[发明专利]基于PTN+EPON通信系统的智能配电网时间同步系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种配电网时间同步系统及方法，特别涉及一种基于PTN+EPON通信系统的智能配电网时间同步系统及方法。

背景技术

随着智能配电网的快速发展，同步测量和基于通信网络的纵联保护等智能配电网关键支撑技术都对时间同步系统提出了很高的要求，因此时间同步技术在智能配电网中的地位也越来越高。

现有的电力系统同步技术应用最广泛的就是全球定位系统（Global Positioning System,GPS）。GPS输出的统计误差为1μs，可以满足电力系统自动化的时钟同步要求，在变电站自动化和调度自动化中应用广泛。

IEC61588协议全称为网络测量和控制系统的精密时钟同步协议标准，简称PTP(Precision Time Protocol)。IEC61588标准主要为满足测量仪器和工业控制所需要的测量准确度而产生，在2008年形成了IEEE1588V2，并很快被国际电工委员会(International Electrotechnical Commission,IEC)和国家标准采用，形成IEC61588-2009和GB/T25931-2010标准。它是一种精确的时钟同步协议，具有亚微秒级的同步性能。

配电网通信系统从结构上可以分为两层，骨干层和接入层。骨干层实现变电站间的通信，主要采用SDH/MSTP（Synchronous Digital Hierarchy/Multi-Service Transfer Platform，同步数字体系/多业务传输平台）技术、分组传输网（Packet Transport Network,PTN）技术等。PTN技术凭借其以分组业务为核心，支持多业务提供，有高可用性和可靠性、可扩展及较高的安全性等特性成为了现阶段电力通信骨干网最主要的通信技术。接入层实现馈线终端信息向变电站的汇集功能，主要技术有无源光网络PON技术和工业以太网技术等。无源光网络中的以太网无源光网络（Ethernet Passive Optical Network,EPON）凭借其高带宽、建设成本低、分配灵活、具有多业务支持能力、易于扩展和升级等优势，现已成为了智能配电网通信系统接入层建设的首选技术。

现有的智能配电网时间同步系统对GPS高度依赖对于安全性非常不利，而且智能配电网具有网点多而分散，分布范围广，环境复杂等特点，若在每个配电终端处都装设GPS装置，在经济性和可行性方面具有很大挑战。

发明内容

根据以上现有技术中的不足，本发明要解决的问题是：提供一种技术简单，运行成本低，时间精度高，对GPS依赖性小，能够满足智能配电网时间同步的基于PTN+EPON通信系统的智能配电网时间同步系统及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

所述的基于PTN+EPON通信系统的智能配电网时间同步系统，包括精确时钟源装置，精确时钟源装置的主时钟端口通过IEC61588协议连接局端PTN设备的从时钟端口，局端PTN设备的主时钟端口依次与多个变电站中的PTN设备级联形成一个环形结构，所述的变电站中的PTN设备的主时钟端口连接路由器，路由器通过交换机连接OLT设备的从时钟端口，OLT设备通过光纤连接ONU设备，ONU设备的主时钟端口与配电终端相连接。

所述的基于PTN+EPON通信系统的智能配电网时间同步系统的特征在于整个配电网通过通信系统将精确时间逐级传递，使整个智能配电网实现时间同步。配电网通信系统从结构上分为骨干层和接入层，本发明将IEC61588技术引入到了配电网自动化对时系统中，在骨干层复用PTN网络，在接入层复用EPON网络，IEC61588技术保证了网络时间同步精度，并减低配电网络对GPS系统的依赖，提高了安全性和可靠性。在骨干层和接入层的连接处，通过交换机和路由器将报文传递给接入层的EPON设备，交换机和路由器设备只起到汇聚和路由的作用，为了减少边界时钟级数过多产生的累积误差，将这两个设备都配置成透明时钟，实现时钟报文的透传。骨干层上主站局端PTN设备和变电站分别配置PTN设备来构成环形网，骨干环网使用线性1+1冗余保护，采用双发选收机制，信息源向主用通道和备用通道同时发送业务信息，网络正常时，接收端PTN设备接收工作通道上的信息，当网络故障时，接收端设备接收保护通道上的信息。

其中优选方案为：