一種雙主板結(jié)構(gòu)智能變電站仿真調(diào)測(cè)系統(tǒng)的時(shí)間同步方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種時(shí)間同步方法，具體地說(shuō)是一種雙主板結(jié)構(gòu)智能變電站仿真調(diào)測(cè)系統(tǒng)的時(shí)間同步方法，屬于電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)國(guó)家電網(wǎng)公司正在全面建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)的智能電網(wǎng)，即建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)，并實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的信息化、數(shù)字化、自動(dòng)化、互動(dòng)化。網(wǎng)絡(luò)智能節(jié)點(diǎn)的正常工作和作用的發(fā)揮，離不開(kāi)統(tǒng)一的全網(wǎng)時(shí)間基準(zhǔn)。隨著智能變電站一次設(shè)備，二次設(shè)備等的全面智能的使用，對(duì)時(shí)間的精度和穩(wěn)定提出了更苛刻的要求。
[0003]隨著智能變電站的發(fā)展，站內(nèi)設(shè)備的集成度也越來(lái)越高，一些在數(shù)字化變電站中的一二次設(shè)備整合在了一起，發(fā)展成了智能一次設(shè)備；也有一些設(shè)備供應(yīng)商將功能單一且相關(guān)的二次設(shè)備整合在了一起，以雙主板雙系統(tǒng)甚至多主板多系統(tǒng)的形式存在；為了站內(nèi)工作人員的方便，一些站內(nèi)常用的工具也得到了功能的整合，例如智能變電站的仿真平臺(tái)與智能變電站調(diào)測(cè)系統(tǒng)。智能變電站的時(shí)間同步技術(shù)已日趨成熟，站內(nèi)各智能設(shè)備也可獲取較為準(zhǔn)確的時(shí)鐘源，但對(duì)于雙主板、雙系統(tǒng)的設(shè)備，如何實(shí)現(xiàn)采用兩個(gè)主板或兩套系統(tǒng)的一臺(tái)設(shè)備的時(shí)間同步，成為當(dāng)下亟待解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供了一種雙主板結(jié)構(gòu)智能變電站仿真調(diào)測(cè)系統(tǒng)的時(shí)間同步方法，其能夠?qū)崿F(xiàn)智能變電站一臺(tái)設(shè)備的兩個(gè)主板或兩套系統(tǒng)的時(shí)間同步，并且獲取的時(shí)鐘源準(zhǔn)確性高。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是:一種雙主板結(jié)構(gòu)智能變電站仿真調(diào)測(cè)系統(tǒng)的時(shí)間同步方法，其特征是，包括以下步驟:
[0006]選擇時(shí)鐘同步源:確定時(shí)鐘同步參考源，并從時(shí)鐘同步參考源中選擇時(shí)鐘同步源；
[0007]產(chǎn)生時(shí)間同步消息:獲取時(shí)間同步源信息并產(chǎn)生時(shí)間同步消息；
[0008]進(jìn)行時(shí)間同步:將時(shí)間同步消息分發(fā)給各個(gè)單元進(jìn)行時(shí)間同步。
[0009]優(yōu)選地，所述選擇時(shí)鐘同步源的具體過(guò)程為:時(shí)鐘同步參考源來(lái)自與GPS時(shí)間同步器產(chǎn)生的時(shí)鐘同步參考源，以各路時(shí)鐘同步參考源發(fā)出的指示信息為基礎(chǔ)，同時(shí)以硬件的性能統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行輔助，最終選擇最優(yōu)的那路時(shí)鐘同步參考源為時(shí)鐘同步源。
[0010]優(yōu)選地，所述產(chǎn)生時(shí)間同步消息過(guò)程包括以下步驟:利用恒溫晶體振蕩器(0CX0，Oven Controlled Crystal Oscillator)跟隨選定時(shí)鐘同步源輸出的參考PP1S信號(hào)；以參考PP1S信號(hào)上升沿為基準(zhǔn)，采用61.44MHz時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)數(shù)，并測(cè)量61.44MHz時(shí)鐘產(chǎn)生本地PP1S信號(hào)與參考PP1S信號(hào)上升沿的相位計(jì)數(shù)差；通過(guò)滑窗算法進(jìn)行濾波使本地的PP1S信號(hào)與參考PP1S信號(hào)實(shí)現(xiàn)相位的動(dòng)態(tài)鎖定；產(chǎn)生由供系統(tǒng)內(nèi)的各個(gè)單元統(tǒng)一使用的時(shí)鐘和同步組成的時(shí)間同步消息。
