專利名稱：在數(shù)字化變電站內(nèi)合并單元中設(shè)置多時(shí)鐘的方法及應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字化變電站的技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種數(shù)字化變電站內(nèi)同步單元多時(shí)鐘的設(shè)置方法及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，變電站自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)入了數(shù)字化新階段。在數(shù)字化變電站使用電子式互感器的環(huán)境下，線路光纖差動(dòng)保護(hù)將面臨很多新的問(wèn)題。合并單元MU主要功能是同步采集線路保護(hù)需要的三相電流電壓的數(shù)字信息并匯總按照一定的格式輸出給二次保護(hù)控制設(shè)備。保護(hù)設(shè)備通過(guò)過(guò)程層交換機(jī)從合并單元MU獲取所需數(shù)據(jù)，進(jìn)行判據(jù)后實(shí)現(xiàn)相應(yīng)保護(hù)。數(shù)字化變電站目前大多數(shù)被設(shè)計(jì)成了 A、B雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)，雙網(wǎng)是互為備份的，原則上會(huì)被設(shè)計(jì)成功能和數(shù)據(jù)完全相同的兩個(gè)獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)，每臺(tái)MU都會(huì)連接到A、B雙網(wǎng)上，并且是隔離的。A、B網(wǎng)因?yàn)楣δ芟嗤捎脤?duì)時(shí)方案時(shí)，可能會(huì)存在兩個(gè)相同但獨(dú)立的對(duì)時(shí)域，由于雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)的要求，因此數(shù)字化變電站內(nèi)合并單元MU的采樣時(shí)鐘的設(shè)計(jì)將面臨時(shí)鐘域選擇和切換的問(wèn)題。數(shù)字化變電站間的縱差保護(hù)基本原理是對(duì)被保護(hù)的交換線路兩側(cè)的模擬量進(jìn)行同步采樣，比較兩側(cè)的電流電壓的大小和方向以決定線路是否發(fā)生短路，從而正確執(zhí)行保護(hù)動(dòng)作。縱差保護(hù)的動(dòng)作的準(zhǔn)確性直接取決于同步采樣的精度。而同步采樣的精度則依賴于它使用的時(shí)鐘的精度。因此站間的時(shí)鐘精度的同步在站間縱差保護(hù)中具有非凡的意義。 如何設(shè)計(jì)站間采樣MU的時(shí)鐘同步成了最關(guān)注的重點(diǎn)，同時(shí)由于采樣MU還承擔(dān)本站采樣值的采樣，而站間時(shí)鐘的不同步，使MU需要同時(shí)知道兩站間的時(shí)鐘，提供分別基于兩站時(shí)鐘的同步采樣值。目前可采用基于乒乓原理的時(shí)鐘信號(hào)同步的采樣同步調(diào)整方案。但是乒乓算法的精度只能達(dá)到微秒級(jí)別。因此，現(xiàn)有數(shù)字化變電站中MU時(shí)鐘的優(yōu)化和應(yīng)用還存在廣闊的提升空間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)與不足，提供一種在數(shù)字化變電站內(nèi)合并單元中設(shè)置雙時(shí)鐘的方法及其在站內(nèi)和站間的幾種應(yīng)用在站內(nèi)可以解決兩個(gè)時(shí)鐘域時(shí)間不一致的問(wèn)題；在站間可以實(shí)現(xiàn)線路縱差保護(hù)的數(shù)據(jù)采集同步，使數(shù)字化變電站間的對(duì)時(shí)精度可達(dá)到亞微秒級(jí)別，可更好地實(shí)現(xiàn)數(shù)字化變電站間采樣同步問(wèn)題，從而提高縱差保護(hù)的靈敏度，對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行具有重要作用。