯片對以太網(wǎng)絡(luò)模塊的信號進(jìn)行過濾，對于發(fā)布的絕對時間值信號單向放行，將所述絕對時間值同時復(fù)制到所需的出口網(wǎng)絡(luò)，以便同步采樣自動化裝置按照預(yù)設(shè)定的采樣頻率獲取所述絕對時間值完成時間同步和同步采樣，這樣能夠有效避免信息排隊(duì)等候?qū)е聲r間延遲，可以提高時間同步和采樣同步的性能。相比于通常的數(shù)據(jù)雙向傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分發(fā)機(jī)，僅保留服務(wù)器向需要的同步采樣自動化裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，且采用同時分發(fā)，使得同步效果會更好。在其中一個實(shí)施例中，所述的變電站時間同步和采樣同步的系統(tǒng),所述絕對時間值包括年、月、日、時、分、秒、毫秒、微秒和納秒信息。在本實(shí)施例中所述絕對時間值的信息可以根據(jù)具體的要求自由設(shè)定，可以采用BCD碼、長整型、結(jié)構(gòu)體等編碼方式以廣播方式或組播方式發(fā)布到同步以太網(wǎng)絡(luò)上。本實(shí)施例中確定所述絕對時間值包括年、月、日、時、分、秒、毫秒、微秒和納秒信息為最優(yōu)實(shí)施例。在其中一個實(shí)施例中，所述的變電站時間同步和采樣同步的系統(tǒng)，采用以太網(wǎng)絡(luò)物理層和數(shù)據(jù)鏈路層兩層協(xié)議。如圖2所示，一種變電站時間同步和采樣同步的方法，包括步驟步驟S210，通過同步服務(wù)器以均勻時間間隔向同步以太網(wǎng)絡(luò)發(fā)送絕對時間值信號并將所述均勻時間間隔的絕對時間值信號作為采樣同步信號；
步驟S220，通過同步以太網(wǎng)絡(luò)模塊接收所述絕對時間值信號，并將所述絕對時間值信號分發(fā)到所述同步采樣自動化裝置；步驟S230，通過同步采樣自動化裝置獲取所述絕對時間值信號后，根據(jù)預(yù)設(shè)定的的頻率使用所述采樣同步信號進(jìn)行采樣，且同步采樣自動化裝置根據(jù)預(yù)設(shè)定的對時頻率進(jìn)行對時。在其中一個實(shí)施例中，所述的變電站時間同步和采樣同步的方法，所述通過同步以太網(wǎng)絡(luò)模塊接收所述絕對時間值信號，并將所述絕對時間值信號分發(fā)到所述同步采樣自動化裝置步驟具體為通過數(shù)據(jù)分發(fā)器接收所述絕對時間值信號，對所述絕對時間值進(jìn)行復(fù)制并分發(fā)到所述同步采樣自動化裝置。在其中一個實(shí)施例中，所述的變電站時間同步和采樣同步的方法，所述絕對時間值包括年、月、日、時、分、秒、毫秒、微秒和納秒信息。在其中一個實(shí)施例中，所述的變電站時間同步和采樣同步的方法，所述同步以太網(wǎng)絡(luò)采用以太網(wǎng)絡(luò)物理層和數(shù)據(jù)鏈路層兩層協(xié)議進(jìn)行信號的傳遞。因?yàn)楸景l(fā)明中所述的變電站時間同步和采樣同步的方法是在所述的變電站時間同步和采樣同步的系統(tǒng)的基礎(chǔ)上得來，故不對所述的變電站時間同步和采樣同步的方法部分的有益效果做闡述。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種變電站時間同步和采樣同步的系統(tǒng)，其特征在于，包括同步服務(wù)器、同步以太網(wǎng)絡(luò)模塊和同步采樣自動化裝置；所述同步服務(wù)器用于以均勻時間間隔向所述同步以太網(wǎng)絡(luò)模塊發(fā)送絕對時間值信號并將所述均勻時間間隔的絕對時間值信號作為采樣同步信號，所述同步以太網(wǎng)絡(luò)模塊用于接收所述絕對時間值信號，并將所述絕對時間值信號發(fā)送到所述同步采樣自動化裝置，所述同步采樣自動化裝置用于在獲取所述絕對時間值信號后，根據(jù)預(yù)設(shè)定的采樣頻率使用所述采樣同步信號進(jìn)行采樣，且同步采樣自動化裝置根據(jù)預(yù)設(shè)定的對時頻率進(jìn)行對時。