[0011]優(yōu)選地，所述進(jìn)行時(shí)間同步過(guò)程包括以下步驟:將各個(gè)單元與系統(tǒng)MCU之間采用星型結(jié)構(gòu)連接，每個(gè)單元均設(shè)計(jì)一組同步碼流和同步時(shí)鐘且同時(shí)連接系統(tǒng)的主備MCU，主備MCU輸出的同步碼流和同步時(shí)鐘在系統(tǒng)背板上進(jìn)行線(xiàn)與邏輯處理確定主輸出MCU，只有主輸出MCU才能輸出同步碼流和同步時(shí)鐘，另一個(gè)MCU禁止輸出；主輸出MCU將合成后的時(shí)鐘和同步產(chǎn)生同步碼流與系統(tǒng)時(shí)鐘一起分發(fā)給系統(tǒng)內(nèi)的各個(gè)單元，系統(tǒng)內(nèi)的各個(gè)單元進(jìn)行時(shí)間同步。
[0012]優(yōu)選地，主備MCU采用競(jìng)爭(zhēng)的方式進(jìn)行線(xiàn)與邏輯處理確定出主輸出MCU。
[0013]進(jìn)一步地，該雙主板時(shí)間同步方法還包括時(shí)鐘同步源的時(shí)延補(bǔ)償過(guò)程，用以對(duì)時(shí)鐘同步參考源的線(xiàn)路延時(shí)進(jìn)行補(bǔ)償。
[0014]優(yōu)選地，所述時(shí)鐘同步參考源包括GPS時(shí)間同步器產(chǎn)生的IRIG-B碼源；所述時(shí)鐘同步源的時(shí)延補(bǔ)償過(guò)程包括對(duì)GPS天饋的時(shí)延補(bǔ)償過(guò)程，所述對(duì)GPS天饋的時(shí)延補(bǔ)償過(guò)程通過(guò)配置接收機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，具體補(bǔ)償值根據(jù)天饋長(zhǎng)度現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算得出或者設(shè)定為默認(rèn)出廠(chǎng)值180nso
[0015]優(yōu)選地，所述時(shí)鐘同步參考源包括IEEE 1588V2帶內(nèi)時(shí)鐘源；所述時(shí)鐘同步源的時(shí)延補(bǔ)償過(guò)程包括IEE 1588V2帶內(nèi)同步方式下的線(xiàn)路時(shí)延補(bǔ)償過(guò)程；對(duì)IEE 1588V2帶內(nèi)同步方式下的線(xiàn)路時(shí)延補(bǔ)償采用1588調(diào)整算法來(lái)補(bǔ)償。
[0016]優(yōu)選地，所述時(shí)鐘同步源的時(shí)延補(bǔ)償過(guò)程包括外接同步接口的時(shí)延補(bǔ)償過(guò)程，對(duì)外接同步接口的時(shí)延補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償值根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)同步電纜長(zhǎng)度來(lái)確定，設(shè)定補(bǔ)償值后通過(guò)配置CPLD來(lái)實(shí)現(xiàn)時(shí)延補(bǔ)償。
[0017]本發(fā)明的有益效果如下:
[0018]本發(fā)明首先確定時(shí)鐘同步參考源，并對(duì)時(shí)鐘同步參考源進(jìn)行質(zhì)量評(píng)估從中選擇時(shí)鐘同步源，這樣不僅可以選擇合適的時(shí)鐘同步參考源，并且保證了獲取時(shí)鐘源的準(zhǔn)確性；然后獲取時(shí)間同步源信息并產(chǎn)生時(shí)間同步消息，充分利用時(shí)間同步源的長(zhǎng)穩(wěn)特性和0CX0的短穩(wěn)特性，產(chǎn)生系統(tǒng)可用的高穩(wěn)時(shí)鐘和同步，供設(shè)備系統(tǒng)內(nèi)的各單元統(tǒng)一使用；最后將時(shí)間同步消息分發(fā)給各個(gè)單元進(jìn)行時(shí)間同步。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)采用兩個(gè)主板結(jié)構(gòu)智能變電站仿真與調(diào)測(cè)系統(tǒng)的時(shí)間同步，解決了現(xiàn)有雙主板雙系統(tǒng)設(shè)備存在的時(shí)間同步問(wèn)題。
[0019]為了獲得更準(zhǔn)確的時(shí)間同步源信息，本發(fā)明還對(duì)時(shí)鐘同步參考源的線(xiàn)路延時(shí)進(jìn)行了補(bǔ)償，確保了時(shí)鐘同步源輸出的參考PP1S信號(hào)盡可能絕對(duì)同步，避免了因線(xiàn)路延時(shí)等原因產(chǎn)生過(guò)大的同步偏移，通過(guò)更精確的補(bǔ)償以達(dá)到更高的時(shí)鐘保持精度。