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)一種在數(shù)字化變電站內(nèi)合并單元中設(shè)置多時(shí)鐘的方法，其特征在于在一個(gè)合并單元內(nèi)部設(shè)置兩個(gè)以上網(wǎng)卡， 每個(gè)網(wǎng)卡內(nèi)部設(shè)置一個(gè)IEEE1588時(shí)鐘；所有網(wǎng)卡均與CPU相互信號(hào)連接，所有網(wǎng)卡內(nèi)的 IEEE1588時(shí)鐘通過(guò)設(shè)置在CPU內(nèi)的1588協(xié)議棧進(jìn)行誤差頻率和Offset調(diào)節(jié)，使時(shí)鐘和站端保持高度同步；在任意一個(gè)網(wǎng)卡內(nèi)網(wǎng)卡的PHY(物理層)接口連接以太網(wǎng)，晶振脈沖連接網(wǎng)卡的輸入以驅(qū)動(dòng)網(wǎng)卡內(nèi)的IEEE1588時(shí)鐘，PHY接口與報(bào)文識(shí)別器相互信號(hào)連接，報(bào)文識(shí)別器與MAC(介質(zhì)訪問(wèn)控制)接口相互信號(hào)連接，網(wǎng)卡輸出脈沖用于同步采樣。作為優(yōu)選，在一個(gè)合并單元內(nèi)部設(shè)置兩個(gè)相同的網(wǎng)卡。上述合并單元在數(shù)字化變電站中的應(yīng)用，其特征在于采用最佳主鐘算法來(lái)將其中一個(gè)網(wǎng)卡內(nèi)的IEEE1588時(shí)鐘設(shè)置為主時(shí)鐘，將另一個(gè)網(wǎng)卡內(nèi)的IEEE1588時(shí)鐘設(shè)置為從時(shí)鐘。上述合并單元在數(shù)字化變電站中的另一應(yīng)用，其特征在于兩個(gè)網(wǎng)卡內(nèi)的 IEEE1588時(shí)鐘各自獨(dú)立使用，互為備份。上述合并單元在數(shù)字化變電站間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集同步的應(yīng)用，其特征在于包括以下步驟第一步，在兩個(gè)變電站內(nèi)各設(shè)置一個(gè)主時(shí)鐘用于站內(nèi)同步，每個(gè)變電站的合并單元內(nèi)設(shè)置兩個(gè)時(shí)鐘變電站一中設(shè)置時(shí)鐘IA和時(shí)鐘1B，變電站二中設(shè)置時(shí)鐘2A和2B ；第二步，將變電站一中時(shí)鐘IA用于站內(nèi)與主時(shí)鐘對(duì)時(shí)，時(shí)鐘IB用于和變電站二進(jìn)行同步；變電站二中兩個(gè)時(shí)鐘2A、2B均與本站主時(shí)鐘對(duì)時(shí)，時(shí)鐘2A用于本站；時(shí)鐘2B作為主時(shí)鐘，周期性的向?qū)Χ俗冸娬疽恢械臅r(shí)鐘IB發(fā)送同步，時(shí)鐘IB作為從時(shí)鐘；同時(shí)主時(shí)鐘 2B接收從時(shí)鐘IB發(fā)送過(guò)來(lái)的報(bào)文，使從時(shí)鐘IB的時(shí)鐘變化率與主時(shí)鐘2B的變化率一致， 實(shí)現(xiàn)主從時(shí)鐘的調(diào)諧；第三步，當(dāng)變電站一在時(shí)間tl時(shí)刻采樣，采用時(shí)間補(bǔ)償方法，變電站二取時(shí)刻為 t2 = tl+Δ T的采樣值，即可實(shí)現(xiàn)采樣值同步，當(dāng)線路故障時(shí)，實(shí)現(xiàn)站間縱差保護(hù)；變電站一與變電站二之間采樣值時(shí)間差ΔΤ按式(1)計(jì)算得出ΔΤ = Offset+Delay+At (1)式中，Offset為從時(shí)鐘與主時(shí)鐘之間的偏移，Delay為網(wǎng)絡(luò)延遲時(shí)間，At為時(shí)鐘 IB與IA之間的時(shí)鐘偏差。更具體地說(shuō)，所述主時(shí)鐘與從時(shí)鐘之間的偏移Offset = Tsl-Tml ；其中，Tml為主時(shí)鐘發(fā)送同步報(bào)文的時(shí)刻，Tsl為從時(shí)鐘接收?qǐng)?bào)文的時(shí)刻。