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站時間同步和采樣同步的系統(tǒng)，其特征在于，所述同步以太網(wǎng)絡(luò)模塊為數(shù)據(jù)分發(fā)器，所述數(shù)據(jù)分發(fā)器用于接收所述絕對時間值信號，對所述絕對時間值進(jìn)行復(fù)制并分發(fā)到所述同步采樣自動化裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變電站時間同步和采樣同步的系統(tǒng)，其特征在于，所述絕對時間值包括年、月、日、時、分、秒、毫秒、微秒和納秒信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變電站時間同步和采樣同步的系統(tǒng)，其特征在于，采用以太網(wǎng)絡(luò)物理層和數(shù)據(jù)鏈路層兩層協(xié)議。
5.一種變電站時間同步和采樣同步的方法，其特征在于，包括步驟: 通過同步服務(wù)器以均勻時間間隔向同步以太網(wǎng)絡(luò)發(fā)送絕對時間值信號并將所述均勻時間間隔的絕對時間值信號作為采樣同步信號；通過同步以太網(wǎng)絡(luò)模塊接收所述絕對時間值信號，并將所述絕對時間值信號分發(fā)到所述同步采樣自動化裝置；通過同步采樣自動化裝置獲取所述絕對時間值信號后，根據(jù)預(yù)設(shè)定的采樣頻率使用所述采樣同步信號進(jìn)行采樣，且同步采樣自動化裝置根據(jù)預(yù)設(shè)定的對時頻率進(jìn)行對時。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的變電站時間同步和采樣同步的方法，其特征在于，所述通過同步以太網(wǎng)絡(luò)模塊接收所述絕對時間值信號，并將所述絕對時間值信號分發(fā)到所述同步采樣自動化裝置步驟具體為:通過數(shù)據(jù)分發(fā)器接收所述絕對時間值信號，對所述絕對時間值進(jìn)行復(fù)制并分發(fā)到所述同步采樣自動化裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的變電站時間同步和采樣同步的方法，其特征在于，所述絕對時間值包括年、月、日、時、分、秒、毫秒、微秒和納秒信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的變電站時間同步和采樣同步的方法，其特征在于，采用以太網(wǎng)絡(luò)物理層和數(shù)據(jù)鏈路層兩層協(xié)議進(jìn)行信號的傳遞。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種變電站時間同步和采樣同步的系統(tǒng)，通過同步服務(wù)器以均勻時間間隔向所述同步以太網(wǎng)絡(luò)模塊發(fā)送絕對時間值并將所述均勻時間間隔作為采樣同步信號，再通過同步采樣自動化裝置獲取所述絕對時間值信號后，根據(jù)預(yù)設(shè)定的頻率使用所述采樣同步信號進(jìn)行采樣，且同步采樣自動化裝置根據(jù)預(yù)設(shè)定的對時頻率進(jìn)行對時。本發(fā)明還公開了一種變電站時間同步和采樣同步的方法，該系統(tǒng)和方法集授時和同步信號于一體，由同步服務(wù)器統(tǒng)一控制，可以降低采樣時間受自動化裝置本身處理能力的差異的影響，從而實(shí)現(xiàn)較好的授時和同步效果，同時對于時間同步信號和采樣同步信號的接收和發(fā)送不需要專門設(shè)計(jì)編碼和譯碼電路。
文檔編號H02J13/00GK103078401SQ20121054998
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月17日
發(fā)明者劉瑋, 翟瑞聰, 謝善益, 王紅斌, 孟源源, 范穎, 周剛, 朱文俊, 羅穎婷, 汪巨森, 潘關(guān)焱 申請人:廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院, 武漢深博微科技有限公司