[发明专利]变电站智能电子设备的自动对时同步系统

说明书

技术领域

本发明属于电力行业的变电站智能电子设备的自动对时技术领域，尤其 涉及一种变电站智能电子设备的自动对时同步系统。

背景技术

目前常规变电站综合自动化设备的对时系统，基本采用直接对时和网络 对时相结合的方法。变电站各种IED(Intelligent Electronic Device：智能电子 设备)均采用数字化处理技术，内部晶振回路可以在输出信息时附以时标信 息，但这种方法在实际应用中，会出现不同IED的时间累计，导致时间误差 增大的问题。传统的对时方法是首先对主站进行对时，然后以时间报文的形 式对子站进行对时，实际应用中时间同步误差容易产生积累，而且通讯负担 十分严重。因此，传统的时间同步方案通常只能实现站内同步或系统时间同 步，对要求较高的时间同步，往往束手无策。

对故障分析来说，时间分辨率要求精确到1毫秒之内，而在实际应用中 发现，采用GPS技术后不能保证装置之间的同步误差小于1毫秒。另外，基 于GPS的秒脉冲对时，在主控室和每个保护小间里也需要安装GPS接收装 置，其绝对时间要通过网络的传输方式送给终端装置。这种对时方式，要求 GPS接收装置的数量多，并且成本高，对网络的依赖性也强。

针对以上问题，国外率先开展了对标准和符合标准的产品的研究。首先， IEC61850标准的颁布为变电和配电自动化产品、电网监控和保护产品等的开 发指明了方向。其次，IEEE1588精确时钟协议的诞生，即满足IEC61850的 同步要求，也为过程层网络化通信的实现奠定了基础，使得变电站通信网络 体系的优化构建更容易实现。国外许多组织都已将该协议用于基于现场总线 的以太网络，而国内还未发现有相关应用。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种变电站智能电子设备的自动对时同步系统， 解决目前使用的对时系统存在的对时精度低、消耗网络资源以及成本过高的问 题。

一种变电站智能电子设备的自动对时同步系统，其特征是所述对时同步系 统包括对时服务器和安装在变电站智能电子设备上的对时终端；

所述对时服务器包括UTC获取单元、支持IEEE1588协议的中央处理器和 支持IEEE1588协议通信的网络接口；

所述对时终端包括基于IEC61850建模的保护单元、支持IEEE1588协议的 中央处理器和支持IEEE1588协议通信的网络接口；

所述对时服务器和所述安装在变电站智能电子设备上的对时终端，通过支 持IEEE1588协议通信的网络接口相连；

所述UTC获取单元与GPS接收器相连，用于获取世界标准时间UTC；

所述支持IEEE1588协议的中央处理器用于发送和接收报文；

所述支持IEEE1588协议的中央处理器还包括：高精度时钟单元、时间戳 单元和时标生成器；

所述高精度时钟单元用于存储时间并进行漂移补偿；

所述时间戳单元用于在发送报文时，为报文加盖时间戳；

所述时标生成器用于在报文到达时，解析并生成准确的时间；

所述基于IEC61850建模的保护单元，用于为变电站智能电子设备对时。

所述支持IEEE1588协议的中央处理器，运行支持IEEE1588协议的 POWEPC嵌入式系统。

所述支持IEEE1588协议的POWEPC嵌入式系统，包括实时多任务操作系 统RTOS和精确时钟协议PTP软件。

所述实时多任务操作系统RTOS，通过集成开发环境Workbench 3.0，对 VxWorks 6.6实时操作系统进行移植和裁剪获得。

所述精确时钟协议PTP软件，用于根据IEEE1588协议规定的报文组织格 式、通讯方式和报文交互的方式发送和接收报文。

所述高精度时钟单元还包括飘移补偿寄存器，用于进行飘移补偿。

所述支持IEEE1588协议通信的网络接口，是采用带交换功能的以太网网 络接口。

所述基于IEC61850建模的保护单元，通过特殊通信服务映射SCSM实现 变电站智能电子设备的对时。

所述UTC获取单元通过RS232接口与GPS接收器相连。