[发明专利]基于工业以太网相切接入环的智能配电网IEEE1588校时同步系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种配电网校时同步系统，特别涉及一种基于工业以太网相切接入环的智能配电网IEEE1588校时同步系统。

背景技术

当前输电网的各个骨干节点时间同步精度已经达到了较高标准，配网自动化覆盖的中压节点时间同步精度仍然比较低。在智能配电网的建设中，具有同步相量采集功能的智能配电网广域测控体系是智能配电网的关键支撑技术，要实现智能配电网安全分析和测控平台建设、智能配电网广域保护和事件管理、智能配电网无缝自愈等技术必需让配电网的校时精度达到微秒级，所以对智能配电网精确时间同步体系建设研究具有重要的实际意义。

当前电力系统的时间同步研究以变电站自动化为主，主要采用的技术有：GPS对时、秒脉冲对时、IRIG-B码、简单网络时间协议SNTP、精确时间同步协议PTP等。其中GPS同步精度高，但成本昂贵不适合在配电网大量节点中应用，且其稳定性安全性也不十分可靠；秒脉冲和IRIG-B编码同步也能达到较高精度，但需要额外对时专用线路，无法应用在配电网这种跨度距离比较大的分布式系统中；SNTP网络报文同步对时精度只能达到ms级。IEEE1588又叫分布式控制与测量系统的精确时间同步协议PTP，它在以太网中通过校时包并在底层打时间戳来同步网络达到亚微秒级的时间精度，该协议可以复用以太网通信网络，对资源占用低，无需铺设额外线路，能降低系统建设成本。目前IEEE1588在电力系统中的应用研究大多集中在变电站自动化领域，配电网中的应用处于起步阶段。且已有大量国内外厂家成熟的支持IEEE1588协议的交换机产品。

光纤通信以其大容量带宽、强抗干扰能力、相对低廉的成本、低误码率、高速率、保密性好等可靠稳定的通信品质成为配电网通信系统的首选技术。随着IP业务的大量增加，光纤以太网技术在配电网通信系统骨干层和接入层中逐渐成为首选技术。以千兆以太环网构建配电自动化骨干网，以百兆工业以太网环网构建配电自动化接入网的方案成为配电网自动化通信系统建设的典型方案。本发明就此典型方案为基础，研究一种采用IEEE1588复用基于光纤以太网技术配电网通信系统的校时体系。

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、时间精度高、对GPS依赖性小、既节省费用扩展度又好、覆盖地域广阔、尤其适应接入层是相切接入环结构、能够满足智能配电网时间同步要求的基于工业以太网相切接入环的智能配电网IEEE1588校时同步系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

所述的基于工业以太网相切接入环的智能配电网IEEE1588校时同步系统，包括骨干层和接入层，骨干层包括一个骨干层关口交换机和多个骨干层交换机，骨干层关口交换机连接上级网传精确时钟装置，骨干层关口交换机和骨干层交换机通过千兆光纤接口连接形成环形结构，接入层包括一个与骨干层交换机相连接的接入层关口交换机和多个接入层交换机，接入层关口交换机和接入层交换机相连接形成环形结构，接入层交换机连接配电终端装置，骨干层关口交换机、接入层关口交换机设置为边界时钟，骨干层交换机和接入层交换机设置为透明时钟，配电终端装置设置为普通时钟；

基于工业以太网相切接入环的智能配电网IEEE1588校时同步方法步骤如下：

1）骨干层关口交换机接收来自上级网传精确时钟装置的时钟源报文，通过将骨干层关口交换机设置为边界时钟，骨干层关口交换机接收到上级时间报文后将此报文终结，然后骨干层关口交换机根据所接收到的信息更新本地时钟；

2）骨干层关口交换机将更新后的本地时钟作为主时钟，通过主时钟端口将报文信息发送给连接在骨干层上的其他的骨干层交换机，骨干层交换机均设置为透明时钟，在接收到报文信息后不更新自身的时钟，相当于直接将报文信息转发至其它骨干层交换机；

3）骨干层关口交换机在将报文信息传达到骨干层交换机的同时，骨干层关口交换机的校时时钟穿过骨干层交换机发送给接入层关口交换机，接入层关口交换机接收到报文信息后更新本地时钟，接入层关口交换机完成时间同步后，本身再作为主时钟将校时的报文发送给连接在接入层的其他接入层交换机和与接入层交换机相连接的配电终端装置，由于设置为透明时钟的接入层交换机的自身时钟不进行更新，则接入层关口交换机的校时报文相当于直接转发到下一个接入层交换机和配电终端装置。