基于工業(yè)以太網(wǎng)直連接入環(huán)的智能配電網(wǎng)ieee1588校時同步系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種配電網(wǎng)校時同步系統(tǒng)，特別涉及一種基于工業(yè)以太網(wǎng)直連接入環(huán)的智能配電網(wǎng)IEEE1588校時同步系統(tǒng)。包括骨干層和接入層，骨干層的主站關口交換機連接上級網(wǎng)傳精確時鐘裝置，主站關口交換機和子站交換機連接形成環(huán)形結構，接入層第一關口交換機和第二關口交換機連接在子站交換機兩側后再與接入層交換機相連接形成環(huán)形結構，主站關口交換機、第一關口交換機和第二關口交換機設置為邊界時鐘，子站交換機和接入層交換機設置為透明時鐘，配電終端裝置設置為普通時鐘。本發(fā)明技術簡單、時間精度高、對GPS依賴性小、既節(jié)省費用擴展度又好、覆蓋地域廣闊、很好的適應接入層是直連接入環(huán)、能夠滿足智能配電網(wǎng)時間同步要求。
【專利說明】基于工業(yè)以太網(wǎng)直連接入環(huán)的智能配電網(wǎng)IEEE1588校時同步系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種配電網(wǎng)校時同步系統(tǒng)，特別涉及一種基于工業(yè)以太網(wǎng)直連接入環(huán)的智能配電網(wǎng)IEEE1588校時同步系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]當前輸電網(wǎng)的各個骨干節(jié)點時間同步精度已經達到了較高標準，配網(wǎng)自動化覆蓋的中壓節(jié)點時間同步精度仍然比較低。在智能配電網(wǎng)的建設中，具有同步相量采集功能的智能配電網(wǎng)廣域測控體系是智能配電網(wǎng)的關鍵支撐技術，要實現(xiàn)智能配電網(wǎng)安全分析和測控平臺建設、智能配電網(wǎng)廣域保護和事件管理、智能配電網(wǎng)無縫自愈等技術必需讓配電網(wǎng)的校時精度達到微秒級，所以對智能配電網(wǎng)精確時間同步體系建設研究具有重要的實際意義。
[0003]當前電力系統(tǒng)的時間同步研究以變電站自動化為主，主要采用的技術有:GPS對時、秒脈沖對時、IRIG-B碼、簡單網(wǎng)絡時間協(xié)議SNTP、精確時間同步協(xié)議PTP等。其中GPS同步精度高，但成本昂貴不適合在配電網(wǎng)大量節(jié)點中應用，且其穩(wěn)定性安全性也不十分可靠；秒脈沖和IRIG-B編碼同步也能達到較高精度，但需要額外對時專用線路，無法應用在配電網(wǎng)這種跨度距離比較大的分布式系統(tǒng)中；SNTP網(wǎng)絡報文同步對時精度只能達到ms級。IEEE1588又叫分布式控制與測量系統(tǒng)的精確時間同步協(xié)議PTP，它在以太網(wǎng)中通過校時包并在底層打時間戳來同步網(wǎng)絡達到亞微秒級的時間精度，該協(xié)議可以復用以太網(wǎng)通信網(wǎng)絡，對資源占用低，無需鋪設額外線路，能降低系統(tǒng)建設成本。目前IEEE1588在電力系統(tǒng)中的應用研究大多集中在變電站自動化領域，配電網(wǎng)中的應用處于起步階段。且已有大量國內外廠家成熟的支持IEEE1588協(xié)議的交換機產品。
