[发明专利]一种时钟自适应补偿的双端行波测距方法

权利要求书

1.一种时钟自适应补偿的双端行波测距方法，其特征在于，采用在线路保护装置中集成行波测距功能的集成装置实现，所述集成装置分别置于纵联光纤通道两侧，且两侧集成装置之间进行交互的数据包括：外部时钟的绝对时间、外部时钟同步状态、绝对时间与采样时刻的时间差、初始行波到达时刻与采样时刻时间差；所述方法包括：

分别计算两侧集成装置的纵联光纤通道延时，完成纵联光纤通道差动保护乒乓对时同步；其中，两侧的集成装置分为主机及从机，主机及从机分别计算纵联光纤通道延时后，从机进行采样时刻调整直至采样时刻与主机同步，完成两侧差动保护采样时刻同步；主机及从机分别计算各自的秒脉冲与采样时刻的时间差，并将所述时间差进行实时交互，主机及从机根据所述时间差分别对两侧的外部时钟同步状态进行判别；

在纵联光纤通道差动保护乒乓对时处于同步状态，且两侧集成装置的外部时钟也处于同步状态时，获取正常运行时两侧集成装置的乒乓对时的采样时刻误差；其中，主机及从机分别对两侧的外部时钟同步状态进行判别后，在两侧集成装置的外部时钟同步状态处于正常同步状态时，计算保护两侧集成装置在同一纵差采样时刻t_Mi,t_Ni所对应集成板卡的同步时钟触发时刻t_{Mi_pps},t_{Ni_pps}，计算得到两侧纵差保护乒乓对时的采样时刻误差Δt_{MN_sp}，采样时刻误差Δt_{MN_sp}在两侧集成装置处于同步状态下每个采样中断进行实时更新；

基于上述正常运行时乒乓对时的采样时刻误差，在外部同步时钟处于异常时，集成装置自动补偿采样时刻误差，计算行波双端测距；

若M侧集成装置时钟处于同步状态，N侧集成装置时钟处于非同步状态，线路故障产生的初始行波到M侧集成装置的时间依然使用绝对时间t_{M_gps}，则N侧采样时刻t_{N_sp}对应M侧的采样时刻t_{M_sp}，N侧的采样时刻精确时间t_{N_sp}通过M侧的采样时刻与N侧同步时钟状态时的采样时刻误差Δt_{MN_sp}求得t_{N_sp}＝t_{M_sp}-Δt_{MN_sp}；再根据行波到达N侧集成装置行波板卡的时间t_{N_gps}与N侧装置的采样时刻t_{N_sp}的相对时间差Δt_{N(gps_sp)}，计算得到行波达到N侧装置的行波时间的精确时间t_{N_gps}＝t_{M_sp}-Δt_{MN_sp}+Δt_{N(gps_sp)}；两侧集成装置双端测距计算公式为：

式中：

L_M为故障点到M侧集成装置的距离；

L_N为故障点到N侧集成装置的距离；

L_set为线路长度整定值；

υ为线模波速；

若M侧集成装置时钟处于非同步状态，N侧集成装置时钟处于同步状态，线路故障产生的初始行波到N侧集成装置的时间依然使用绝对时间t_{N_gps}，则M侧采样时刻t_{M_sp}对应N侧的采样时刻t_{N_sp}，N侧的采样时刻精确时间t_{N_sp}通过M侧的采样值与N侧同步时钟状态时的采样时刻误差Δt_{MN_sp}求得t_{M_sp}＝t_{N_sp}+Δt_{MN_sp}；再根据行波到达M侧集成装置行波板卡的时间t_{M_gps}与M侧装置的采样时刻t_{M_sp}的相对时间差Δt_{M(gps_sp)}，计算得到行波达到M侧装置的行波时间的精确时间t_{M_gps}＝t_{M_sp}+Δt_{MN_sp}+Δt_{M(gps_sp)}；两侧集成装置双端测距计算公式为：

式中：L_M为故障点到M侧集成装置的距离；

L_N为故障点到N侧集成装置的距离；

L_set为线路长度整定值；

υ为线模波速；

若M侧集成装置时钟处于非同步状态，N侧集成装置时钟亦处于非同步状态，则行波到达M侧集成装置采样时刻t_{M_sp}对应N侧的采样时刻t_{N_sp}，M侧集成装置行波板卡的时间t_{M_gps}与M侧装置的采样时刻t_{M_sp}的相对时间差Δt_{M(gps_sp)}，t_{M_gps}＝t_{M_sp}+Δt_{M(gps_sp)}；行波到达N侧集成装置,采样时刻t_{N_sp}对应M侧的采样时刻t_{M_sp}，N侧集成装置行波板卡的时间t_{N_gps}与N侧装置的采样时刻t_{N_sp}的相对时间差Δt_{N(gps_sp)}，t_{N_gps}＝t_{N_sp}+Δt_{N(gps_sp)}；两侧集成装置双端测距计算公式为：

式中：L_M为故障点到M侧集成装置的距离；

L_N为故障点到N侧集成装置的距离；

L_set为线路长度整定值；

υ为线模波速。

2.根据权利要求1所述的一种时钟自适应补偿的双端行波测距方法，其特征在于，若M侧、N侧两侧集成装置时钟都处于同步状态，则线路故障后两侧集成装置双端测距计算公式为：

式中：L_M为故障点到M侧集成装置的距离，L_N为故障点到N侧集成装置的距离，

L_set为线路长度整定值，υ为线模波速，

t_{M_gps}为故障产生的初始行波到达M侧集成装置的绝对时刻，t_{N_gps}为故障产生的初始行波达到N侧集成装置的绝对时刻。