一種智能變電站應(yīng)用的高精度同步系統(tǒng)檢測裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種智能變電站應(yīng)用的高精度同步系統(tǒng)檢測裝置，包括：衛(wèi)星時(shí)鐘信號接收單元、同步裝置的信號接入與分析單元、同步/誤碼信號仿真輸出單元、被同步裝置的同步/誤碼效果反饋檢測單元、被同步裝置自守時(shí)能力檢測單元。本發(fā)明的裝置能夠?qū)ν叫盘栠M(jìn)行解析與統(tǒng)計(jì)，通過利用對同步信號進(jìn)行高精度的同步測量技術(shù)，給出源信號的正確率、穩(wěn)定性與完整性，而且能夠模擬輸出同步信號，既可采取與同步信號的同步輸出也可采取人為可控的誤碼輸出方法，還能對被同步裝置在收到同步或經(jīng)配置的對時(shí)信號后所反饋的信號進(jìn)行檢測，從而對智能變電站中時(shí)鐘同步系統(tǒng)完整的鏈路進(jìn)行全面科學(xué)的檢測。
【專利說明】一種智能變電站應(yīng)用的高精度同步系統(tǒng)檢測裝置
【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】，具體涉及到一種智能變電站應(yīng)用的高精度同步系統(tǒng)檢測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]相對于傳統(tǒng)變電站，智能變電站對時(shí)間同步網(wǎng)絡(luò)的要求更高更嚴(yán)格，而市面上的各種時(shí)間同步裝置卻參差不齊:接口類型不規(guī)范、同步時(shí)間長、同步信號穩(wěn)定性差、自守時(shí)能力差、網(wǎng)絡(luò)負(fù)載能力不足等問題屢有發(fā)生。另外，智能變電站中時(shí)間同步裝置出現(xiàn)異常和故障時(shí)，各類被同步裝置應(yīng)該如何響應(yīng)并沒有統(tǒng)一的規(guī)范。所以，一旦時(shí)間同步裝置在運(yùn)行中出現(xiàn)故障，被授時(shí)設(shè)備的運(yùn)行將受到影響，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致整個(gè)電網(wǎng)時(shí)間混亂，給電力系統(tǒng)帶來損失。為了保障智能變電站的正常運(yùn)行，必須對每一種入網(wǎng)的時(shí)間同步裝置和被同步裝置進(jìn)行全面的時(shí)間同步特性檢測。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明提供一種智能變電站應(yīng)用的高精度同步系統(tǒng)檢測裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)對智能變電站各種智能設(shè)備的同步特性檢測。
[0004]本發(fā)明的一種智能變電站應(yīng)用的高精度同步系統(tǒng)檢測裝置，包括:衛(wèi)星時(shí)鐘信號接收單元、同步裝置的信號接入與分析單元、同步/誤碼信號仿真輸出單元、被同步裝置的同步/誤碼效果反饋檢測單元、被同步裝置自守時(shí)能力檢測單元，其中，
[0005]所述衛(wèi)星時(shí)鐘信號接收單元，用于接收衛(wèi)星時(shí)鐘信號，并基于接收到的衛(wèi)星時(shí)鐘信號對自身的時(shí)鐘和守時(shí)精度進(jìn)行校準(zhǔn)；
[0006]所述同步裝置的信號接入與分析單元，用于接收智能變電站的通用同步信號，并對所述通用同步信號進(jìn)行解析和同步分析，測量同步信號的質(zhì)量；
[0007]所述同步/誤碼信號仿真輸出單元，用于對所述通用同步信號進(jìn)行仿真以生成模擬同步/誤碼信號，并將所述模擬同步/誤碼信號作為信號源輸出給被同步裝置；
[0008]所述被同步裝置的同步/誤碼效果反饋檢測單元，用于在所述同步/誤碼信號仿真輸出單元輸出的模擬同步/誤碼信號的作用下，監(jiān)測并分析被同步裝置的反饋信息，得到被同步裝置的響應(yīng)特性；
[0009]所述被同步裝置自守時(shí)能力檢測單元，用于檢測被同步裝置接收到同步信號并校正本地時(shí)鐘后，所述被同步裝置在同步信號撤出的情況下的守時(shí)能力及同步特性。