[0004]光纖通信以其大容量帶寬、強抗干擾能力、相對低廉的成本、低誤碼率、高速率、保密性好等可靠穩(wěn)定的通信品質成為配電網(wǎng)通信系統(tǒng)的首選技術。隨著IP業(yè)務的大量增加，光纖以太網(wǎng)技術在配電網(wǎng)通信系統(tǒng)骨干層和接入層中逐漸成為首選技術。以千兆以太環(huán)網(wǎng)構建配電自動化骨干網(wǎng)，以百兆工業(yè)以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)構建配電自動化接入網(wǎng)的方案成為配電網(wǎng)自動化通信系統(tǒng)建設的典型方案。本發(fā)明就此典型方案為基礎，研究一種采用IEEE1588復用基于光纖以太網(wǎng)技術配電網(wǎng)通信系統(tǒng)的校時體系。

【發(fā)明內容】

[0005]根據(jù)以上現(xiàn)有技術中的不足，本發(fā)明要解決的問題是:提供一種技術簡單、時間精度高、對GPS依賴性小、既節(jié)省費用擴展度又好、覆蓋地域廣闊、尤其適應接入層是直連接入環(huán)結構、能夠滿足智能配電網(wǎng)時間同步要求的基于工業(yè)以太網(wǎng)直連接入環(huán)的智能配電網(wǎng)IEEE1588校時同步系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0007]所述的基于工業(yè)以太網(wǎng)直連接入環(huán)的智能配電網(wǎng)IEEE1588校時同步系統(tǒng)，包括骨干層和接入層，骨干層包括一個主站關口交換機和多個子站交換機，主站關口交換機連接上級網(wǎng)傳精確時鐘裝置，主站關口交換機和子站交換機通過千兆光纖接口連接形成環(huán)形結構，接入層包括第一關口交換機、第二關口交換機和多個接入層交換機，第一關口交換機和第二關口交換機通過百兆光纖接口分別連接在子站交換機兩側后再與接入層交換機相連接形成環(huán)形結構，第一關口交換機、第二關口交換機和接入層交換機均連接配電終端裝置，主站關口交換機、第一關口交換機和第二關口交換機設置為邊界時鐘，子站交換機和接入層交換機設置為透明時鐘，配電終端裝置設置為普通時鐘；
[0008]基于工業(yè)以太網(wǎng)直連接入環(huán)的智能配電網(wǎng)IEEE1588校時同步方法步驟如下:
[0009]I)骨干層的主站關口交換機接收來自上級網(wǎng)傳精確時鐘裝置的時鐘源報文，通過將主站關口交換機設置為邊界時鐘，主站關口交換機接收到上級時間報文后將此報文終結，然后主站關口交換機根據(jù)所接收到的信息更新本地時鐘；
[0010]2)骨干層的主站關口交換機將更新后的本地時鐘作為主時鐘，通過主時鐘端口將報文信息發(fā)送給連接在骨干層上的其他的子站交換機，子站交換機均設置為透明時鐘，在接收到報文信息后不更新自身的時鐘，相當于直接將報文信息轉發(fā)至其它子站交換機；
[0011]3)主站關口交換機在將報文信息傳達到子站交換機的同時，主站關口交換機的校時時鐘穿過子站交換機發(fā)送給接入層內的交換機，若環(huán)阻斷出現(xiàn)在相連接的兩個接入層交換機之間，則主站關口交換機的校時時鐘同時發(fā)送到第一關口交換機和第二關口交換機，第一關口交換機和第二關口交換機均設置為邊界時鐘，第一關口交換機和第二關口交換機接收到報文信息后分別更新本地時鐘，將更新后的本地時鐘分別作為主時鐘發(fā)送給與其相連接的接入層交換機以及與第一關口交換機、第二關口交換機和接入層交換機相連接的配電終端裝置進行校時；若第二關口交換機與子站交換機之前出現(xiàn)環(huán)阻斷，則主站關口交換機的校時時鐘穿透過子站交換機發(fā)送到接入層的第一關口交換機，第一關口交換機完成時間同步后本身作為主時鐘，將報文信息發(fā)送給與其連接的其他接入層交換機、第二關口交換機以及與接入層交換機、第一關口交換機和第二關口交換機連接的配電終端裝置，接入層交換機均設置為透明時鐘。