所述網(wǎng)絡(luò)延遲的時(shí)間Delay按如下公式計(jì)算Delay = (Delayl+Delay2)/2Delayl = (Tm3+0ffset)-TsDelay2 = Ts4-(Tm3+0ffset)其中，Ts為從時(shí)鐘在收到同步報(bào)文信息后發(fā)出延遲請(qǐng)求信息包的時(shí)刻，Tm3主時(shí)鐘收到延遲請(qǐng)求信息包的接收時(shí)間，Ts4是從時(shí)鐘接收到延時(shí)響應(yīng)信息包的時(shí)刻。該應(yīng)用通過(guò)時(shí)鐘間的調(diào)諧、時(shí)鐘偏移測(cè)量和網(wǎng)絡(luò)偏移測(cè)量從而實(shí)現(xiàn)站間的時(shí)間偏差測(cè)量，進(jìn)而進(jìn)行時(shí)間補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)同步采樣。設(shè)置有雙時(shí)鐘的合并單元在站內(nèi)應(yīng)用的原理如下合并單元MU內(nèi)部設(shè)計(jì)雙時(shí)鐘，在實(shí)際站內(nèi)使用時(shí)，有兩種情況(一)、選擇主時(shí)鐘；(二)、不選擇主時(shí)鐘，雙時(shí)鐘各自獨(dú)立使用。(一 )選擇主時(shí)鐘1、時(shí)鐘域的選擇每次采樣所依賴的時(shí)鐘只能是一個(gè)，A、B網(wǎng)兩個(gè)時(shí)鐘域可能不一致，為了使所有合并單元MU都選擇相同的時(shí)鐘域，在MU內(nèi)設(shè)計(jì)了兩個(gè)時(shí)鐘，可以分別實(shí)時(shí)地追蹤兩個(gè)時(shí)鐘域，不會(huì)導(dǎo)致只能追蹤一個(gè)時(shí)鐘域的問(wèn)題。由于IEEE1588采用最佳主鐘算法來(lái)確定主時(shí)鐘，所有的MU可選擇出相同的時(shí)鐘域作為采樣的時(shí)鐘。2、兩個(gè)時(shí)鐘域時(shí)間不一致的檢測(cè)由于MU內(nèi)兩個(gè)時(shí)鐘分別實(shí)時(shí)追蹤兩個(gè)時(shí)鐘域，能夠比較兩個(gè)時(shí)鐘域間的誤差，兩個(gè)時(shí)鐘域的時(shí)間不一致的情況能被實(shí)時(shí)地、準(zhǔn)確地、迅速地檢測(cè)到，由于IEEE1588最佳主鐘算法的設(shè)計(jì)，所有的MU都將采信同一個(gè)時(shí)鐘域。3、某個(gè)網(wǎng)絡(luò)失效時(shí)，兩個(gè)時(shí)鐘域的切換傳統(tǒng)MU采用單個(gè)時(shí)鐘時(shí)，切換時(shí)鐘域?qū)?huì)導(dǎo)致重新對(duì)時(shí)，重新對(duì)時(shí)所帶來(lái)的收斂時(shí)間會(huì)較長(zhǎng)。本設(shè)計(jì)MU內(nèi)部雙時(shí)鐘各自對(duì)時(shí)，而通常兩個(gè)時(shí)鐘域均采用較高精度的時(shí)鐘， 二者之間的誤差會(huì)比較小，當(dāng)某個(gè)網(wǎng)絡(luò)失效時(shí)，直接切換時(shí)鐘域?qū)?huì)迅速而直接。( 二)、合并單元MU內(nèi)部不進(jìn)行主時(shí)鐘選擇，雙時(shí)鐘各自獨(dú)立由于合并單元MU多時(shí)鐘的設(shè)計(jì)，就不存在必須選擇主時(shí)鐘的問(wèn)題，和傳統(tǒng)的合并單元相比，具有以下優(yōu)勢(shì)1、傳統(tǒng)的合并單元內(nèi)部只存在一個(gè)時(shí)鐘，所以當(dāng)面對(duì)A、B雙網(wǎng)雙時(shí)鐘域的情況時(shí)，其必須強(qiáng)制性的選擇出主時(shí)鐘進(jìn)行同步。而此時(shí)就存在選擇錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)，由于各種原因?qū)е洛e(cuò)誤的選擇了誤差大的時(shí)鐘域作為主時(shí)鐘，其后果將會(huì)很嚴(yán)重。而本設(shè)計(jì)雙時(shí)鐘MU就可以不進(jìn)行主時(shí)鐘的選擇，二者相互獨(dú)立，互為備用。2、合并單元MU內(nèi)部雙時(shí)鐘分別和A、B網(wǎng)進(jìn)行對(duì)時(shí)，各自獨(dú)立采樣，采樣值互為備
