NTP时钟同步服务器在厂站自动化系统中应用探讨

更多资料参考微♥ ahjzsz

厂 站 自 动 化 系 统 的 正 常 运 行 离 不 开 时 间 的 准 确 计量, 而 且 需 要 高 精 度 的 时 间, 否 则 就 会 因 为 时 间 不 确 定 性 引 发 许 多 问 题 [ 1] , 例 如 : 故 障 录 波 信 息 失 去 一 定 精 度 的 时 间 参 照 将 降 低 其 有 效 性 [ 2] ; 分 相 测 量 装 置因时间误差可能引起较大误差[ 3] 。

目 前 , 在 实 际 应 用 中 , 采 用 最 多 的 方 式 , 是 利 用 全 球 定 位 系 统 ( GPS) 提 供 精 确 时 间 , 通 过 GPS 接 收

机把该时间引入变电站, 再通过秒( 分) 脉 冲 、IRIG- B

码 、DCF 77 码 或 者 RS- 232 串 口 报 文 的 方 式 给 全 站 部分或全部装置对时[ 4 -7] 。

如 果 全 站 的 设 备 和 节 点 机 都 直 接 通 过 以 上 直 接

连线方 式 对 时, 虽 然 精 确 度 有 所 提 高, 但 就 要 求 采 用 多 个 GPS 接 收 机 或 者 多 个 GPS 扩 展 箱 , 使 应 用 成 本

增高, 并且接线麻烦。

随 着 厂 站 自 动 化 系 统 走 向 网 络 化 , 间 隔 层 装 置 开始 普 遍 直 接 上 网 。 利 用 无 处 不 在 的 网 络 进 行 网 络

对时也开始越来越引起人们的注意和探讨。文献[ 8]

讨 论 了 网 络 时 间 协 议 ( NTP) 在 电 力 自 动 化 设 备 同 步 中的应用, 笔者认为有必要作更深一步的探讨。

随 着 IEC 61850 的 推 广 , 相 应 于 IEC 61850 的 国 内电力 行 业 标 准 正 在 加 紧 制 定( 到 写 稿 时 为 止 , 部 分

已 正 式 颁 布 或 正 在 送 审 、报 批 ) 。 在 IEC 61850 站 内 时 间 同 步 模 型 中 , 除 了 少 数 几 台 时 间 装 置 是 直 接 从

外 来 高 精 度 时 钟 源 获 取 时 间 的 , 其 他 大 量 站 内 装 置 和站 控 层 节 点 机 则 是 通 过 网 络 对 时 。 采 用 简 单 网 络

时间协议( SNTP) 的方式获取时间。可见网络对时是

厂 站 内 时 钟 同 步 系 统 中 一 种 重 要 的 同 步 方 式 。 这 里 最 重 要 的 问 题 是: 对 时 精 度 是 否 能 够 达 到 IEC 61850

的要求或者实际装置完成正常功能所需要的精度。

本文将结合 IEC 61850 标准、网络时间 同 步 技 术

发 展 以 及 厂 站 自 动 化 系 统 中 目 前 的 对 时 应 用 情 况 和

实 际 需 要 , 探 讨 厂 站 自 动 化 系 统 中 网 络 时 间 同 步 技 术 的应用, 以期对实际工作能有所帮助。

1    对时间精确度的要求

厂 站 自 动 化 系 统 对 时 间 精 确 度 的 要 求 , 随 装 置 和 节 点 机 的 不 同 而 有 所 不 同 , 依 据 于 它 们 所 要 实 现 的功能确定。

例 如 , 在 站 控 层 的 后 台 机 上 , 目 前 对 时 间 精 度要

求最高的是状态变位( COS) 、事件顺序记录( SOE) 的 处 理 。 SOE 的 时 标 信 息 是 由 间 隔 层 装 置 提 供 的 , COS 的 时 标 则 是 由 监 控 后 台 机 提 供 的 , 这 2 个 信 号 要 互 相比对。目前, 国内所见的标准或规范对当地 监 控 后 台 的 时 间 精 确 性 要 求 相 对 较 低 , 一 般 COS的 时 标 只 要 到 秒 就 可 以 了 , 即 在 站 控 层 , 节 点 机 上 的 时 间 目 前 只要精确到秒。但是, 根据 IEC 61850 具 体 实 现 精 度 应 该 比 功 能 要 求 精 度 高 一 个 数 量 级 的 要 求 , 站 控 层 节 点 机 的 时 间 精 度 至 少 应 在 100 ~ 500 ms。