[0012]在精確時鐘源的統(tǒng)一校時下，骨干層通信環(huán)網(wǎng)覆蓋配網(wǎng)主站(地市調度中心)和配網(wǎng)子站(各個變電站)，接入層環(huán)網(wǎng)由該層兩個關口交換機即第一關口交換機和第二關口交換機從兩邊直接接入本地通信匯聚點骨干層網(wǎng)的子站交換機上，兩個關口交換機通過連接其它所有接入層交換機再加上骨干層的子站交換機形成一個完整的接入環(huán)，覆蓋通信匯聚點的各個開閉所、環(huán)網(wǎng)柜、配電所、柱上開關，最后形成了 IEEE1588協(xié)議在骨干層的大環(huán)與多個接入層小環(huán)直連接入的結構中逐層傳遞的機制。在骨干層的大環(huán)中，選擇位于主站的交換機節(jié)點定義為該層的關口交換機，即主站關口交換機，時鐘類型選擇為邊界時鐘BC，其他節(jié)點為子站交換機，時鐘類型選擇為透明時鐘TC (P2P模式)。在接入層的小環(huán)中，選擇第一關口交換機和第二關口交換機(每個直連接入環(huán)有兩個關口交換機)，時鐘類型選擇為邊界時鐘BC，其他接入層交換機節(jié)點時鐘類型選擇為透明時鐘TC (P2P模式)，配電終端裝置設置為普通時鐘0C。邊界時鐘BC節(jié)點是分割PTP校時子域的邊界，它能形成結構清晰、多個層次分明、相對獨立、對時過程簡便的PTP子域，通過上一層為下一層來一級一級的校時，最終形成一個時鐘校時樹體系。每個PTP子域的Sync報文發(fā)送周期一般為2秒，這兩秒中本地的時鐘誤差會逐漸積累，直到下一次更新。而下一層會在本地2秒積累的誤差加上上一層2秒累積的誤差，層級越多誤差積累必然越多。關口交換機相當于一個時鐘信息流的關口，在環(huán)形網(wǎng)絡與上下級網(wǎng)絡的連接處都由關口交換機把守，將其設置為邊界時鐘BC，使本層與它上下層的校時體系隔開，形成相對獨立的PTP子域，每一層級的通信網(wǎng)作為一個大的校時整體，由本層的關口交換機邊界時鐘BC開始廣播發(fā)送校時包，該層中所有的校時信息都能通過透明時鐘TC無誤差積累地傳送到本層所有時間節(jié)點上。將關口交換機設置為邊界時鐘BC還可以阻斷不同層級間校時信息的流動，減輕了線路和設備的通信負擔，增強校時系統(tǒng)的穩(wěn)定性。按這種方法分割時鐘校時區(qū)域，校時信息在區(qū)縣級骨干層傳遞到它的IOKV配網(wǎng)接入層的終端設備上只需要經過兩層PTP校時域。這樣既保證了將校時誤差控制在最小范圍內，又能形成一個規(guī)模可任意擴展的廣域多層統(tǒng)一校時網(wǎng)絡。
[0013]進一步地優(yōu)選，骨干層的主站關口交換機上設置GPS裝置，子站交換機上設置北斗裝置。當主站關口交換機無法正常接收上級網(wǎng)傳精確時鐘裝置的報文信息時，可以根據(jù)主站關口交換機上設置的GPS裝置進行校時，不需要每個站點都配備GPS裝置，只需要在每層的關口交換機上設置即可，不但能保證校時系統(tǒng)的穩(wěn)定性，還能降低校時系統(tǒng)的成本；在無法正常接收上級網(wǎng)傳精確時鐘裝置的報文信息，主站關口交換機的GPS裝置也發(fā)生故障時，可以通過子站交換機上設置的北斗裝置進行校時，并不是所有的子站交換機都設置有北斗裝置，我們可以根據(jù)需要選擇性的設置，降低校時系統(tǒng)的成本。