用，可靠性高。設(shè)置雙時(shí)鐘的合并單元在站間應(yīng)用的原理是數(shù)字化變電站內(nèi)合并單元MU內(nèi)采用多時(shí)鐘，可使用一個(gè)時(shí)鐘專門同步對(duì)端站的時(shí)鐘域，其他時(shí)鐘則用于本站的時(shí)鐘域校對(duì)。 采樣時(shí)仍然按照本站的時(shí)鐘進(jìn)行采樣，而提供給站間保護(hù)用的采樣，可以在內(nèi)部計(jì)算出兩個(gè)時(shí)鐘域的偏差后，再進(jìn)行時(shí)間補(bǔ)償轉(zhuǎn)換為本地采樣。由于內(nèi)部的兩個(gè)時(shí)鐘域的測(cè)試非常準(zhǔn)確，所以能達(dá)到很高的測(cè)量結(jié)果。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)與有益效果1、本發(fā)明提供的設(shè)置有雙時(shí)鐘的合并單元應(yīng)用在站間，可使數(shù)字化變電站間的不同時(shí)鐘域?qū)崿F(xiàn)采樣值同步，該方法可計(jì)算出變電站之間的時(shí)鐘偏移量，其測(cè)量精度可達(dá)到亞微秒級(jí)別，從而提高縱差保護(hù)的靈敏度，對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行具有重要作用。2、本發(fā)明提供的設(shè)置有雙時(shí)鐘的合并單元應(yīng)用在站間，可使變電站間合并單元MU 在進(jìn)行采樣時(shí)，可自動(dòng)進(jìn)行時(shí)間補(bǔ)償，更好的實(shí)現(xiàn)站間保護(hù)裝置的采樣同步，使線路縱差保護(hù)可靠實(shí)現(xiàn)。3、本發(fā)明提供的設(shè)置有雙時(shí)鐘的合并單元應(yīng)用的站內(nèi)，也比傳統(tǒng)的合并單元具有極大的優(yōu)勢(shì)。


圖1是本發(fā)明數(shù)字化變電站間的時(shí)鐘同步示意圖；圖2是本發(fā)明從時(shí)鐘與主時(shí)鐘之間的的時(shí)間偏移校正過(guò)程示意圖；圖3是本發(fā)明網(wǎng)絡(luò)延時(shí)校正過(guò)程示意5
圖4是本發(fā)明變電站的合并單元MU中IEEE1588時(shí)鐘機(jī)制實(shí)現(xiàn)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。實(shí)施例一在數(shù)字化變電站中的合并單元MU內(nèi)設(shè)置雙時(shí)鐘如圖4所示，在合并單元內(nèi)部設(shè)置兩個(gè)網(wǎng)卡，每個(gè)網(wǎng)卡內(nèi)部設(shè)置一個(gè)計(jì)數(shù)器即為IEEE1588時(shí)鐘。晶振脈沖輸入以驅(qū)動(dòng) IEEE1588時(shí)鐘，IEEE1588時(shí)鐘輸出脈沖用于同步采樣，IEEE1588時(shí)鐘通過(guò)1588協(xié)議棧不停的進(jìn)行誤差頻率和Offset調(diào)節(jié)。當(dāng)CPU向外部傳輸信息包時(shí)，通過(guò)MAC接口報(bào)文識(shí)別器判斷是否需要打印時(shí)間戳，若需要?jiǎng)t從1588時(shí)鐘取時(shí)間戳，然后通過(guò)PHY接口輸出到以太網(wǎng)，若不需要打時(shí)間戳，則直接通過(guò)PHY接口傳輸?shù)揭蕴W(wǎng)。當(dāng)接收包時(shí)，信息包的第一個(gè)比特進(jìn)入PHY接口時(shí)，PHY即出發(fā)時(shí)間戳，由報(bào)文識(shí)別器判斷是否取時(shí)間戳，若為事件包則取時(shí)間戳，否則不取，通過(guò)MAC接口將包傳送給CPU。實(shí)施例二本發(fā)明以兩個(gè)數(shù)字化變電站之間，實(shí)現(xiàn)采樣同步為例說(shuō)明設(shè)置有雙時(shí)鐘的合并單元在站間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集同步的應(yīng)用。