[0010]所述同步裝置的信號接入與分析單元，檢測所述通用同步信號的脈沖信號、IRIG系列時(shí)間報(bào)文、串口對時(shí)報(bào)文的準(zhǔn)確度，獲得包括上升沿、時(shí)間準(zhǔn)確度、脈沖寬度、信號幅值、調(diào)制比、頻率抖動、時(shí)間質(zhì)量位的相關(guān)參數(shù)，實(shí)時(shí)顯示所述相關(guān)參數(shù)及信號波形；并對TTL、RS232、RS485、空接點(diǎn)、光纖各接口類型的待測信號進(jìn)行電平自動識別及輸入電路切換。
[0011]所述同步裝置的信號接入與分析單元，對所述通用同步信號進(jìn)行高精度采樣，獲取所述通用同步信號的低電平到高電平的上升時(shí)間以及信號幅值；獲取所述通用同步信號的上升時(shí)刻及下降時(shí)刻，計(jì)算所述通用同步信號的脈沖寬度并通過比較所述通用同步信號上升時(shí)刻與裝置的內(nèi)部時(shí)鐘分頻的IPPS時(shí)刻，得到所述通用同步信號的時(shí)間準(zhǔn)確度；獲取IRIG-B碼的碼元周期，計(jì)算出信號調(diào)制比；對IRIG系列時(shí)間報(bào)文內(nèi)容進(jìn)行解析，獲取包括時(shí)間質(zhì)量位、校驗(yàn)位的碼元信息，并進(jìn)行正誤判斷。
[0012]所述同步裝置的信號接入與分析單元，對所述通用同步信號的PTP及NTP/SNTP報(bào)文加蓋硬件時(shí)間戳，實(shí)時(shí)發(fā)出響應(yīng)報(bào)文并加蓋發(fā)送時(shí)間戳，解析并獲取報(bào)文時(shí)間準(zhǔn)確度、IP地址、MAC地址、路徑延遲、端口號的信息。
[0013]所述同步/誤碼信號仿真輸出單元生成誤碼信號包括:解析并修改同步信號的時(shí)間，輸出間隔；調(diào)整PPS/PPM/PPH脈沖，包括調(diào)整脈沖的間隔時(shí)間，調(diào)高或調(diào)低脈沖電平，延展或縮短脈沖寬度，使脈沖邊沿的爬升速率變陡或變緩；調(diào)整IRIG系列時(shí)間報(bào)文特性及報(bào)文內(nèi)容，包括對幀速、幀長、碼元長度、脈沖上升時(shí)間、脈沖抖動時(shí)間、秒準(zhǔn)時(shí)沿的時(shí)間準(zhǔn)確度的調(diào)整。
[0014]所述被同步裝置的同步/誤碼效果反饋檢測單元，在被同步裝置接收到所述同步/誤碼信號仿真輸出單元輸出的模擬同步/誤碼信號后，檢測所述被同步裝置輸出的對時(shí)信號，通過同步/異步數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)，對所述對時(shí)信號的采樣值報(bào)文、時(shí)間報(bào)文進(jìn)行解析，提取時(shí)標(biāo)信息并分析其穩(wěn)定性、完整性。
[0015]所述被同步裝置自守時(shí)能力檢測單元，通過對被同步裝置進(jìn)行授時(shí)/非授時(shí)對比測試，檢測被同步裝置的自守時(shí)能力。
[0016]所述被同步裝置自守時(shí)能力檢測單元，還用于同時(shí)監(jiān)控多臺被同步裝置，檢測多臺設(shè)備的協(xié)作同步性能。
[0017]本發(fā)明的方案能夠?qū)ν叫盘栠M(jìn)行解析與統(tǒng)計(jì)，通過利用對同步信號進(jìn)行高精度的同步測量技術(shù)，給出源信號的正確率、穩(wěn)定性與完整性，而且能夠模擬輸出同步信號，既可采取與同步信號的同步輸出也可采取人為可控的誤碼輸出方法，還能對被同步裝置在收到同步或經(jīng)配置的對時(shí)信號后所反饋的信號進(jìn)行檢測，從而對智能變電站中時(shí)鐘同步系統(tǒng)完整的鏈路進(jìn)行全面科學(xué)的檢測。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]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)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例給出的一種智能變電站應(yīng)用的高精度同步系統(tǒng)檢測裝置的結(jié)構(gòu)方框圖；
[0020]圖2為本發(fā)明裝置中同步/誤碼信號仿真輸出單元在誤碼仿真輸出時(shí)進(jìn)行脈沖同步信號調(diào)整的上升沿示意圖；