如果后台节点机同时充当主时钟 / 时间服务器,

则对时间精度的要求较高。

在 间 隔 层 的 装 置 一 级 , 则 有 更 高 的 时 间 精 度 要 求。例如, 对于同步相量测量装置, 周期是 20 ms, 1 ms

的 误 差 就 会 引 起 18°的 相 位 误 差 , 要 想 相 位 误 差 在

1°以 内 , 则 要 求 时 间 精 度 在 55 μs 以 内 。又 如 , 在 故

在 IEC 61850 中 , 虽然目前对时间同步报文没有 直 接 的 要 求 定 义 , 但 对 时 间 同 步 报 文 所 实 现 的 时 间

精 度—时 间 性 能 类 ( time  performance  class) 却 有 具 体的规定, 如表 1 和表 2 所示。

表 1  保 护 和 控 制 事 件 用 标 准 智 能 电 子 装 置 的 同 步 性 能 Tab.1 The synchronization  precisions  of standard IEDs for control and  protection events

时 间 性 能 类       精

时 间 戳 语 义 时 间 戳 语 义

时 间 戳 表 示 形 式

外 部 高 精 度 时 间

时 间 服 务 器 / IEC 61850 服 务 器

主 UTC 时 间

( 被 外 部 高 精 度

时 间 源 所 同 步 )

在 IEC 61850 - 7- 2 中 定 义 在 SCSM 中 定 义

t2                                      ±0.1

用 于 分 布 同 期 的 过 零 和 数 据 时 标 , 支 持 波 形 定 点 分 和 时 标

图 1  IEC61850 时 间 模 型 和 时 间 同 步 ( 原 理 )

Fig.1 Time model and time synchronization( principle)

表 2  互 感 器 用 标 准 智 能 电 子 装 置 的 同 步 性 能 Tab.2  The synchronization  precisions  of standard IEDs for instrument  transformers

时 间 性 能 类     精 度 /μs                              用 途

t3                                    ±25           这 3 种 时 间 性 能 类 主 要 用 于 过 程

图 1 的 定 义 和 说 明 如 下 : 主 世 界 协 调 时 间 UTC ( Universal  Time  Coordinated) 从 外 部 高 精 度 时 间 源 得 到 时 间 ; 时 间 服 务 器 作 为 站 内 时 间 同 步 的 时 间 源 采 用 时 间 同 步 协 议 与 站 内 其 他 智 能 电 子 设 备 ( IED) 进 行 时 间 同 步 , 具 体 采 用 的 时 间 同 步 协 议 依 赖 于 所

t4                                      ±4

t5                                      ±1

层 和 间 隔 层 之 间 瞬 时 数 据 交 换 及

某 些 间 隔 层 之 间 的 快 速 功 能 如 互 锁 所 要 求 的 数 据 交 换

选 择 的 SCSM。 对 于 网 络 型 应 用 而 言 , SCSM 指 的 是

IEC 61850 第 8- 1 部 分 所 定 义 的 到 以 太 网 加 报 文 制

除了以上对时间性能类的要求, 并且在 IEC61850 中规定, t1 ~ t5  的时间精确度要求只是功能 上 的 要 求, 在 具 体 实 现 中 必 须 比 这 些 要 求 再 高 一 个 数 量 级 , 即 按 照 IEC 61850 规 范 , 厂 站 自 动 化 系 统 中 各 层 装 置 的 时 间 精 确 度 最 少 在 1 ms 内 , 最 好 100 μs 内 , 依 据 装置所实现的功能还可能有更高的要求。

2    对网络对时的需求

网 络 对 时 作 为 一 种 时 间 同 步 方 法 , 比 起 目 前 在 厂 站 中 普 遍 采 用 的 装 置 直 接 接 GPS 外 部 高 精 度 时 钟 源 的 方 式 , 有 它 经 济 、简 单 、规 范 [ 8] 、高 效 的 优 势 , 并且符合厂站自动化系统网络化的发展趋势。

作为变电站内网络和系统的国际标准 IEC61850,

对网络对时的应用也有非常明确的要求和模型。

a. 功 能 方 面 , 在 IEC 61850 第 5 部 分 功 能 通 信 要 求 和 装 置 模 型 的 附 件 G 中 对 IEC 61850 的 时 间 同

步任务规定: 时间 同 步 用 于 系 统 内 各 装 置 间 的 同 步 。

具 有 精 确 外 部 时 间 源 的 逻 辑 节 点 作 为 主 时 钟 , 同 一 类型的另一个逻 辑 节 点 作 为 后 备 主 时 钟 。 通 过 主 时 钟 对 各 分 布 节 点 设 置 绝 对 时 间 ; 各 分 布 节 点 时 钟 连

续 同 步 。 为 提 高 效 率 , 时 钟 同 步 最 好 通 过 协 议 层 完

成 。 可 见 除 了 主 、备 主 时 钟 直 接 从 外 部 高 精 度 时 间 源 获 取 时 间 , 站 内 其 他 装 置 还 是 要 通 过 主 时 钟 实 现

