[发明专利]用于配电系统等的时间同步装置和方法

说明书

本公开的各方面涉及用于在通信网络的通信节点之间进行时间同步的装置和方法。在具体实施例中，该装置包括具有用于与网络中的其他节点通信的相应时钟电路和通信电路的节点，并且节点通过在网络或系统的通信节点之间传递功率相关数据来传送指示配电系统内的功率消耗的功率相关数据或对其进行操作。每个节点可以在被准许加入到通信网络中之后在间隔内向节点中的另一节点提供时间同步请求，并且这然后导致该节点将时钟电路设置为从第二节点经由在如经由较高级层中的一个传递的唯一可识别的数据帧中提供的定时信息传送的参数。节点通过在预定时间范围内传递附加时间同步请求来维持正在进行的时间同步。

背景技术

通信网络可用于提供在形成网络的部分的节点之间的各种数据。一些通信网络可提供用于跨网络分配数据的对等通信，诸如用于公用事业服务。作为具体示例，使用配电线路来跨越大地理区域（通常从一个或多个发电站（或发电厂）到住宅和商业客户站点）向客户运送电力的电力公用事业公司可以使用网状网络来传递各种数据。电力在来自发电厂的配电线路上以相对高的电压并且使用交流电（AC）运送。变电站通常位于客户站点附近，以提供高电压到较低电压的降低（例如，使用变压器）。配电线路将此较低电压AC从变电站运送到多个客户站点，在所述多个客户站点处安装端点（例如，功率消耗计量）设备以监测和报告在每个站点处消耗的功率。

配电系统可以采取各种不同的形式，所述各种不同的形式往往基于配电线路和端点设备如何被电力供应和其他类型的公用事业公司使用来区分。配电系统有时包括系统中的电力线路通信（PLC），其中多个端点设备中的每个被配置成由该端点设备通过电力线路将该数据传输回公用事业公司来提供关于每个站点处消耗的功率的报告。这样的端点设备通常代替仪表读取器的较不复杂的方法，所述较不复杂的方法要行走到每个客户站点并且用于手动读取各个端点设备以便跟踪所消耗的功率。

更复杂类型的配电系统中的一些通过使用其中节点经由数据层传递数据的网状网络来实现客户站点之间的通信。该方法扩展了通信网络的通信范围以便到达远程地位于网络的最外层中的设施，并且这样的系统可以以分布式方式实现，使得不存在单个故障点。

发明内容

本公开的各方面涉及解决上述问题以及基于随后的详细描述将变得显而易见的其他问题。根据本公开的一个实施例，各方面涉及使用可以安装在客户站点处并且在一些情况下以便携式的方式使用（例如，用于测试和临时维护）的方法和装置（例如，系统和设备）的基于网格的通信网络的各种基于电路的通信节点之间的时间同步。

本发明的各方面包括用于基于网格的通信网络的时间同步协议，已发现在配电系统中所使用该时间同步协议时是有益的。配电系统在不同的远程定位的站点处将电力分配给设备，并且可以包括通信节点之间的功率相关数据的通信。功率相关数据指示功率消耗或以其他方式与功率消耗相关联，所述功率消耗诸如由远程定位的站点处的设备的消耗。具体实施例涉及一种包括多个通信节点（例如，每个通信节点包括用于与其他节点的其他类似配置的电路通信的至少一些数据处理电路和数据通信电路）的装置。如在配电系统中所例示的，节点可以诸如通过传递计量数据、负载的改变、故障、重新配置信息等来对功率相关数据进行操作。节点可以包括用于在通信节点之间的这样的功率相关数据的无线和/或有线通信的通信电路。当被实现为基于网格的通信网络的一部分时，一个具体实施例使每个节点配置有时钟并且配置有经由多个数据通信抽象层（诸如互联网协议（IP）栈的层）在节点之间进行的处理。应当理解，本上下文中的时钟电路（或“时钟”）可以以各种形式实现（例如，作为计算机电路中的可编程逻辑电路或软件实现的功能）。所述层包括用于节点-节点交互的较低级层和较高级层，所述节点-节点交互涉及多个其他通信节点中的相应通信节点的标识。例如，一个节点可以在被准许加入到基于网格的通信网络中之后在间隔（诸如任意设置的定时间隔（例如，伪随机、也称为“随机”）间隔）内将时间同步请求提供给另一节点，并且将时钟设置为经由定时信息从其他节点传送的参数。在节点将期望最低级层共享定时/同步信息的情况下，具体定时/同步信息被提供在如经由较高级层中的一个所传递的唯一可识别的数据帧中。在具体实施例中，每个节点可以通过在预定时间范围内传递附加时间同步请求来维持正在进行的时间同步。