[0014]進一步地優(yōu)選，接入層的第一關口交換機設置為邊界時鐘作為第一本地時鐘，第二關口交換機設置為邊界時鐘作為第二本地時鐘。在無法正常接收上級精確時鐘裝置的報文信息時，通過第一關口交換機和第二關口交換機上設置的本地時鐘進行校時。
[0015]進一步地優(yōu)選，主站關口交換機和子站交換機均采用三層工業(yè)以太網(wǎng)交換機。第一關口交換機、第二關口交換機和接入層交換機均采用二層工業(yè)以太網(wǎng)交換機。
[0016]進一步地優(yōu)選，子站交換機和接入層交換機設置為點對點透傳模式。將子站交換機和接入層交換機的透明時鐘TC都設置為點到點(P2P)透明時鐘是為了更進一步減輕線路和設備通信負擔。點到點(P2P)時，相鄰設備間的路徑延時抖動都通過固定周期的定時測量記錄在節(jié)點中，當主時鐘發(fā)送的時間戳信息傳遞到從時鐘時，整個路徑延時抖動和交換機協(xié)議棧抖動都累加到這個主時鐘信息中，從時鐘只需要根據(jù)自己接收到的Sync報文的本地時間，就可以精確算出與主時鐘的時間誤差來調整自己，不需要再發(fā)送Delay-Request、Delay-Response之類后續(xù)報文,相當于主時鐘單向對從時鐘發(fā)送校時信息，不再用乒乓法。E2E透明時鐘仍然相當于用乒乓法來測量整個路徑延時抖動，并且在網(wǎng)絡拓撲變化時(保護倒換)，E2E透明時鐘同步精度可能出現(xiàn)短暫的較大偏差，會導致保護裝置的誤動。
[0017]進一步地優(yōu)選，骨干層的時鐘源優(yōu)先級從高到底依次為上級網(wǎng)傳精確時鐘裝置、主站關口交換機上的GPS裝置和子站交換機上的北斗裝置。接入層的時鐘源優(yōu)先級從高到底依次為上級網(wǎng)傳精確時鐘裝置、第一關口交換機上的第一本地時鐘，第二關口交換機上的第二本地時鐘。
[0018]本發(fā)明所具有的有益效果是:
[0019]所述的基于工業(yè)以太網(wǎng)直連接入環(huán)的智能配電網(wǎng)IEEE1588校時同步系統(tǒng)通過合理的校時體系分層，達到校時網(wǎng)絡規(guī)模擴展度高的效果，合理選擇的時間節(jié)點類型，達到校時層級數(shù)量少、積累誤差小、線路和節(jié)點負荷適當、很好的適應接入層是直連接入環(huán)結構的效果。使用多種時鐘源備用，增強系統(tǒng)的魯棒性，在恰當?shù)攸c注入時間源，使骨干層能節(jié)省大量GPS校時裝置。通過對不同時鐘源進行優(yōu)先級排序，上級通信節(jié)點時鐘信號為一級，主站時鐘源為二級，子站時鐘源設為三級，使系統(tǒng)可以通過BMC算法按照時間源質量始終確定一個時間源作為主時鐘校時，選擇合適的時鐘源注入點，減少區(qū)縣級骨干層時鐘源數(shù)量。通過設置接入層關口交換機為BC，如果接入層出現(xiàn)時間孤島，可以確立一個時間孤島的統(tǒng)一時鐘，盡可能減小影響。
[0020]本發(fā)明采用IEEE1588技術、復用工業(yè)以太網(wǎng)通信系統(tǒng)、通過合理的校時體系分層，選擇合適的時鐘節(jié)點類型，最終形成一個覆蓋所有的配網(wǎng)自動化終端節(jié)點、以上級或本地主站精確時鐘源為主時鐘、多種時鐘源備用、能夠逐級傳遞精確時鐘、網(wǎng)絡冗余切換時自動形成新時鐘樹、精度優(yōu)于I微秒、擴展度好、很好的適應接入層是直連接入環(huán)的廣域多層統(tǒng)一配電網(wǎng)校時網(wǎng)絡，為智能配電網(wǎng)廣域測控系統(tǒng)建設服務。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結構拓撲圖；