該應(yīng)用包括以下步驟第一步，如圖1所示，在兩個(gè)變電站內(nèi)各設(shè)置一個(gè)主時(shí)鐘用于站內(nèi)同步，每個(gè)變電站中設(shè)置一個(gè)合并單元，每個(gè)合并單元內(nèi)設(shè)置兩個(gè)時(shí)鐘變電站一中設(shè)置時(shí)鐘IA和時(shí)鐘 IB，變電站二中設(shè)置時(shí)鐘2A和2B ；第二步，將變電站一中時(shí)鐘IA用于站內(nèi)與主時(shí)鐘對(duì)時(shí)，時(shí)鐘IB用于和變電站二進(jìn)行同步；變電站二中兩個(gè)時(shí)鐘2A、2B均與本站主時(shí)鐘對(duì)時(shí)，時(shí)鐘2A用于本站；時(shí)鐘2B作為主時(shí)鐘，周期性的向?qū)Χ俗冸娬疽恢械臅r(shí)鐘IB發(fā)送同步，時(shí)鐘IB作為從時(shí)鐘；同時(shí)主時(shí)鐘 2B接收從時(shí)鐘IB發(fā)送過(guò)來(lái)的報(bào)文，使從時(shí)鐘IB的時(shí)鐘變化率與主時(shí)鐘2B的變化率一致， 實(shí)現(xiàn)主從時(shí)鐘的調(diào)諧；第三步，當(dāng)變電站一在時(shí)間tl時(shí)刻采樣，采用時(shí)間補(bǔ)償方法，變電站二取時(shí)刻為 t2 = tl+Δ T的采樣值，即可實(shí)現(xiàn)采樣值同步，當(dāng)線路故障時(shí)，實(shí)現(xiàn)站間縱差保護(hù)；變電站一與變電站二之間采樣值時(shí)間差ΔΤ按式(1)計(jì)算得出ΔΤ = Offset+Delay+At (1)式中，Offset為從時(shí)鐘與主時(shí)鐘之間的偏移，Delay為網(wǎng)絡(luò)延遲時(shí)間，At為時(shí)鐘 IB與IA之間的時(shí)鐘偏差。該方法需要計(jì)算偏移校正量Offset，其校正過(guò)程如圖2所示，時(shí)鐘2B在Tml時(shí)刻發(fā)送同步報(bào)文Sync，時(shí)鐘IB于Tsl時(shí)刻接收?qǐng)?bào)文，并標(biāo)記接收時(shí)刻。因?yàn)閳?bào)文預(yù)計(jì)發(fā)送時(shí)刻與報(bào)文實(shí)際發(fā)送時(shí)刻可能不一致，所以時(shí)鐘2B的發(fā)送時(shí)刻采用跟隨報(bào)文R)llow_Up傳輸，則時(shí)鐘IB與時(shí)鐘2B之間的偏移為Offset = Tsl-Tml。第三步中的Delay為網(wǎng)絡(luò)延時(shí)測(cè)量階段用來(lái)測(cè)量網(wǎng)絡(luò)傳輸造成的延遲時(shí)間。圖3 中給出網(wǎng)絡(luò)延時(shí)測(cè)量示例。為了測(cè)量網(wǎng)絡(luò)的傳輸延時(shí)，IEEE1588定義了一個(gè)延遲請(qǐng)求信息包(Delay—Request)。時(shí)鐘IB在收到Sync信息后在Ts時(shí)刻發(fā)出延遲請(qǐng)求信息包Delay_ Request,時(shí)鐘2B收到Delay_Request后，在延遲響應(yīng)信息包(Delay Response)寫入接收時(shí)間Tm3，并發(fā)送給時(shí)鐘1B，由此可以非常準(zhǔn)確的計(jì)算出網(wǎng)絡(luò)延時(shí)Ts- > Tm3 =Delayl = (Tm3+0ffset) -TsTm3- > Ts4 :Delay2 = Ts4- (Tm3+0ffset)因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)延遲時(shí)間是對(duì)稱相等的，所以Delay = (Delayl+Delay2)/2。第三步中的At為時(shí)鐘IB與時(shí)鐘IA之間的時(shí)鐘偏差，時(shí)鐘IA在時(shí)刻T向時(shí)鐘IB 發(fā)出一個(gè)時(shí)鐘同步脈沖，IB接收到這個(gè)脈沖的時(shí)刻記為T’，由于時(shí)鐘1A、1B封裝于同一個(gè)合并單元，脈沖傳遞延遲非常小可忽略不計(jì)，因此Δ t即等于T與T’之差。本發(fā)明變電站的合并單元MU中IEEE1588時(shí)鐘機(jī)制實(shí)現(xiàn)示意圖如圖4所示，變電站1和變電站2內(nèi)的合并單元MU內(nèi)部存在兩個(gè)網(wǎng)卡，每個(gè)網(wǎng)卡內(nèi)部設(shè)置一個(gè)計(jì)數(shù)器即為 IEEE1588時(shí)鐘。