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。     

PTP时钟同步协议分析及应用探讨

介绍了基于IEC61588的PTP时钟同步原理,将PTP网络与其他网络时钟同步协议进行了对比.同时,分析了PTP实现的关键技术以及影响时钟同步精度的因素.最后,提出了PTP在电力系统中的适用场合.     

满足IEC61850要求的站用时钟服务器

基于IEC61850标准体系的数字化变电站,要求时钟提供SNTP软件授时和光脉冲硬件对时.提出了利用GPS接收器与FPGA+CPU微机系统实现时钟服务器方案.其中FPGA实现脉冲信号硬件对时,CPU系统实现SNTP协议软件授时,CPU与FPGA间通过数据总线联系,传递显示时间、IRIG-B码数据和同步状态等信息.详细介绍了时钟的授时原理、硬件设计、软件实现以及守时功能.该时钟服务器满足了IEC61850的要求,守时精度达到晶振稳定度水平.     

精确时钟同步协议的以太网实现方法

基于IEEE1588标准,介绍了精确时钟协议的时钟类型与报文种类。分析了主、从时钟间采用同步报文实现时钟同步的机制,以及同步间隔与网络负荷、同步精度之间的关系,指出了同步紧随报文的作用和使用条件。给出了报文时间标记点在以太网中的准确定义、PTP子域到以太网多播地址之间的映射和PTP报文到以太网报文之间的映射,提供了精确时钟同步协议在以太网中实现的具体方法。     

满足IEC61850要求的站用时钟服务器

基于IEC61850标准体系的数字化变电站,要求时钟提供SNTP软件授时和光脉冲硬件对时。提出了利用GPS接收器与FPGA+CPU微机系统实现时钟服务器方案。其中FPGA实现脉冲信号硬件对时,CPU系统实现SNTP协议软件授时,CPU与FPGA间通过数据总线联系,传递显示时间、IRIG-B码数据和同步状态等信息。详细介绍了时钟的授时原理、硬件设计、软件实现以及守时功能。该时钟服务器满足了IEC61850的要求,守时精度达到晶振稳定度水平。     

网络时间协议在电力监控系统时钟同步中的应用

电力监测系统是一个复杂的分布式系统,对时钟同步精度有着不同层次的需求。文章在介绍实现时钟同步的3种机制(硬时钟同步、软时钟同步、混合时钟同步)以及网络时间协议(NTP)原理的前提下,针对电力监控系统的特点,给出了一个结合GPS授时和NTP对时的分层混合时钟同步方案,并指出了今后改进的方向。     

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.     

基于电力通信网的时间同步系统建设研究

根据电力系统对时间同步要求高精度和高安全性的原则,在现有基础上采用IEEE1588v2精确时间同步协议传输时间同步信息,建立北斗/GPS双模授时和SDH网络地面传输授时相结合的时间同步网络。系统能够实现多个时钟源灵活切换,空中与地面授时互备。通过建立模拟测试方案对该授时系统的精确性和可靠性进行验证,测试结果表明,时间同步系统不仅提高了系统的可靠性,而且提高了同步的精度,更好地支撑电力系统通信网络。     

基于IEEE1588同步时钟的故障行波定位系统

提出了一种基于PTP(IEEE1588)的故障行波定位系统。分析了PTP同步时钟原理;搭建了故障行波定位PTP同步时钟网络;最后,阐述了影响PTP时钟同步网的主要因素。相比于GPS行波定位系统,该同步网络成本低,不受气候、位置、环境等因素影响,能够满足各个行波故障定位系统之间的时间统一需求,简单可靠,具有明显优越性,对维护电网安全运行与社会稳定具有重要意义。     

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。     

基于生命周期评价的不同电源对环境影响的比较

用生命周期评价方法对工业固体废弃物焚烧发电、生物质气化发电、风力发电、天然气燃气蒸汽联合循环发电等几种电源型式对环境的影响,进行了编目分析,计算了其污染物排放量,并且都与燃煤发电进行了比较。     

基于微位移的超分辨重建技术研究

CCD图像传感器广泛用于图像采集,受其内部结构和外部条件的影响,采集到的图像质量不能满足人们的需求,通过硬件改进提高图像质量面临经济与技术两方面的难题。为此本文利用多幅微位移图像间的冗余信息重建出高分辨率图像,既低成本又易实现。针对CCD与目标物间有相对微位移来获取序列低分辨率图像的情况,采用一种解线性方程组的方法对采集到的4幅微位移图像进行重建,并对这种算法进行优化。实验结果图可清晰地看到重建图像可分辨更多线对,高频信息量增加,算法具有较好的效果。     

基于PMU的状态估计的研究

传统的状态估计是基于单相纯正弦模型的,但实际电力系统的三相并不是完全对称,这就导致了传统的状态估计存在着固有的误差.随着基于GPS同步相量测量单元(PMU)的应用和计算机技术的发展,该文提出了一种以PMU为基础的三相状态估计和谐波状态估计算法以消除这种固有误差.利用PMU的电压幅值测量值和相角测量值与SCADA原有的测量值构成的混和量测系统一起用于状态估计,从而提高网络的可观测性及状态估计的精度,来弥补传统状态估计的不足.所以这种算法可根本解决系统三相不平衡和状态向量非纯正弦带来的误差问题.最后讨论了对该算法的评估方法.     