[0022]圖2為本發(fā)明的精確時鐘逐層傳遞不意圖；
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖對本發(fā)明的實施例做進一步描述:
[0024]如圖1、圖2所示，本發(fā)明所述的基于工業(yè)以太網(wǎng)直連接入環(huán)的智能配電網(wǎng)IEEE1588校時同步系統(tǒng)，包括骨干層和接入層，其特征在于:骨干層包括一個主站關口交換機和多個子站交換機，主站關口交換機連接上級網(wǎng)傳精確時鐘裝置，主站關口交換機和子站交換機通過千兆光纖接口連接形成環(huán)形結構，接入層包括第一關口交換機、第二關口交換機和多個接入層交換機，第一關口交換機和第二關口交換機通過百兆光纖接口分別連接在子站交換機兩側后再與接入層交換機相連接形成環(huán)形結構，第一關口交換機、第二關口交換機和接入層交換機均連接配電終端裝置，主站關口交換機、第一關口交換機和第二關口交換機設置為邊界時鐘，子站交換機和接入層交換機設置為透明時鐘，配電終端裝置設置為普通時鐘；
[0025]基于工業(yè)以太網(wǎng)直連接入環(huán)的智能配電網(wǎng)IEEE1588校時同步方法步驟如下:
[0026]I)骨干層的主站關口交換機接收來自上級網(wǎng)傳精確時鐘裝置的時鐘源報文，通過將主站關口交換機設置為邊界時鐘，主站關口交換機接收到上級時間報文后將此報文終結，然后主站關口交換機根據(jù)所接收到的信息更新本地時鐘；
[0027]2)骨干層的主站關口交換機將更新后的本地時鐘作為主時鐘，通過主時鐘端口將報文信息發(fā)送給連接在骨干層上的其他的子站交換機，子站交換機均設置為透明時鐘，在接收到報文信息后不更新自身的時鐘，相當于直接將報文信息轉發(fā)至其它子站交換機；
[0028]3)主站關口交換機在將報文信息傳達到子站交換機的同時，主站關口交換機的校時時鐘穿過子站交換機發(fā)送給接入層內的交換機，若環(huán)阻斷出現(xiàn)在相連接的兩個接入層交換機之間，則主站關口交換機的校時時鐘同時發(fā)送到第一關口交換機和第二關口交換機，第一關口交換機和第二關口交換機均設置為邊界時鐘，第一關口交換機和第二關口交換機接收到報文信息后分別更新本地時鐘，將更新后的本地時鐘分別作為主時鐘發(fā)送給與其相連接的接入層交換機以及與第一關口交換機、第二關口交換機和接入層交換機相連接的配電終端裝置進行校時；若第二關口交換機與子站交換機之前出現(xiàn)環(huán)阻斷，則主站關口交換機的校時時鐘穿透過子站交換機發(fā)送到接入層的第一關口交換機，第一關口交換機完成時間同步后本身作為主時鐘，將報文信息發(fā)送給與其連接的其他接入層交換機、第二關口交換機以及與接入層交換機、第一關口交換機和第二關口交換機連接的配電終端裝置，接入層交換機均設置為透明時鐘。
[0029]其中，骨干層的主站關口交換機上設置GPS裝置，子站交換機上設置北斗裝置，接入層的第一關口交換機設置為邊界時鐘作為第一本地時鐘，第二關口交換機設置為邊界時鐘作為第二本地時鐘。主站關口交換機和子站交換機均采用三層工業(yè)以太網(wǎng)交換機，第一關口交換機、第二關口交換機和接入層交換機均采用二層工業(yè)以太網(wǎng)交換機。子站交換機和接入層交換機設置為點對點透傳模式。
