基于IEEE 1588的智能变电站时钟同步技术方案

本文分析了智能变电站采用IEEE 1588时钟同步技术的应用可行性,围绕过程层交换机时钟模型、IED设备时钟模型、通信模式、映射协议栈、时钟冗余等几个关键问题进行了分析,给出了基于IEEE 1588时钟同步技术的智能变电站全站对时方案,华东电网IEEE 1588互操作性测试表明智能变电站采用IEEE 1588技术可以满足对时精度。     

一种改进IEEE1588协议的时钟同步方法

针对IEEE1588协议基于网络进行时钟同步偏差较大的问题,提出一种改进IEEE1588协议的时钟同步方法,在分析IEEE1588协议的基础上,对影响同步精度的时钟偏差和频率偏差进行建模,利用二阶Kalman滤波算法对时钟偏差和频率偏差进行递推,并通过Allan方差验证噪声特性,不断修正时钟偏差。最后,在实验室环境下设计了三组测试方案对改进后的时钟同步精度进行测试,并比较改进后的同步方法与IEEE1588协议同步方法的精度,验证改进同步方法的有效性和优越性。     

智能变电站IEEE 1588同步时延优化方法

针对智能变电站时间同步过程中通信网络的路径时延抖动导致同步精度下降问题,提出一种基于IEEE 1588时间同步协议的时延优化方法。首先分析智能变电站环境下路径时延抖动同步误差过程,实现同步误差产生机理的量化分析;然后阐述所提出的同步时延优化方法,方法在IEEE 1588协议框架下实现从时钟的基本时钟补偿基础上,拓展时延测量机制获取路径时延抖动的时钟补偿最佳估计值,实现从时钟同步时间的二次时钟补偿,减少路径时延抖动对同步精度影响;最后以智能变电站中典型IEEE 1588协议端到端透明时钟同步模式搭建仿真实验验证所提方法。实验结果表明所提方法能够提高智能变电站中从时钟同步精度和稳定性。     

智能变电站IEEE 1588同步偏差对同步相量量测的影响

IEEE 1588协议所提供的高精度的网络同步方式,在智能变电站网络化通信中具有重要的应用价值。基于抗网络流量能力、时间戳精度和可靠性分析了更适用于智能变电站的IEEE 1588时钟模式。基于过程层网络报文的特征和实际工况,分析了交换机风暴过滤功能及其不足对IEEE 1588同步性能的影响。搭建了智能变电站过程层三网合一硬件时钟性能测试平台,测试了虚拟局域网(VLAN)正常或失效时IEEE 1588同步受背景流量的影响。通过仿真分析了交换机风暴下同步偏差对相量测量单元(PMU)量测误差的影响。     

智能变电站IEEE1588时钟同步方案对比研究

智能变电站和智能电网的发展对电力系统时钟同步提出了更高的要求,文中阐述了网络时钟同步的基本方法,并着重分析了IEEE 1588实现高精度时钟同步的主要原理.在研制IEEE 1588主时钟、从时钟和交换机的基础上,对点对点IEEE 1588和网络IEEE 1588两种同步方案进行了实验验证.结果表明,两种时钟同步方式均可...     

IEEE1588精确时钟同步协议实施方案的比较

由于IEEE1588具有的高精度和优点,其必将在电力系统内广泛使用。为提升IEEE1588精确时钟同步协议的应用水平,总结了IEEE1588精确时钟同步协议的组网特性和在智能变电站中实际使用的几种实施方案,并比较了各种实施方案的差别以及对同步精度的影响,指出各种实施方案中的关键节点和注意事项,为IEEE1588精确时钟同步协议在智能变电站中进行大面积使用提供一些参考性意见。     

精确时钟同步协议最佳主时钟算法

精确时钟同步协议(IEEE1588)是关于网络测量和控制系统的时间协议,可达到较高的网络对时精度,实现高精度的时间同步.最佳主时钟算法(BMC)是IEEE1588的最主要的核心技术之一,按IEEE1588协议进行时钟同步的系统通过运行最佳主时钟算法来选择系统中的主时钟,其他时钟全以主时钟作为参考进行时钟同步.分析了精确时钟同步协议最佳主时钟算法的组成、相关概念及原理,根据算法的原理和实际要求设计了最佳主时钟算法功能模块,在Linux下用C语言编写程序,实现了最佳主时钟算法,给出了模块的设计流程图,为测试模块的功能,设计了测试验证图.通过验证,所设计的程序能实现最佳主时钟算法.     

基于CORTEX-M3的IEEE 1588协议的实现

随着基于以太网技术在分布式系统的广泛应用,分布式系统时钟同步问题迫切的需要解决.文章提出了基于Cortex-M3的微控制器LM3S8962的IEEE 1588时钟同步协议的实现方案,介绍了LM3S8962芯片硬件时间戳的生成和IEEE 1588从时钟的实现,并分析了影响时钟同步精度的因素.并最终利用LM3S8962硬件平台,实现了IEEE 1588协议.测试结果表明,利用M3芯片内部对IEEE 1588协议硬件支持的功能,可以达到系统高精度的时间同步要求.     

