一種配電終端的時鐘同步方法以及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明適用于電力領(lǐng)域，提供了一種配電終端的時鐘同步方法以及系統(tǒng)，所述配電終端的時鐘同步方法包括：當(dāng)主時鐘設(shè)備向配電終端發(fā)送第一報文時，所述配電終端接收第一硬件時間戳并獲取接收所述第一報文時的第二硬件時間戳，當(dāng)所述配電終端向所述主時鐘設(shè)備發(fā)送所述第三報文時，所述配電終端獲取發(fā)送所述第三報文時的第三硬件時間戳并接收第四硬件時間戳；然后所述配電終端確定所述配電終端的時鐘與所述主時鐘設(shè)備的時鐘的同步時鐘差，根據(jù)所述同步時鐘差校正所述配電終端的時鐘；保證主時鐘設(shè)備與配電終端之間或每個配電終端相互之間的交互數(shù)據(jù)的正確接收。
【專利說明】—種配電終端的時鐘同步方法以及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力領(lǐng)域，尤其涉及一種配電終端的時鐘同步方法以及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電力系統(tǒng)是時間相關(guān)系統(tǒng)，無論電壓、電流、相角等電參量都是基于時間的變化而變化。電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行對配電終端提出了新的要求，特別是對時間同步，要求繼電保護(hù)裝置、自動化裝置、測量監(jiān)控裝置、能量管理系統(tǒng)和生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)等配電終端基于統(tǒng)一的時間基準(zhǔn)運(yùn)行，以滿足同步采樣、系統(tǒng)穩(wěn)定性判別、線路故障定位、故障錄波、故障分析與事故反演時間一致性要求。
[0003]目前，為了實現(xiàn)每個配電終端的時鐘同步，主時鐘設(shè)備采用時間同步基于網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議(NTP/SNTP )控制各個配電終端的時鐘以實現(xiàn)時鐘同步，通常情況下是時鐘同步的精度可達(dá)到50ms，精度不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明實施例的目的在于提供一種配電終端的時鐘同步方法，通過在主時鐘設(shè)備與配電設(shè)備之間進(jìn)行報文交互以獲取硬件時間戳，進(jìn)一步實現(xiàn)配電設(shè)備的時鐘與主時鐘設(shè)備的時鐘同步，提高時鐘同步的精度。
[0005]一方面，一種配電終端的時鐘同步方法，所述配電終端的時鐘同步方法包括:
[0006]S11，當(dāng)主時鐘設(shè)備向配電終端發(fā)送第一報文時，所述配電終端接收第一硬件時間戳并獲取接收所述第一報文時的第二硬件時間戳，所述第一硬件時間戳為所述主時鐘設(shè)備獲取發(fā)送所述第一報文時的硬件時間戳，當(dāng)所述配電終端向所述主時鐘設(shè)備發(fā)送所述第三報文時，所述配電終端獲取發(fā)送所述第三報文時的第三硬件時間戳并接收第四硬件時間戳，所述第四硬件時間戳為所述主時鐘設(shè)備獲取接收所述第三報文時的硬件時間戳；
[0007]S12，所述配電終端根據(jù)所述第一硬件時間戳、所述第二硬件時間戳、所述第三硬件時間戳以及所述第四硬件時間戳，確定所述配電終端的時鐘與所述主時鐘設(shè)備的時鐘的同步時鐘差；