[0021]圖3為本發(fā)明裝置中同步/誤碼信號仿真輸出單元在誤碼仿真輸出時(shí)進(jìn)行脈沖同步信號脈沖寬度調(diào)整的上升沿示意圖；
[0022]圖4為本發(fā)明裝置中同步/誤碼信號仿真輸出單元在誤碼仿真輸出時(shí)進(jìn)行脈沖同步信號脈沖間隔調(diào)整的上升沿圖；
[0023]圖5為本發(fā)明裝置中同步/誤碼信號仿真輸出單元在誤碼仿真輸出時(shí)進(jìn)行IRIG-B(DC)碼元信號調(diào)整的示意圖；
[0024]圖6為本發(fā)明裝置中同步/誤碼信號仿真輸出單元在誤碼仿真輸出時(shí)進(jìn)行IRIG-B(DC)秒準(zhǔn)時(shí)沿的時(shí)間準(zhǔn)確度調(diào)整的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]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。
[0026]如圖1所示，本發(fā)明一實(shí)施例提供的一種智能變電站應(yīng)用的高精度同步系統(tǒng)檢測裝置，包括:衛(wèi)星時(shí)鐘信號接收單元、同步裝置的信號接入與分析單元、同步/誤碼信號仿真輸出單元、被同步裝置的同步/誤碼效果反饋檢測單元、被同步裝置自守時(shí)能力檢測單元，其中，
[0027]所述衛(wèi)星時(shí)鐘信號接收單元，用于接收衛(wèi)星時(shí)鐘信號，并基于接收到的衛(wèi)星時(shí)鐘信號對自身的時(shí)鐘和守時(shí)精度進(jìn)行校準(zhǔn)；
[0028]所述同步裝置的信號接入與分析單元，用于接收智能變電站的通用同步信號，并對所述通用同步信號進(jìn)行解析和同步分析，測量同步信號的質(zhì)量；
[0029]具體地，所述同步裝置的信號接入與分析單元可以檢測所述通用同步信號的脈沖信號、IRIG系列時(shí)間報(bào)文、串口對時(shí)報(bào)文的準(zhǔn)確度，獲得包括上升沿、時(shí)間準(zhǔn)確度、脈沖寬度、信號幅值、調(diào)制比、頻率抖動、時(shí)間質(zhì)量位的相關(guān)參數(shù)，實(shí)時(shí)顯示所述相關(guān)參數(shù)及信號波形；并對TTL、RS232、RS485、空接點(diǎn)、光纖各接口類型的待測信號進(jìn)行電平自動識別及輸入電路切換。
[0030]具體地，所述同步裝置的信號接入與分析單元還可以對所述通用同步信號進(jìn)行高精度采樣，獲取所述通用同步信號的低電平到高電平的上升時(shí)間以及信號幅值；獲取所述通用同步信號的上升時(shí)刻及下降時(shí)刻，計(jì)算所述通用同步信號的脈沖寬度并通過比較所述通用同步信號上升時(shí)刻與裝置的內(nèi)部時(shí)鐘分頻的IPPS時(shí)刻，得到所述通用同步信號的時(shí)間準(zhǔn)確度；獲取IRIG-B碼的碼元周期，計(jì)算出信號調(diào)制比；對IRIG系列時(shí)間報(bào)文內(nèi)容進(jìn)行解析，獲取包括時(shí)間質(zhì)量位、校驗(yàn)位的碼元信息，并進(jìn)行正誤判斷。
[0031]具體地，所述同步裝置的信號接入與分析單元還可以對所述通用同步信號的PTP及NTP/SNTP報(bào)文加蓋硬件時(shí)間戳，實(shí)時(shí)發(fā)出響應(yīng)報(bào)文并加蓋發(fā)送時(shí)間戳，解析并獲取報(bào)文時(shí)間準(zhǔn)確度、IP地址、MAC地址、路徑延遲、端口號的信息。
[0032]所述同步/誤碼信號仿真輸出單元，用于對所述通用同步信號進(jìn)行仿真以生成模擬同步/誤碼信號，并將所述模擬同步/誤碼信號作為信號源輸出給被同步裝置；
[0033]具體地，所述同步/誤碼信號仿真輸出單元生成誤碼信號包括:解析并修改同步信號的時(shí)間，輸出間隔；調(diào)整PPS/PPM/PPH脈沖，包括調(diào)整脈沖的間隔時(shí)間，調(diào)高或調(diào)低脈沖電平，延展或縮短脈沖寬度，使脈沖邊沿的爬升速率變陡或變緩；調(diào)整IRIG系列時(shí)間報(bào)文特性及報(bào)文內(nèi)容，包括對幀速、幀長、碼元長度、脈沖上升時(shí)間、脈沖抖動時(shí)間、秒準(zhǔn)時(shí)沿的時(shí)間準(zhǔn)確度的調(diào)整。