有晶振脈沖輸入以驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘，時(shí)鐘輸出脈沖用于同步采樣，IEEE1588時(shí)鐘通過(guò)1588協(xié)議棧不停的進(jìn)行誤差頻率和Offset調(diào)節(jié)。當(dāng)CPU向外部傳輸信息包時(shí)，通過(guò) MAC接口報(bào)文識(shí)別器判斷是否需要打印時(shí)間戳，若需要?jiǎng)t從IEEE1588時(shí)鐘取時(shí)間戳，然后通過(guò)PHY接口輸出到以太網(wǎng)，若不需要打時(shí)間戳，則直接通過(guò)PHY接口傳輸?shù)揭蕴W(wǎng)。當(dāng)接收包時(shí)，信息包的第一個(gè)比特進(jìn)入PHY接口時(shí)，PHY即出發(fā)時(shí)間戳，由報(bào)文識(shí)別器判斷是否取時(shí)間戳，若為事件包則取時(shí)間戳，否則不取，通過(guò)MAC接口將包傳送給CPU。上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化， 均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種在數(shù)字化變電站內(nèi)合并單元中設(shè)置多時(shí)鐘的方法，其特征在于在一個(gè)合并單元內(nèi)部設(shè)置兩個(gè)以上網(wǎng)卡，每個(gè)網(wǎng)卡內(nèi)部設(shè)置一個(gè)IEEE1588時(shí)鐘；所有網(wǎng)卡均與CPU相互信號(hào)連接，所有網(wǎng)卡內(nèi)的IEEE1588時(shí)鐘通過(guò)設(shè)置在CPU內(nèi)的1588協(xié)議棧進(jìn)行誤差頻率和 Offset調(diào)節(jié)；在任意一個(gè)網(wǎng)卡內(nèi)網(wǎng)卡的PHY接口連接以太網(wǎng)，晶振脈沖連接網(wǎng)卡的輸入以驅(qū)動(dòng)網(wǎng)卡內(nèi)的IEEE1588時(shí)鐘，PHY接口與報(bào)文識(shí)別器相互信號(hào)連接，報(bào)文識(shí)別器與MAC接口相互信號(hào)連接，網(wǎng)卡輸出脈沖用于同步采樣。
2.一種在數(shù)字化變電站內(nèi)合并單元中設(shè)置多時(shí)鐘的方法，其特征在于在一個(gè)合并單元內(nèi)部設(shè)置兩個(gè)相同的網(wǎng)卡。
3.—種權(quán)利要求2所述的合并單元在數(shù)字化變電站中的應(yīng)用，其特征在于采用最佳主鐘算法來(lái)將其中一個(gè)網(wǎng)卡內(nèi)的IEEE1588時(shí)鐘設(shè)置為主時(shí)鐘，將另一個(gè)網(wǎng)卡內(nèi)的 IEEE1588時(shí)鐘設(shè)置為從時(shí)鐘。
4.一種權(quán)利要求2所述的合并單元在數(shù)字化變電站中的應(yīng)用，其特征在于兩個(gè)網(wǎng)卡內(nèi)的IEEE1588時(shí)鐘各自獨(dú)立使用，互為備份。
5.一種權(quán)利要求2所述的合并單元在數(shù)字化變電站間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集同步的應(yīng)用，其特征在于包括以下步驟第一步，在兩個(gè)變電站內(nèi)各設(shè)置一個(gè)主時(shí)鐘用于站內(nèi)同步，每個(gè)變電站設(shè)置一個(gè)合并單元，該合并單元內(nèi)設(shè)置有雙時(shí)鐘變電站一中設(shè)置時(shí)鐘IA和時(shí)鐘1B，變電站二中設(shè)置時(shí)鐘2A禾口 2B ；第二步，將變電站一中時(shí)鐘IA用于站內(nèi)與主時(shí)鐘對(duì)時(shí)，時(shí)鐘IB用于和變電站二進(jìn)行同步；變電站二中兩個(gè)時(shí)鐘2A、2B均與本站主時(shí)鐘對(duì)時(shí)，時(shí)鐘2A用于本站；時(shí)鐘2B作為主時(shí)鐘，周期性的向?qū)Χ俗冸娬疽恢械臅r(shí)鐘IB發(fā)送同步，時(shí)鐘IB作為從時(shí)鐘；同時(shí)主時(shí)鐘2B接收從時(shí)鐘IB發(fā)送過(guò)來(lái)的報(bào)文，使從時(shí)鐘IB的時(shí)鐘變化率與主時(shí)鐘2B的變化率一致，實(shí)現(xiàn)主從時(shí)鐘的調(diào)諧；第三步，當(dāng)變電站一在時(shí)間tl時(shí)刻采樣，采用時(shí)間補(bǔ)償方法，變電站二取時(shí)刻為t2 = tl+Δ T的采樣值，即可實(shí)現(xiàn)采樣值同步，當(dāng)線路故障時(shí)，實(shí)現(xiàn)站間縱差保護(hù)；變電站一與變電站二之間采樣值時(shí)間差Δ T按式(1)計(jì)算得出Δ T = Offset+Delay+Δt (1)式中，Offset為從時(shí)鐘與主時(shí)鐘之間的偏移，Delay為網(wǎng)絡(luò)延遲時(shí)間，At為時(shí)鐘IB與 IA之間的時(shí)鐘偏差。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的合并單元在數(shù)字化變電站間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集同步的應(yīng)用，其特征在于所述主時(shí)鐘與從時(shí)鐘之間的偏移Offset = Tsl-Tml ；其中，Tml為主時(shí)鐘發(fā)送同步報(bào)文的時(shí)刻，Tsl為從時(shí)鐘接收?qǐng)?bào)文的時(shí)刻。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的合并單元在數(shù)字化變電站間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集同步的應(yīng)用，其特征在于所述網(wǎng)絡(luò)延遲的時(shí)間Delay按如下公式計(jì)算Delay = (Delayl+Delay2)/2Delayl = (Tm3+0ffset)-TsDelay2 = Ts4-(Tm3+0ffset)其中，Ts為從時(shí)鐘在收到同步報(bào)文信息后發(fā)出延遲請(qǐng)求信息包的時(shí)刻，Tm3為主時(shí)鐘收到延遲請(qǐng)求信息包的接收時(shí)間，Ts4是從時(shí)鐘接收到延時(shí)響應(yīng)信息包的時(shí)刻。
全文摘要
本發(fā)明為一種在數(shù)字化變電站內(nèi)合并單元中設(shè)置多時(shí)鐘的方法在一個(gè)合并單元內(nèi)部設(shè)置兩個(gè)以上網(wǎng)卡，每個(gè)網(wǎng)卡設(shè)置一個(gè)IEEE1588時(shí)鐘；所有網(wǎng)卡與CPU相互信號(hào)連接，所有網(wǎng)卡內(nèi)的IEEE1588時(shí)鐘通過(guò)CPU內(nèi)的1588協(xié)議棧進(jìn)行誤差頻率和Offset調(diào)節(jié)；在任意一網(wǎng)卡內(nèi)網(wǎng)卡的PHY接口連接以太網(wǎng)，晶振脈沖連接網(wǎng)卡的輸入，PHY接口與報(bào)文識(shí)別器相互信號(hào)連接，報(bào)文識(shí)別器與MAC接口相互信號(hào)連接，網(wǎng)卡輸出脈沖用于同步采樣。該合并單元可應(yīng)用在數(shù)字化變電站內(nèi)，也可應(yīng)用在數(shù)字化變電站間，可使數(shù)字化變電站間的不同時(shí)鐘域?qū)崿F(xiàn)采樣值同步，從而提高縱差保護(hù)的靈敏度，對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行具有重要作用。
文檔編號(hào)H02J13/00GK102546146SQ201210009768
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月12日
發(fā)明者劉文澤, 竹之涵, 蘇忠陽(yáng), 蔡澤祥, 黃毅 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué), 廣州思唯奇計(jì)算機(jī)科技有限公司