[0008]S13，所述配電終端根據(jù)所述同步時鐘差校正所述配電終端的時鐘以與所述主時鐘設(shè)備的時鐘同步。
[0009]另一方面，本發(fā)明另一目的在于提供一種配電終端的時鐘同步系統(tǒng)，所述配電終端的時鐘冋步系統(tǒng)包括:
[0010]主時鐘設(shè)備，和一個或多個配電終端；
[0011]所述配電終端，當(dāng)所述主時鐘設(shè)備向所述配電終端發(fā)送第一報文時，接收第一硬件時間戳并獲取接收所述第一報文時的第二硬件時間戳，所述第一硬件時間戳為所述主時鐘設(shè)備獲取發(fā)送所述第一報文時的硬件時間戳，當(dāng)所述配電終端向所述主時鐘設(shè)備發(fā)送所述第三報文時，獲取發(fā)送所述第三報文時的第三硬件時間戳并接收第四硬件時間戳，所述第四硬件時間戳為所述主時鐘設(shè)備獲取接收所述第三報文時的硬件時間戳，根據(jù)所述第一硬件時間戳、所述第二硬件時間戳、所述第三硬件時間戳以及所述第四硬件時間戳，確定所述配電終端的時鐘與所述主時鐘設(shè)備的時鐘的同步時鐘差，根據(jù)所述同步時鐘差校正所述配電終端的時鐘以與所述主時鐘設(shè)備的時鐘同步。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:主時鐘設(shè)備與配電終端進(jìn)行報文交互，配電終端根據(jù)所述第一硬件時間戳、所述第二硬件時間戳、所述第三硬件時間戳以及所述第四硬件時間戳計算出同步時鐘差，并根據(jù)所述同步時鐘差調(diào)整配電終端的時鐘以與所述主時鐘設(shè)備的時鐘同步；從而，保證主時鐘設(shè)備與配電終端之間或每個配電終端相互之間的交互數(shù)據(jù)的正確接收；實現(xiàn)繼電保護(hù)裝置、自動化裝置、測量監(jiān)控裝置、能量管理系統(tǒng)和生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)等配電終端基于統(tǒng)一的時間基準(zhǔn)運(yùn)行。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0014]圖1是本發(fā)明實施例一提供的配電終端的時鐘同步方法的實現(xiàn)流程圖；
[0015]圖2是本發(fā)明實施例二提供的種配電終端的時鐘同步系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0016]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0017]為了說明本發(fā)明所述的技術(shù)方案，下面通過具體實施例來進(jìn)行說明。
[0018]需要說明的是，在本發(fā)明實施例中的“第一”、“第二”、“第三”以及“第四”均為代指，僅用于區(qū)分。
[0019]實施例一:
[0020]圖1示出了本實施例提供的配電終端的時鐘同步方法的實現(xiàn)流程，為了便于描述，僅示出了與本發(fā)明實施例相關(guān)的部分，其實現(xiàn)流程詳述如下:
[0021]S11，當(dāng)主時鐘設(shè)備向配電終端發(fā)送第一報文時，所述配電終端接收第一硬件時間戳并獲取接收所述第一報文時的第二硬件時間戳，所述第一硬件時間戳為所述主時鐘設(shè)備獲取發(fā)送所述第一報文時的硬件時間戳，當(dāng)所述配電終端向所述主時鐘設(shè)備發(fā)送所述第三報文時，所述配電終端獲取發(fā)送所述第三報文時的第三硬件時間戳并接收第四硬件時間戳，所述第四硬件時間戳為所述主時鐘設(shè)備獲取接收所述第三報文時的硬件時間戳；
[0022]在本實施例中，所述硬件時間戳包括第一硬件時間戳、第二硬件時間戳、第三硬件時間戳以及第四硬件時間戳。