[0034]如圖2所示，同步/誤碼信號仿真輸出單元能夠?qū)γ}沖同步信號的邊沿的爬升速率進(jìn)行調(diào)整；
[0035]如圖3所示，同步/誤碼信號仿真輸出單元能夠?qū)γ}沖同步信號的脈沖寬度進(jìn)行調(diào)整；
[0036]如圖4所示，同步/誤碼信號仿真輸出單元能夠?qū)γ}沖同步信號脈沖間隔進(jìn)行調(diào)整；
[0037]如圖5所示，同步/誤碼信號仿真輸出單元能夠?qū)RIG-B (DC)碼元信號進(jìn)行調(diào)整；
[0038]如圖6所示，同步/誤碼信號仿真輸出單元能夠?qū)RIG-B (DC)秒準(zhǔn)時(shí)沿的時(shí)間準(zhǔn)確度進(jìn)行調(diào)整。
[0039]所述被同步裝置的同步/誤碼效果反饋檢測單元，用于在所述同步/誤碼信號仿真輸出單元輸出的模擬同步/誤碼信號的作用下，監(jiān)測并分析被同步裝置的反饋信息，得到被同步裝置的響應(yīng)特性；
[0040]具體地，所述被同步裝置的同步/誤碼效果反饋檢測單元可以在被同步裝置接收到所述同步/誤碼信號仿真輸出單元輸出的模擬同步/誤碼信號后，檢測所述被同步裝置輸出的對時(shí)信號，通過同步/異步數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)，對所述對時(shí)信號的采樣值報(bào)文、時(shí)間報(bào)文進(jìn)行解析，提取時(shí)標(biāo)信息并分析其穩(wěn)定性、完整性。
[0041]所述被同步裝置自守時(shí)能力檢測單元，用于檢測被同步裝置接收到同步信號并校正本地時(shí)鐘后，所述被同步裝置在同步信號撤出的情況下的守時(shí)能力及同步特性。
[0042]具體地，所述被同步裝置自守時(shí)能力檢測單元可以通過對被同步裝置進(jìn)行授時(shí)/非授時(shí)對比測試，檢測被同步裝置的自守時(shí)能力。
[0043]可選地，所述被同步裝置自守時(shí)能力檢測單元還可以用于同時(shí)監(jiān)控多臺被同步裝置，檢測多臺設(shè)備的協(xié)作同步性能。
[0044]本發(fā)明的方案能夠?qū)ν叫盘栠M(jìn)行解析與統(tǒng)計(jì)，通過利用對同步信號進(jìn)行高精度的同步測量技術(shù)，給出源信號的正確率、穩(wěn)定性與完整性，而且能夠模擬輸出同步信號，既可采取與同步信號的同步輸出也可采取人為可控的誤碼輸出方法，還能對被同步裝置在收到同步或經(jīng)配置的對時(shí)信號后所反饋的信號進(jìn)行檢測，從而對智能變電站中時(shí)鐘同步系統(tǒng)完整的鏈路進(jìn)行全面科學(xué)的檢測。
[0045]本發(fā)明裝置作為智能變電站關(guān)鍵測試設(shè)備，將填補(bǔ)我國智能變電站時(shí)間同步特性檢測全套解決方案方面的空白，對提高智能變電站基礎(chǔ)理論研究水平、保障智能變電站可靠運(yùn)行具有重要意義。
[0046]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】
1.一種智能變電站應(yīng)用的高精度同步系統(tǒng)檢測裝置，其特征在于，所述裝置包括:衛(wèi)星時(shí)鐘信號接收單元、同步裝置的信號接入與分析單元、同步/誤碼信號仿真輸出單元、被同步裝置的同步/誤碼效果反饋檢測單元、被同步裝置自守時(shí)能力檢測單元，其中， 所述衛(wèi)星時(shí)鐘信號接收單元，用于接收衛(wèi)星時(shí)鐘信號，并基于接收到的衛(wèi)星時(shí)鐘信號對自身的時(shí)鐘和守時(shí)精度進(jìn)行校準(zhǔn)； 所述同步裝置的信號接入與分析單元，用于接收智能變電站的通用同步信號，并對所述通用同步信號進(jìn)行解析和同步分析，測量同步信號的質(zhì)量； 所述同步/誤碼信號仿真輸出單元，用于對所述通用同步信號進(jìn)行仿真以生成模擬同步/誤碼信號，并將所述模擬同步/誤碼信號作為信號源輸出給被同步裝置； 所述被同步裝置的同步/誤碼效果反饋檢測單元，用于在所述同步/誤碼信號仿真輸出單元輸出的模擬同步/誤碼信號的作用下，監(jiān)測并分析被同步裝置的反饋信息，得到被同步裝置的響應(yīng)特性； 