[0030]骨干層的時鐘源優(yōu)先級從高到底依次為上級網(wǎng)傳精確時鐘裝置、主站關口交換機上的GPS裝置和子站交換機上的北斗裝置，接入層的時鐘源優(yōu)先級從高到底依次為上級網(wǎng)傳精確時鐘裝置、第一關口交換機上的第一本地時鐘，第二關口交換機上的第二本地時鐘。
[0031]工作原理:
[0032]配電網(wǎng)通信系統(tǒng)分為骨干層和接入層這兩層。骨干層通信網(wǎng)覆蓋配網(wǎng)主站(地市調度中心)和配網(wǎng)子站(各個變電站)，主站和變電站職的交換機之間的連接均采用IEEE1588協(xié)議。如圖1所示，作為骨干層，主干網(wǎng)絡設計采用三層工業(yè)以太網(wǎng)交換機，通過千兆光纖接口形成環(huán)形網(wǎng)絡，在環(huán)形網(wǎng)絡中啟用動態(tài)路由協(xié)議，實現(xiàn)數(shù)據(jù)路由動態(tài)轉發(fā)。接入層主要用于IOKV配電網(wǎng)各級終端的接入，覆蓋各個開閉所、環(huán)網(wǎng)柜、配電所、柱上開關等。接入層由各通信匯聚點所覆蓋區(qū)域內的二層工業(yè)以太網(wǎng)交換機組成，根據(jù)覆蓋的區(qū)域范圍劃分不同相應的子環(huán)，這種環(huán)是直連接入環(huán)，該環(huán)兩端分別由兩個關口交換機接入本地通信匯聚點的主干網(wǎng)三層交換機上，兩個關口交換機通過連接其它所有該層交換機再加上骨干層交換機，形成一個完整的接入環(huán)。
[0033]在骨干層的大環(huán)中，選擇位于主站的交換機節(jié)點定義為該層的關口交換機，時鐘類型選擇為邊界時鐘BC，其他節(jié)點作為透明時鐘TC (P2P模式)。在接入層的小環(huán)中，選擇關口交換機作為邊界時鐘BC，其他交換機節(jié)點作為透明時鐘TC(P2P模式)。主站交換機接收上級網(wǎng)傳精確時鐘或GPS精確時鐘源信號對本節(jié)點的本地時鐘校時，主站骨干層交換機把本地時鐘作為主時鐘，把報文發(fā)送給連接在骨干網(wǎng)上的其它子站交換機。由于子站交換機設置為透明時鐘TC，自身的時鐘不進行更新，相當于此時主時鐘端口發(fā)送的校時報文穿過透明時鐘TC到達下一個透明時鐘TC或者與其相連的接入層的關口交換機上，在該層一個校時周期結束時可以對所有接入層的關口交換機完成一次校時。所有接入層的關口交換機完成了時間同步后，本身再作為主時鐘將校時報文發(fā)送給連接的其它交換機或本身的配電終端設備，該校時報文穿過相連的透明時鐘TC到達下一個透明時鐘TC或者與其相連的配電終端裝置上。時鐘校時區(qū)域分割和節(jié)點配置如圖2所示，按照此分割和配置模式可以形成一個廣域多層統(tǒng)一校時網(wǎng)絡。
[0034]骨干層時鐘源注入和冗余的實現(xiàn):骨干層校時網(wǎng)絡的主時鐘是主站關口交換機連接上級骨干網(wǎng)絡的通信接口，通過該口接收上級網(wǎng)傳精確時鐘,對該交換機的本地時鐘同步，然后再向連接該層校時網(wǎng)絡的所有BC廣播校時。備用時鐘源是連接在主站關口交換機上的GPS衛(wèi)星同步對時裝置和連接在骨干層其它子站交換機上的北斗衛(wèi)星同步對時裝置。時鐘源優(yōu)先級分別依次設置為:上級網(wǎng)傳精確時鐘、關口交換機上的GPS裝置、子站骨干交換機上的北斗裝置和本地時鐘。當主時鐘失效時，節(jié)點通過BMC算法，自動更新切換到次級備用時鐘源，使它成為新的主時鐘，從而形成新的校時樹。骨干環(huán)路通過網(wǎng)管系統(tǒng)使它在圖示邏輯鏈接處斷開，形成一個樹狀校時體系。