[0023]需要說明的是，報文包括所述第一報文和所述第三報文。
[0024]在本實施例中，在分別獲取第一硬件時間戳、第二硬件時間戳、第三硬件時間戳以及第四硬件時間戳?xí)r，主時鐘設(shè)備可以多次與配電終端進(jìn)行報文交互，具體地，主時鐘設(shè)備可以多次向配電終端發(fā)送所述第一報文；或者，配電終端可以多次向主時鐘設(shè)備發(fā)送所述第三報文，主時鐘設(shè)備反饋該第三報文至配電終端。優(yōu)選的是，主時鐘設(shè)備與配電設(shè)備對所述報文進(jìn)行至少2次以上的交互，進(jìn)而分別獲取第一硬件時間戳、第二硬件時間戳、第三硬件時間戳以及第四硬件時間戳，以實現(xiàn)配電終端的時鐘與主時鐘設(shè)備的時鐘同步。
[0025]需要說明的是，主時鐘設(shè)備或配電終端在發(fā)送報文時，會記錄發(fā)送所述報文的軟件時間戳和硬件時間戳。其中，軟件時間戳為主時鐘設(shè)備或配電終端的軟件在發(fā)送所述報文時的時間戳；其中，硬件時間戳為所述報文離開主時鐘設(shè)備或配電終端時的時間戳；因此，發(fā)送所述報文的硬件時間戳的時間晚于發(fā)送所述報文的軟件時間戳。
[0026]同理，主時鐘設(shè)備或配電終端在接收報文時，會記錄接收所述報文的軟件時間戳和硬件時間戳。其中，硬件時間戳為所述報文離開主時鐘設(shè)備或配電終端時的時間戳；其中，軟件時間戳為主時鐘設(shè)備或配電終端的軟件在接收所述報文時的時間戳；因此，接收所述報文的軟件時間戳晚于接收所述報文的硬件時間戳的時間。
[0027]作為本發(fā)明一實施例，所述步驟Sll還包括:
[0028]所述主時鐘設(shè)備向所述配電終端發(fā)送所述第一報文并記錄發(fā)送所述第一報文的第一硬件時間戳，所述配電終端記錄接收所述第一報文的第二硬件時間戳；
[0029]所述主時鐘設(shè)備向所述配電終端發(fā)送攜帶所述第一硬件時間戳的第二報文，所述報文包括所述第二報文。
[0030]在本實施例中，所述第一報文和所述第二報文均為所述報文。
[0031]這樣，所述主時鐘設(shè)備在發(fā)送到第一報文時，所述主時鐘設(shè)備的時間戳單元會獲取發(fā)送所述第一報文時的第一硬件時間戳。另外，所述配電終端在接收到第一報文時，所述配電終端的時間戳單元會獲取接收所述第一報文時的第二硬件時間戳。另外，所述配電終端在接收到第二報文時，所述配電終端會從接收到的所述第二報文中提取出所述第一硬件時間戳。從而，根據(jù)所述第一硬件時間戳和所述第二硬件時間戳，生成主配路徑延遲模型，所述主配路徑延遲模型包括:
[0032]td = (t2+ts)-tl (I),
[0033]其中，所述td為所述通信延遲，所述t2為所述第二硬件時間戳，所述ts為所述同步時鐘差，所述tl為所述第一硬件時間戳。
[0034]同理，作為本發(fā)明一實施例，所述步驟Sll還包括:
[0035]所述配電終端向所述主時鐘設(shè)備發(fā)送所述第三報文并記錄發(fā)送所述第三報文的第三硬件時間戳，所述主時鐘設(shè)備記錄接收所述第三報文的第四硬件時間戳；
[0036]所述主時鐘設(shè)備向所述配電終端發(fā)送攜帶所述第四硬件時間戳的第四報文，所述報文包括所述第四報文。
[0037]在本實施例中，所述第三報文和所述第四報文均為所述報文。
[0038]這樣，所述配電終端在發(fā)送到第三報文時，所述配電終端的時間戳單元會獲取發(fā)送所述第三報文時的第三硬件時間戳。另外，所述主時鐘設(shè)備在接收到第三報文時，所述主時鐘設(shè)備的時間戳單元會獲取接收所述第三報文時的第四硬件時間戳。然后，所述配電終端在接收到所述主時鐘設(shè)備反饋的第四報文時，所述配電終端會從接收到的所述第四報文中提取出所述第四硬件時間戳。從而，根據(jù)所述第四硬件時間戳和所述第三硬件時間戳，生成配主路徑延遲模型，所述配主路徑延遲模型包括:
[0039]td = t4- (t3+ts) (2),[0040]其中，所述t4為所述第四硬件時間戳，所述t3為所述第三硬件時間戳。
[0041]步驟S12，所述配電終端根據(jù)所述第一硬件時間戳、所述第二硬件時間戳、所述第三硬件時間戳以及所述第四硬件時間戳，確定所述配電終端的時鐘與所述主時鐘設(shè)備的時鐘的同步時鐘差。
[0042]在本實施例中，針對報文在所述主時鐘設(shè)備與所述配電終端之間的不同交互流程，確定出所述第一硬件時間戳、所述第二硬件時間戳、所述第三硬件時間戳以及第四硬件時間戳的順序和代表的時間點，以進(jìn)一步計算出所述配電終端的時鐘與所述主時鐘設(shè)備的時鐘的同步時鐘差(用于調(diào)整所述配電終端的時鐘以跟隨所述主時鐘設(shè)備的時鐘，實現(xiàn)所述配電終端的時鐘與所述主時鐘設(shè)備的時鐘同步)。
[0043]優(yōu)選的是，所述步驟S12為:
[0044]所述配電終端根據(jù)通信延遲模型處理所述第一硬件時間戳、所述第二硬件時間戳、所述第三硬件時間戳以及所述第四硬件時間戳，確定通信延遲，所述通信延遲模型為:
【權(quán)利要求】
1.一種配電終端的時鐘同步方法，其特征在于，所述配電終端的時鐘同步方法包括: S11，當(dāng)主時鐘設(shè)備向配電終端發(fā)送第一報文時，所述配電終端接收第一硬件時間戳并獲取接收所述第一報文時的第二硬件時間戳，所述第一硬件時間戳為所述主時鐘設(shè)備獲取發(fā)送所述第一報文時的硬件時間戳，當(dāng)所述配電終端向所述主時鐘設(shè)備發(fā)送所述第三報文時，所述配電終端獲取發(fā)送所述第三報文時的第三硬件時間戳并接收第四硬件時間戳，所述第四硬件時間戳為所述主時鐘設(shè)備獲取接收所述第三報文時的硬件時間戳； S12，所述配電終端根據(jù)所述第一硬件時間戳、所述第二硬件時間戳、所述第三硬件時間戳以及所述第四硬件時間戳，確定所述配電終端的時鐘與所述主時鐘設(shè)備的時鐘的同步時鐘差； S13，所述配電終端根據(jù)所述同步時鐘差校正所述配電終端的時鐘以與所述主時鐘設(shè)備的時鐘同步。
2.如權(quán)利要求1所述的配電終端的時鐘同步方法，其特征在于，所述步驟Sll還包括: 所述主時鐘設(shè)備向所述配電終端發(fā)送所述第一報文并記錄發(fā)送所述第一報文的第一硬件時間戳，所述配電終端記錄接收所述第一報文的第二硬件時間戳； 所述主時鐘設(shè)備向所述配電終端發(fā)送攜帶所述第一硬件時間戳的第二報文。
3.如權(quán)利要求2所述的配電終端的時鐘同步方法，其特征在于，所述步驟Sll還包括: 所述配電終端向所述主時鐘設(shè)備發(fā)送所述第三報文并記錄發(fā)送所述第三報文的第三硬件時間戳，所述主時鐘設(shè)備記錄接收所述第三報文的第四硬件時間戳； 所述主時鐘設(shè)備向所述配電終端發(fā)送攜帶所述第四硬件時間戳的第四報文。
4.如權(quán)利要求1至3任一所述的配電終端的時鐘同步方法，所述步驟S12，具體為: 所述配電終端根據(jù)通信延遲模型處理所述第一硬件時間戳、所述第二硬件時間戳、所述第三硬件時間戳以及所述第四硬件時間戳，確定通信延遲，所述通信延遲模型為:
td = ~[(t2 -.1l) -1- (Μ -.β)], 其中，所述tl為所述第一硬件時間戳，所述t2為所述第二硬件時間戳，所述t3為所述第三硬件時間戳，所述t4為所述第四硬件時間戳，所述td為所述通信延遲； 所述配電終端根據(jù)所述第一硬件時間戳、所述第二硬件時間戳以及所述通信延遲生成第一同步時鐘差模型，根據(jù)所述第三硬件時間戳、所述第四硬件時間戳以及所述通信延遲生成第二同步時鐘差模型，根據(jù)所述第一同步時鐘差模型或所述第二同步時鐘差模型計算出所述同步時鐘差， 所述第一同步時鐘差模型為:ts = td-(t2-tl), 所述第二同步時鐘差模型為:ts = (t4-t3)-td, 其中，所述ts為所述同步時鐘差。
5.一種配電終端的時鐘同步系統(tǒng)，其特征在于，所述配電終端的時鐘同步系統(tǒng)包括: 主時鐘設(shè)備，和一個或多個配電終端； 所述配電終端，當(dāng)所述主時鐘設(shè)備向所述配電終端發(fā)送第一報文時，接收第一硬件時間戳并獲取接收所述第一報文時的第二硬件時間戳，所述第一硬件時間戳為所述主時鐘設(shè)備獲取發(fā)送所述第一報文時的硬件時間戳，當(dāng)所述配電終端向所述主時鐘設(shè)備發(fā)送所述第三報文時，獲取發(fā)送所述第三報文時的第三硬件時間戳并接收第四硬件時間戳，所述第四硬件時間戳為所述主時鐘設(shè)備獲取接收所述第三報文時的硬件時間戳，根據(jù)所述第一硬件時間戳、所述第二硬件時間戳、所述第三硬件時間戳以及所述第四硬件時間戳，確定所述配電終端的時鐘與所述主時鐘設(shè)備的時鐘的同步時鐘差，根據(jù)所述同步時鐘差校正所述配電終端的時鐘以與所述主時鐘設(shè)備的時鐘同步。
6.如權(quán)利要求5所述的配電終端的時鐘同步系統(tǒng)，其特征在于， 所述主時鐘設(shè)備，還用于向所述配電終端發(fā)送所述第一報文并記錄發(fā)送所述第一報文的第一硬件時間戳，向所述配電終端發(fā)送攜帶所述第一硬件時間戳的第二報文。 所述配電終端，還用于接收所述第一報文并記錄接收所述第一報文的第二硬件時間戳，接收所述第二報文以提取出所述第一硬件時間戳。
7.如權(quán)利要求6所述的配電終端的時鐘同步系統(tǒng)，其特征在于， 所述配電終端，還用于向所述主時鐘設(shè)備發(fā)送所述第三報文并記錄發(fā)送所述第三報文的第三硬件時間戳，接收第四報文以提取出所述第四硬件時間戳； 所述主時鐘設(shè)備，還用于接收所述第三報文并記錄接收所述第三報文的第四硬件時間戳，向所述配電終端發(fā)送攜帶所述第四硬件時間戳的所述第四報文。
8.如權(quán)利要求5至7任一所述的配電終端的時鐘同步系統(tǒng)，其特征在于， 所述配電終端，還用于根據(jù)通信延遲模型處理所述第一硬件時間戳、所述第二硬件時間戳、所述第三硬件時間戳以及所述第四硬件時間戳，確定通信延遲，所述通信延遲模型為:
1
td = -[{t2-t\)+ {tA-?)], 其中，所述tl為所述第一硬件時間戳，所述t2為所述第二硬件時間戳，所述t3為所述第三硬件時間戳，所述t4為所述第四硬件時間戳，所述td為所述通信延遲； 所述配電終端，還用于根據(jù)所述第一硬件時間戳、所述第二硬件時間戳以及所述通信延遲生成第一同步時鐘差模型，根據(jù)所述第三硬件時間戳、所述第四硬件時間戳以及所述通信延遲生成第二同步時鐘差模型，根據(jù)所述第一同步時鐘差模型或所述第二同步時鐘差模型計算出所述同步時鐘差，所述第一同步時鐘差模型為:ts = td-(t2-tl)，所述第二同步時鐘差模型為:ts = (t4_t3)_td，其中，所述ts為所述同步時鐘差。
【文檔編號】H04L7/00GK103546270SQ201310499418
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月22日
【發(fā)明者】汪誠, 王慶海 申請人:航天科工深圳（集團(tuán)）有限公司