所述被同步裝置自守時(shí)能力檢測單元，用于檢測被同步裝置接收到同步信號并校正本地時(shí)鐘后，所述被同步裝置在同步信號撤出的情況下的守時(shí)能力及同步特性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述同步裝置的信號接入與分析單元，檢測所述通用同步信號的脈沖信號、IRIG系列時(shí)間報(bào)文、串口對時(shí)報(bào)文的準(zhǔn)確度，獲得包括上升沿、時(shí)間準(zhǔn)確度、脈沖寬度、信號幅值、調(diào)制比、頻率抖動、時(shí)間質(zhì)量位的相關(guān)參數(shù)，實(shí)時(shí)顯示所述相關(guān)參數(shù)及信號波形；并對TTL、RS232、RS485、空接點(diǎn)、光纖各接口類型的待測信號進(jìn)行電平自動識別及輸入電路切換。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述同步裝置的信號接入與分析單元，對所述通用同步信號進(jìn)行高精度采樣，獲取所述通用同步信號的低電平到高電平的上升時(shí)間以及信號幅值；獲取所述通用同步信號的上升時(shí)刻及下降時(shí)刻，計(jì)算所述通用同步信號的脈沖寬度并通過比較所述通用同步信號上升時(shí)刻與裝置的內(nèi)部時(shí)鐘分頻的IPPS時(shí)刻，得到所述通用同步信號的時(shí)間準(zhǔn)確度；獲取IRIG-B碼的碼元周期，計(jì)算出信號調(diào)制比；對IRIG系列時(shí)間報(bào)文內(nèi)容進(jìn)行解析，獲取包括時(shí)間質(zhì)量位、校驗(yàn)位的碼元信息，并進(jìn)行正誤判斷。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述同步裝置的信號接入與分析單元，對所述通用同步信號的PTP及NTP/SNTP報(bào)文加蓋硬件時(shí)間戳，實(shí)時(shí)發(fā)出響應(yīng)報(bào)文并加蓋發(fā)送時(shí)間戳，解析并獲取報(bào)文時(shí)間準(zhǔn)確度、IP地址、MAC地址、路徑延遲、端口號的信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述同步/誤碼信號仿真輸出單元生成誤碼信號包括:解析并修改同步信號的時(shí)間，輸出間隔；調(diào)整PPS/PPM/PPH脈沖，包括調(diào)整脈沖的間隔時(shí)間，調(diào)高或調(diào)低脈沖電平，延展或縮短脈沖寬度，使脈沖邊沿的爬升速率變陡或變緩；調(diào)整IRIG系列時(shí)間報(bào)文特性及報(bào)文內(nèi)容，包括對幀速、幀長、碼元長度、脈沖上升時(shí)間、脈沖抖動時(shí)間、秒準(zhǔn)時(shí)沿的時(shí)間準(zhǔn)確度的調(diào)整。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述被同步裝置的同步/誤碼效果反饋檢測單元，在被同步裝置接收到所述同步/誤碼信號仿真輸出單元輸出的模擬同步/誤碼信號后，檢測所述被同步裝置輸出的對時(shí)信號，通過同步/異步數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)，對所述對時(shí)信號的采樣值報(bào)文、時(shí)間報(bào)文進(jìn)行解析，提取時(shí)標(biāo)信息并分析其穩(wěn)定性、完整性。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述被同步裝置自守時(shí)能力檢測單元，通過對被同步裝置進(jìn)行授時(shí)/非授時(shí)對比測試，檢測被同步裝置的自守時(shí)能力。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述被同步裝置自守時(shí)能力檢測單元，還用于同時(shí)監(jiān)控多臺被同步裝置，檢`測多臺設(shè)備的協(xié)作同步性能。
【文檔編號】H04L7/04GK103595582SQ201310554147
【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】王宇, 鄧虎, 徐長寶, 高吉普, 戴宇, 張小波, 孟楊, 熊漢 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