[0035]接入層時鐘源注入和冗余的實現(xiàn):通信網(wǎng)直連接入環(huán)時，把兩個關口交換機設置為邊界時鐘BC，其中第一關口交換機的優(yōu)先級要高于第二關口交換機，這樣時間同步樹的形成會比較方便，避免校時沖突。正常狀態(tài)時，由上級網(wǎng)傳精確時鐘給其中一個關口交換機校時，再由它向所有的配電終端裝置和第二關口交換機校時。線路發(fā)生環(huán)保護時，由上級網(wǎng)傳精確時鐘分別給兩邊的關口交換機校時，再由它們給各自相連PTP子域校時。時間孤島時，由一邊的關口交換機作為主時鐘源向所有的配電終端裝置和另一個的關口交換機校時。同時發(fā)生時間孤島和線路環(huán)保護時，相當于形成了兩個時間孤島，每一個由它的關口交換機作為主時鐘源校時。
[0036]本發(fā)明采用分層原則，把每一個通信環(huán)(包括骨干層的大環(huán)與接入層的小環(huán))看做成一個時鐘校時區(qū)域，在每個時鐘校時區(qū)域內選擇少量交換機節(jié)點時鐘類型設置為BC，作為本時鐘校時區(qū)域內的主時鐘；其他節(jié)點設置為TC。這樣可以達到系統(tǒng)校時層級數(shù)量少、誤差積累小、線路和節(jié)點負荷適當?shù)男Ч夹g簡單、時間精度高、對GPS依賴性小、既節(jié)省費用擴展度又好、覆蓋地域廣闊、很好的適應接入層是直連接入環(huán)、能夠滿足智能配電網(wǎng)時間同步要求。
【權利要求】
1.一種基于工業(yè)以太網(wǎng)直連接入環(huán)的智能配電網(wǎng)IEEE1588校時同步系統(tǒng)，包括骨干層和接入層，其特征在于:骨干層包括一個主站關口交換機和多個子站交換機，主站關口交換機連接上級網(wǎng)傳精確時鐘裝置，主站關口交換機和子站交換機通過千兆光纖接口連接形成環(huán)形結構，接入層包括第一關口交換機、第二關口交換機和多個接入層交換機，第一關口交換機和第二關口交換機通過百兆光纖接口分別連接在子站交換機兩側后再與接入層交換機相連接形成環(huán)形結構，第一關口交換機、第二關口交換機和接入層交換機均連接配電終端裝置，主站關口交換機、第一關口交換機和第二關口交換機設置為邊界時鐘，子站交換機和接入層交換機設置為透明時鐘，配電終端裝置設置為普通時鐘； 基于工業(yè)以太網(wǎng)直連接入環(huán)的智能配電網(wǎng)IEEE1588校時同步方法步驟如下: 1)骨干層的主站關口交換機接收來自上級網(wǎng)傳精確時鐘裝置的時鐘源報文，通過將主站關口交換機設置為邊界時鐘，主站關口交換機接收到上級時間報文后將此報文終結，然后主站關口交換機根據(jù)所接收到的信息更新本地時鐘； 2)骨干層的主站關口交換機將更新后的本地時鐘作為主時鐘，通過主時鐘端口將報文信息發(fā)送給連接在骨干層上的其他的子站交換機，子站交換機均設置為透明時鐘，在接收到報文信息后不更新自 身的時鐘，相當于直接將報文信息轉發(fā)至其它子站交換機； 