基于串口通信的DSP在线烧写技术研究

为了解决DSP嵌入式系统某些特殊应用场合升级不方便、维护困难的问题,提出了一种基于串口通信向片内Flash在线烧写程序的方法.描述了该在线烧写方法的基本思想和实现步骤,并结合工程实际需要,优化了接收升级指令的时机,并在片内Flash设置应用程序备份区,进一步提高了烧写的可靠性和安全性,增强了系统的容错性和自愈恢复能力.实验结果表明,该方法有效可行,方便可靠,相比于传统基于JTAG烧写,可摆脱仿真器进行程序升级,提高了嵌入式系统的可维护性.     

基于PSCAD/EMTDC的电网GIC影响仿真分析

地磁暴在电网中产生的地磁感应电流影响电力系统运行,研究地磁感应电流在电网中的分布、大小及影响等问题有重要意义。在提出了研究我国电网地磁感应电流影响问题必要性的基础上,给出了基于平面波理论的地表面势的算法,以及用PSCAD／EMTDC软件分析电网地磁感应电流影响的思路,并对仿真分析中的仿真条件、理论依据、注意事项等问题进行了讨论,最后给出了仿真实例的分析结果。实例分析表明,我国电网的地磁感应电流问题是有必要深入研究的课题,PSCAD／EMTDC软件是分析电网地磁感应电流影响的有效工具和最佳选择。     

基于TMS320C6747的SVPWM实现方法研究

空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation)是逆变系统设计的是重要方法之一,本文详细介绍了SVPWM方法,探究了使用数字信号处理器TMS320C6747生成SVPWM波的方法和实现过程。对SVPWM实现的软件和硬件均进行了设计,并在此基础进行了实验,实验表明该逆变系统的具有良好的可行性、有效性和可靠性。     

基于SOPC的舵机控制器研究

研究一种开放式全数字舵机控制器。控制器采用了全数字三闭环控制,实现了舵机位置伺服控制功能,其中位置环采用PID参数模糊自整定的算法,电流环、速度环作为内环采用PI调节的算法,并对采用PID参数模糊自整定的算法和传统PID算法所得的结果进行了对比分析。实验结果表明,系统有较好的鲁棒性和动、静态性能,可达到位置跟踪效果。     

基于光生物效应的办公空间采光研究初探

该文将办公室天然采光与光生物效应相结合,通过分析在不同光气候、季节时段、采光口朝向、亮度水平的天然采光条件下,人眼瞳孔大小、主观感受等变化规律,研究在光生物效应作用下,天然光的光色（光谱分布）、光照强度（亮度）与人的视觉心理生理变化之间的关系,整理在不同光色下瞳孔变化与亮度水平函数关系式,以期能提出符合节能要求、有利于办公人员身心健康及提高工作效率的办公空间采光环境方案,完善办公空间天然采光的健康模式,从而进一步促进绿色照明和健康照明。     

基于Linux的SCADA系统后台服务器的研究

随着微机技术的不断发展，以Linux为代表的自由软件越来越多地应用于各个领域。针对自由软件Linux应用到电力SCADA系统后台服务器中这一课题进行了可行性研究。通过与传统的Unix工作站后台服务器相比较，提出了基于PC／Linux的SCADA后台服务器。     

基于CORBA实现OPC技术探索

OPC（过程控制中的对象链接与嵌入技术）是工业控制和生产自动化领域中硬件和软件之间的接口标准，近年来在电力系统广泛应用。它是一种基于DCOM（分布式组件对象模型）的技术。由于DCOM的平台相关性，不利于OPC技术的进一步应用。而代表分布对象技术主流的CORBA（通用对象请求代理体系结构）技术具有跨平台、语言无关等突出优点，本文尝试采用CORBA技术实现OPC技术。探讨了基于CORBA实现OPC技术的解决方案，通过具体的实现过程展示了方案的可行性，并通过测试用例和应用实例验证了方案的实用性和有效性。基于CORBA实现OPC技术，将大大提高OPC技术跨平台、跨语言应用的能力，使其成为一种更广泛适用的标准。