[实用新型]实现IEEE1588精确对时功能的变电站测控装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种可实现IEEE1588精确对时功能的变电站测控装置。属于电力自动化技术领域。

背景技术

时间的精确和统一，在电网中是十分重要的。在变电站自动化系统中，测控装置遥信变位时产生事件顺序记录(Sequence Of Events，SOE)，它对于事故分析具有重要意义。测控装置的事件顺序记录具有精确统一的时间基准，可以在发生故障和操作，特别是短时间内发生连续故障的情况下，方便地分析研究各种保护的动作行为、设备的工况变化顺序，进而分析故障原因、故障类型、故障发生发展过程。这对于事故分析，保证电力系统安全运行有着重要意义。目前电力系统的应用需求要求变电站自动化系统的SOE分辨率达到两毫秒，这就要求变电站测控装置的对时精度达到百微秒级，同时具有较高的状态量的信号采集频率和快速的处理方法。

目前变电站自动化系统普遍采用GPS接受卫星时间信号进行时间同步，利用GPS对变电站智能设备进行校时有两种方式：串行通信接口方式、串行通信与脉冲中断相结合的方式。串行通信方式对时精度较低，基本不能满足变电站自动化系统的要求。目前变电站普遍采用的是串行通信与脉冲中断相结合的方式，即GPS系统通过通信报文将时间发送至通信控制器，通信控制器再通过现场总线或以太网将时间信号发送给各个智能设备，同时GPS还输出许多硬接点信号，如“秒”脉冲或“分”脉冲，进行时间同步。对于每个装置来说，对时功能是靠硬件脉冲对时和网络通信报文对时共同完成的，对时方式不够简洁。同时由于从GPS系统引出大量对时接点信号，变电站二次对时回路设计复杂繁琐，而且GPS输出的硬接点数量有限，可能不能满足变电站自动化系统的需要。

文献《在变电站智能设备中实现B码对时》(电力自动化设备[J]，2005，25(9)：P86-P88)介绍了一种采用IRIG-B码实现变电站智能设备精确对时的方法。IRIG-B码对时方式的突出的优点是将时间同步信号和秒、分、时、天等时间码信息加载到同一个信号载体中。GPS系统接受卫星时间信号，输出IRIG-B时间码序列，变电站测控装置可以挂在统一的对时总线上进行时间同步。变电站的测控装置采用B码对时，虽然不需要GPS输出大量脉冲对时信号，但仍然需要接入专门的B码对时信号。

2002年底IEEE组织颁布的IEEE1588标准定义了一种应用于网络化测量和控制系统的精确时钟同步协议，通常称为Precision Time Protocol(PTP)，该协议适用于任何满足多点通信的分布式控制系统。使用该协议进行对时，系统不需要专门的对时总线，装置不需要专门的对时接口，装置并不需要很多资源就可以达到100ns级的同步精度。

目前的变电站测控装置完成变电站自动化系统的状态量采集、交流电气量测量计算、操作对象的控制输出等功能，是变电站自动化系统和调度自动化系统的末端采集、执行装置。采用简洁明了的方法在变电站测控装置中实现精确时间同步对变电站自动化系统和调度自动化系统具有重要意义。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于双百兆以太网，实现IEEE1588精确对时功能的变电站测控装置，在尽量不增加装置硬件成本的条件下，使对时精度满足测控功能的需求。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种可实现IEEE1588对时功能的变电站测控装置，测控装置采用三模块结构，包括一个处理测控功能的测控模块和两个具有IEEE1588对时协议处理功能的以太网通信模块，其特征在于：

所述的测控模块包括一片测控DSP以及用于完成状态量采集的状态量采集电路、用于交流量采样计算的交流采样电路、用于控制输出的控制出口输出电路、用于人机接口的人机接口电路。

所述的状态量采集电路、交流采样电路、控制出口输出电路、人机接口电路通过并行数据总线和测控DSP直接相连。

所述两个以太网通信模块各自独立完成以太网通信功能，并处理IEEE1588对时协议进行精确对时，所述的测控模块与每个以太网通信模块之间设置：1)“秒”脉冲信号线，用于以太网通信模块向测控模块输出“秒”脉冲对时信号；2)高速CAN网通信线，用于以太网通信模块向测控模块发送具体的时间信息；3)高速异步串行口通信线，用于进行通信模块和测控模块之间常规的数据通信。

前述的可实现IEEE1588精确对时功能的变电站测控装置，其特征在于所述的测控DSP采用32位150MPS高速工业级DSP，用于处理状态量信号采集、常规采样计算、信号处理、控制输出等功能。