3)主站關口交換機在將報文信息傳達到子站交換機的同時，主站關口交換機的校時時鐘穿過子站交換機發(fā)送給接入層內的交換機，若環(huán)阻斷出現(xiàn)在相連接的兩個接入層交換機之間，則主站關口交換機的校時時鐘同時發(fā)送到第一關口交換機和第二關口交換機，第一關口交換機和第二關口交換機均設置為邊界時鐘，第一關口交換機和第二關口交換機接收到報文信息后分別更新本地時鐘，將更新后的本地時鐘分別作為主時鐘發(fā)送給與其相連接的接入層交換機以及與第一關口交換機、第二關口交換機和接入層交換機相連接的配電終端裝置進行校時；若第二關口交換機與子站交換機之前出現(xiàn)環(huán)阻斷，則主站關口交換機的校時時鐘穿透過子站交換機發(fā)送到接入層的第一關口交換機，第一關口交換機完成時間同步后本身作為主時鐘，將報文信息發(fā)送給與其連接的其他接入層交換機、第二關口交換機以及與接入層交換機、第一關口交換機和第二關口交換機連接的配電終端裝置，接入層交換機均設置為透明時鐘。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于工業(yè)以太網(wǎng)直連接入環(huán)的智能配電網(wǎng)IEEE1588校時同步系統(tǒng)，其特征在于:所述的骨干層的主站關口交換機上設置GPS裝置，子站交換機上設置北斗裝置。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于工業(yè)以太網(wǎng)直連接入環(huán)的智能配電網(wǎng)IEEE1588校時同步系統(tǒng)，其特征在于:所述的接入層的第一關口交換機設置為邊界時鐘作為第一本地時鐘，第二關口交換機設置為邊界時鐘作為第二本地時鐘。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的基于工業(yè)以太網(wǎng)直連接入環(huán)的智能配電網(wǎng)IEEE1588校時同步系統(tǒng)，其特征在于:所述的主站關口交換機和子站交換機均采用三層工業(yè)以太網(wǎng)交換機。
5.根據(jù)權利要求1或3所述的基于工業(yè)以太網(wǎng)直連接入環(huán)的智能配電網(wǎng)IEEE1588校時同步系統(tǒng)，其特征在于:所述的第一關口交換機、第二關口交換機和接入層交換機均采用二層工業(yè)以太網(wǎng)交換機。
6.根據(jù)權利要求1所述的基于工業(yè)以太網(wǎng)直連接入環(huán)的智能配電網(wǎng)IEEE1588校時同步系統(tǒng)，其特征在于:所述的子站交換機和接入層交換機設置為點對點透傳模式。
7.根據(jù)權利要求1或2所述的基于工業(yè)以太網(wǎng)直連接入環(huán)的智能配電網(wǎng)IEEE1588校時同步系統(tǒng)，其特征在于:所述的骨干層的時鐘源優(yōu)先級從高到底依次為上級網(wǎng)傳精確時鐘裝置、主站關口交換機上的GPS裝置和子站交換機上的北斗裝置。
8.根據(jù)權利要求1或3所述的基于工業(yè)以太網(wǎng)直連接入環(huán)的智能配電網(wǎng)IEEE1588校時同步系統(tǒng)，其特征在于:所述的接入層的時鐘源優(yōu)先級從高到底依次為上級網(wǎng)傳精確時鐘裝置、第一關口交換機上的第一本地時鐘，第二關口交換機上的第二本地時鐘。
【文檔編號】H02J13/00GK103532231SQ201310462036
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年9月30日 優(yōu)先權日:2013年9月30日
【發(fā)明者】高曉東, 侯梅毅, 咸日常, 蔣濤, 郭東升, 孫銘, 夏鼎, 常建, 魏建莉, 王軍, 李思毛, 朱國防, 馮書瑋 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)山東省電力公司淄博供電公司, 山東大學