【附圖說(shuō)明】
[0020]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明:
[0021]圖1是變電站仿真與調(diào)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0022]圖2是本發(fā)明的方法流程圖；
[0023]圖3是變電站仿真與調(diào)測(cè)系統(tǒng)同步碼流和同步時(shí)鐘的信號(hào)拓?fù)鋱D；
[0024]圖4是MCU與各個(gè)單元的TPI接口之間采用星型連接的結(jié)構(gòu)圖。
[0025]圖5是本發(fā)明對(duì)時(shí)鐘同步源進(jìn)行時(shí)延補(bǔ)償時(shí)的方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]為能清楚說(shuō)明本方案的技術(shù)特點(diǎn)，下面通過(guò)【具體實(shí)施方式】，并結(jié)合其附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)闡述。下文的公開(kāi)提供了許多不同的實(shí)施例或例子用來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的不同結(jié)構(gòu)。為了簡(jiǎn)化本發(fā)明的公開(kāi)，下文中對(duì)特定例子的部件和設(shè)置進(jìn)行描述。此外，本發(fā)明可以在不同例子中重復(fù)參考數(shù)字和/或字母。這種重復(fù)是為了簡(jiǎn)化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實(shí)施例和/或設(shè)置之間的關(guān)系。應(yīng)當(dāng)注意，在附圖中所圖示的部件不一定按比例繪制。本發(fā)明省略了對(duì)公知組件和處理技術(shù)及工藝的描述以避免不必要地限制本發(fā)明。
[0027]如圖1至圖4所示，本發(fā)明的一種雙主板結(jié)構(gòu)智能變電站仿真調(diào)測(cè)系統(tǒng)的時(shí)間同步方法，所述智能變電站仿真調(diào)測(cè)系統(tǒng)包括被測(cè)試/仿真的智能變電站、一次仿真主板和調(diào)測(cè)主板，智能變電站、一次仿真主板和調(diào)測(cè)主板兩兩相互連接。所述方法包括以下步驟:
[0028]選擇時(shí)鐘同步源:時(shí)鐘同步參考源來(lái)自與GPS時(shí)間同步器產(chǎn)生的時(shí)鐘同步參考源，以各路時(shí)鐘同步參考源發(fā)出的指示信息為基礎(chǔ)，同時(shí)以硬件的性能統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行輔助，最終選擇最優(yōu)的那路時(shí)鐘同步參考源為時(shí)鐘同步源。這樣不僅可以選擇合適的時(shí)鐘同步參考源，并且保證了獲取時(shí)鐘源的準(zhǔn)確性，本發(fā)明在具體實(shí)施過(guò)程中，默認(rèn)情況下時(shí)鐘同步參考源采用IRIG-B碼源。
[0029]產(chǎn)生時(shí)間同步消息:利用恒溫晶體振蕩器(0CX0，Oven Controlled CrystalOscillator)跟隨選定時(shí)鐘同步源輸出的參考PP1S信號(hào)；以參考PP1S信號(hào)上升沿為基準(zhǔn)，采用61.44MHz時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)數(shù)，并測(cè)量61.44MHz時(shí)鐘產(chǎn)生本地PP1S信號(hào)與參考PP1S信號(hào)上升沿的相位計(jì)數(shù)差；通過(guò)滑窗算法進(jìn)行濾波使本地的PP1S信號(hào)與參考PP1S信號(hào)實(shí)現(xiàn)相位的動(dòng)態(tài)鎖定；產(chǎn)生由供系統(tǒng)內(nèi)的各個(gè)單元統(tǒng)一使用的時(shí)鐘和同步組成的時(shí)間同步消息。充分利用了時(shí)間同步源的長(zhǎng)穩(wěn)特性和0CX0的短穩(wěn)特性，產(chǎn)生系統(tǒng)可用的高穩(wěn)時(shí)鐘和同步，供設(shè)備系統(tǒng)內(nèi)的各單元統(tǒng)一使用。
[0030]進(jìn)行時(shí)間同步:將各個(gè)單元的TPI (Time Processing Interface Unit，時(shí)標(biāo)處理和接口單元)與系統(tǒng)主備MCU之間采用星型結(jié)構(gòu)連接，每個(gè)TPI均設(shè)計(jì)一組同步碼流和同步時(shí)鐘且同時(shí)連