基于IEEE 1588标准的变电站同步网络的研究

介绍了国内现阶段数字化变电站时钟同步技术的应用,比较了现阶段变电站时钟同步技术的技术特点。针对新型数字化变电站高精度时钟同步指标要求,引入能达到亚微秒级对时精度的IEEE 1588时钟同步对时技术,阐述了IEEE1588时钟同步技术原理。基于IEEE1588时钟同步技术,讨论了数字化变电站站内对时网络的3种配置方法。分析了IEEE1588对时技术用于区域电网的局限性,综合全球定位系统（GPS）对时技术和IEEE1588技术提出了一种现阶段最优化的变电站同步时钟网络配置方案。     

智能变电站时钟同步系统中的透明时钟原理分析与实验

高精度的时钟同步对于保证智能变电站继电保护的正常工作具有举足轻重的作用。基于IEEE 1588v2标准的透明时钟的应用可进一步提高智能变电站时钟同步的精度。分析了基于IEEE 1588v2的透明时钟基本原理,从主时钟负载、网络拓扑变化的适应性和同步精度等方面对对等(P2P)透明时钟和端到端(E2E)透明时钟进行了比较和实验研究。结果表明,2种透明时钟均能满足智能变电站1μs的同步精度要求,但P2P透明时钟的整体性能要优于E2E透明时钟,因此建议在智能变电站中采用P2P透明时钟。     

PTP技术在智能变电站中的应用

伴随着变电站自动化系统标准化、智能化、网络化、综合化的发展趋势,智能变电站要求在实现一次设备智能化、二次设备网络化的基础上,建立基于工业以太网的高精度、技术统一的时钟同步系统 因为网络时间协议的精度无法满足智能变电站的微秒级精度要求,所以支持IEEE1588(PTP技术)的工业以太网成为智能变电站时钟同步方式的首选....     

智能变电站IEEE1588时钟同步冗余技术研究

针对智能变电站时钟同步系统现状,提出了基于IEEE1588的时钟同步系统冗余方案。在分析IEEE1588的实现原理及其特点的基础上,提出了单钟方案、双钟互备方案和双钟双扩展方案。重点对双钟互备方案进行了阐述,并详细分析了时钟冗余切换原理和过程。同时,进一步对双钟互备方案在变电站单网和双网模式下,不同网络方案对时钟冗余造成的影响进行了研究。     

卫星时钟与网络时钟互备的广域时间同步方法

为满足智能电网快速发展对广域时间同步的需求,提出了一种卫星时钟与网络时钟互为备用的新型广域时间同步方法。该方法基于对卫星时钟、晶振时钟和网络时钟误差特性的分析,研究了卫星时钟与晶振时钟相结合的高精度同步时钟授时方法,提出了基于IEEE 1588协议网络时钟的报文路径时延改进算法;并在此基础上提出了一种基于高精度同步时钟与网络时钟的分布自治式广域时间同步方案。仿真结果表明,该广域时间同步方案可实现广域网内各时间节点的精确、可靠时间同步,能较好地满足智能电网的时间同步需求。     

基于IEEE 1588的数字化变电站时钟同步技术研究

IEEE 1588是关于网络测量和控制系统的精密时间协议(precision time protocol,PTP)标准,其网络对时精度可达亚ms级。文章介绍了IEEE 1588标准定义的高精度时钟同步的原理以及PTP时钟模型,针对遵循IEC 61850标准的变电站通信网络拓扑结构,提出了IEEE 1588在数字化变电站内的应用方案,讨论了各方案的优缺点,并给出了时钟设备的冗余配置方法及其功能实现。文章从理论上分析了IEEE 1588标准的时钟同步误差,最后从全网的角度探讨了该标准的具体应用策略。     

数字化变电站对时方案分析

详细分析了SNTP、IRIG-B、IEEE1588三种时钟同步方式的原理及特点,并总结了其优点和缺点。在研究了数字化变电站网络拓扑结构的基础上,按照站控层、间隔层和过程层分层讨论数字化变电站的时钟同步网络,结合三种时钟同步方式的特点,为新建变电站推荐时钟同步网络的建设方案,建议在站控层网络采用NTP协议,在过程层采用点对点连接方式时推荐采用IRIG-B,而组网的情况下建议采用IEEE1588,并建议过程层推广应用IEEE1588时钟同步协议。     

IEEE 1588精确时间同步协议的应用方案

阐述了IEEE 1588协议比以往时间同步方式如网络时间协议（NTP）的优点,分析了IEEE 1588协议的2个核心算法———最佳主时钟（BMC）算法和本地时钟同步（LCS）算法,提出了解决IEEE 1588协议在实际应用中不能满足其假设前提的解决方法,在实验室环境中利用ARM9200平台实现了IEEE 1588协议并进行了测试,结果表明其明显优于NTP。该研究工作对于IEEE 1588协议在电力系统中的实际应用具有重要意义。     

PTP1588协议的分析

对精确时钟同步协议（Procision Time Protocol,PTP）的工作原理、时钟模型、延时测量机制、传输协议栈、通信模式进行了深入分析研究。在协议分析的基础上,结合数字化变电站过程层网络的特点和时间同步要求,分析了PTP1588在数字化变电站过程层网络应用的关键点。总结了PTP1588协议的应用思路——PTP1588是一个通用的时间同步协议,对于一个特定应用,应根据此特定应用的网络特点和同步指标要求,在PTP1588协议中选取合适的机制和参数来构建此特定应用的PTP1588时间同步方案。