星地多源授时和PTP网络精确对时的关键技术研究和应用

500 kV智能变电站主要实现一次设备数字化化、二次设备智能化、测控数传网络化、系统授时多源化。介绍了华东电网500kV玉山智能变电站采用北斗和GPS卫星、铯原子时钟经SDH光通道的多源授时技术,开发支持IEEE1588-2008网络测控系统的精确时钟同步协议(以下简称精确对时协议或PTP)主时钟模块,融入智能化变电站统一的同步时钟系统,实现光纤互感器合并单元(MU)、PTP网络交换机、智能测控单元、智能保护装置、智能操作箱等网络精确时间同步。通过试验检测和数据分析,为智能变电站推广星地多源授时和网络精确对时的统一时钟同步系统积累实践经验。     

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。     

智能变电站专用通信设备的关键技术

针对智能变电站信息流的特点,提出了一种基于IEC61850标准的专用智能通信设备的开发方案。分析了智能变电站目前采用的工业以太网交换机在经济成本和技术应用方面的情况,探讨了未来智能变电站对通信设备的特有应用需求。专用通信设备摈弃了工业以太网技术使用的数据处理机制,采用虚专线、层次化的OAM、端到端的QoS、精确时钟同步以及标准建模等技术,优化了网络资源配置管理,提高了通信设备的信息传输效率以及网络性能。     

贵州电网智能变电站时间同步系统的应用

随着智能电网的推广建设,智能变电站已成为变电站的主要发展方向。智能变电站采用电子式互感器、合并单元、智能终端等设备来实现过程层采样、跳闸及信号的数字化。由此,智能变电站中的保护、测量、控制等功能需要多类装置在数据同步的基础上完成。智能变电站采用DL/T860通信规约,实现了全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化,支持智能化的一次设备和网络化的二次设备,能实现各厂家设备间的互操作和信息共享,能用网络实现跳合闸、联闭锁功能,因此其时间同步系统要求远高于传统变电站。     

智能变电站二次设备仿真测试技术研究

介绍了智能变电站二次设备仿真测试技术国内外研究动态,通过搭建的仿真测试系统,开展了对智能变电站全站通信系统、网络性能、时钟同步系统等测试技术的研究。     

基于现场可编程门阵列的硬件时钟同步方法

基于工业以太网的分布式系统为实现高精度的同步数据采集和控制,对时钟同步提出了较高的要求。对基于嵌入式软件的时钟同步方案中同步精度较低的原因进行分析,提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的硬件时钟同步方法。使用FPGA对IEEE1588协议进行解析,采用FPGA和硬件描述语言设计时间戳获取、晶振频率补偿和时钟同步算法等模块。对基于工业以太网的分布式系统进行了测试,结果表明系统达到了亚微秒级的精度。     

通信技术课堂——智能变电站

智能变电站技术是变电站自动化技术发展中具有里程碑意义的一次变革,其主要特征是“一次设备智能化,二次设备网络化,符合IEC61850标准”,即智能变电站内的信息全部做到智能,信息传递实现网络化,通信模型达到标准化,使各种设备和功能共享统一的信息平台。这使得智能变电站在系统可靠性、经济性、维护简便性方面均比常规变电站有大幅度提升。     

新一代智能变电站技术浅析

从主要技术优势、智能化一次设备、网络化二次系统、防误操作逻辑以及调试过程易出现问题等主要方面分析了新一代智能变电站典型设备及技术,系统地介绍了新一代智能变电站调试及运行维护技术,对智能变电站建设、改造工程及运行维护等方面具有较大的参考价值。     

智能变电站精密时钟同步系统的研究

智能变电站作为智能电网的基本单元,其时钟同步精度的高低严重影响着全站信息化、自动化的实现效率。为提高变电站时钟系统的同步精度,文章对智能变电站NTP和IEEE1588时钟同步对时方式进行了对比分析,并根据同步报文时间戳的产生与识别以及变电站的过程层与站控层网络的拓扑结构,将精密时间同步系统嵌入到智能变电站过程层和站控层。最后通过精度测试验证满足IEC61850标准最高T5等级(1μs)的要求。     

智能变电站合并单元时钟同步方法

介绍了合并单元的同步方法和IEEE1588时钟同步系统的授时原理。利用卫星时钟和本地时钟互补的特点,把IEEE1588秒脉冲与本地晶振时钟相结合进行锁相处理产生高精度同步时钟,再将该时钟进行倍频处理后向高压侧设备发送同步采样命令。分析了异常情况时的处理方法,并针对合并单元进行组网。该方法理论上可以满足智能变电站对时钟精度的要求。     

IEEE1588协议在智能变电站应用的模型分析及测试研究

为了解决普通对时模式在分布式以太网络中对时精度低或专网施工复杂等问题,在智能变电站以太网络中引入IEEE1588时钟同步协议。分析和研究了IEEE1588普通时钟、边界时钟和透明时钟模型的校准特性和时钟属性,并搭建智能变电站仿真网络结构模型,进行模型验证和校准特性仿真测试验证,仿真测试结果表明IEEE1588协议应用在智能变电站以太网络中提高了时钟同步精度,简化了智能变电站网络结构,具有推广应用的现实价值。     

基于PTP的数字化变电站时钟同步技术的应用研究

介绍了IEEE1588标准定义的PTP(Precise Time Protocol)的原理和同步模型,详细分析了协议实现高精度同步的特殊机制。根据IEC61850所定义的同步精度要求及通信拓扑结构,给出了协议在变电站通信网络中的应用方案并,讨论了冗余性问题。     

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。     

智能变电站中智能组件的时间测试方法

IEEE1588作为一种高精度的分布式网络时间同步技术,对智能变电站的建设非常重要。首先介绍IEEE1588时间同步原理,给出其同步过程和2种链路延时测量机制的同步补偿算法;接着提出智能组件在同步时其时间相关可测试内容,包括智能组件作为主时钟或从时钟时的精密时间协议时间同步精度,采样值报文采样均匀度及其输出时间,面向通...     

基于SDH地面链路传输的PTP时间同步系统

针对变电站智能化建设方案及智能电网对电力自动化系统同步的要求,对电力自动化系统的同步方式做了分析和比较,提出了利用电力通信SDH网络在电网内实现IEEE 1588精准时间协议(PTP)的同步体系。新的同步体系基于SDH地面链路传输、天地互备,实现了通信与电力自动化同步系统的整合。最后展望了在整个电力系统网络实现PTP同步的前景。     

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。     

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...     

智能变电站无线站域测试系统的同步策略研究

为解决智能变电站现场站域测试时无线分布式数据的时间同步问题,提出了一种适用于无线数据通信的多终端同步控制策略。介绍了智能变电站的站域测试系统及其实现的关键性问题,说明了网络传输延时不确定对IEEE 1588网络时钟同步协议的影响,研究了基于单点对多点无线通信系统同步的样本滤波、同步校正、时域跟随等问题,并给出了实施方案。实验结果表明,无线通信下经同步控制后时间精度可达微秒级,能够满足智能变电站系统级测试对时间同步的需求。     

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。     

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。