时间同步。

b. 在模型方面, 图 1 是 IEC 61850 第 7- 2 部分规 定的时间模型和时间同步原理图。图中的 IEC 61850

特定通信服务映射( SCSM) 指 的 是 IEC 61850 中 定 义

的 一 种 映 射 机 制, 它 提 供 了IEC 61850 中 上 层 抽 象 通 信 服 务 接 口 ( ACSI) 服 务 和 对 象 对 特 定 应 用 协 议 / 通

信协议集的具体映射。

造 规 范 ( MMS) 的 协 议 栈 的 映 射 。 其 中 , 简 单 网 络 时 间 协议( SNTP) 被作为网络时间同步的应用层协议。

3    目前常见的对时系统结构

目 前 , 厂 站 自 动 化 系 统 中, 对 时 系 统 普 遍 采 用 直 接接线对时和网络对时相结合的方式。具体表现为: 通 过 1 个 或 多 个 GPS 接 收 机 引 入 高 精 度 时 钟 ; 站 控 层则一般只 有 1~2 台 服 务 器 采 用 串 口 时 间 报 文 的 方 式 从 GPS 接 收 机 获 取 时 间 , 其 余 站 控 层 节 点 则 采 用 网 络 对 时 的 方 式 ; 间 隔 层 装 置 普 遍 采 用 直 接 接 线 到

GPS 接 收 机 的 方 式 获 取 时 间 , 一 般 采 用 分 / 秒 脉 冲 、

IRIG - B 码、DCF 77 码方式。

由 于 间 隔 层 装 置 众 多 , GPS 接 收 机 装 置 往 往 连 有 扩 展 箱, 以 便 多 出 接 点 , 并 且 允 许 同 一 面 屏 上 若 干

装 置 共 用 同 1 副 接 点 , 或 者 允 许 1 副 接 点 连 接 若 干 台装置。不同厂家出厂的 GPS 接收装置, 其秒脉冲、 IRIG- B 码 输 出 精 度 略 有 不 同 。 图 2 是 典 型 500 kV

变电站对时系统结构。

对 于 那 些 直 接 从 GPS 接 收 机 取 秒 脉 冲 、分 脉 冲 信号的装置, 它还需要综合当前时刻的分、秒值( 这 些

信 息 一 般 由 其 他 节 点 通 过 网 络 传 送) , 才 能 给 出 当 前 准 确 时 间 。 其 时 间 精 确 度 和 具 体 硬 、软 件 实 现 水 平

有很大关系。

4    系统的时间保持

NTP时钟同步服务器在厂站自动化系统中应用探讨相关推荐

  1. 政务网时间同步（NTP时钟同步服务器）原理及重要性分析

    政务网时间同步(NTP时钟同步服务器)原理及重要性分析 政务网时间同步(NTP时钟同步服务器)原理及重要性分析 京准电子科技官微--ahjzsz 摘要:随着电子政务的不断发展,许多省份都建立了自己的政 ...

  2. 计算机网络系统 NTP时钟同步服务器 IP地址汇总

    计算机网络系统 NTP时钟同步服务器 IP地址汇总 中国国家授时中心的时间服务器IP地址及时间同步方法(附多个时间服务器地址) 大家都知道计算机电脑的时间是由一块电池供电保持的,而且准确度比较差经常出 ...

  3. 医院综合安防系统为何要把网络服务器NTP时钟同步？

    医院综合安防系统为何要把网络服务器NTP时钟同步? 医院综合安防系统为何要把网络服务器NTP时钟同步? 平安医院系统建设的最终目标是实现以物联网信息技术为支撑,建成覆盖整个医院的网络互联互通.信息资源 ...

  4. IEEE1588时钟同步服务器应用数字化变电站

    IEEE1588时钟同步服务器应用数字化变电站 IEEE1588时钟同步服务器应用数字化变电站 一.变电站时钟同步基本概况 随着对IEC 61850标准研究的不断深入,国内外学者提出基于IEC6185 ...

  5. 整合网络时间同步系统（NTP时钟同步设备）解决方案

    整合网络时间同步系统(NTP时钟同步设备)解决方案 整合网络时间同步系统(NTP时钟同步设备)解决方案 电力系统对统一时间的要求愈来愈迫切,高精度.可管理.高可靠的时间同步网已经成为现代化电力系统稳定 ...

  6. NTP时钟同步原理及误差简析

    在我们某试验系统方案设计中,由于数据同步性的要求,需要将我们WP4000变频功率分析仪的时钟与客户的NI系统的时钟进行同步,对于WP4000变频功率测试系统而言,多台分析仪之间可通过同步光纤接口达到严 ...

  7. Centos7 NTP时钟同步配置

    Centos7 NTP时钟同步配置 NTP在Linux下有两种时钟同步方式:直接同步(也称跳跃同步)和平滑同步(也称微调同步). 直接同步 使用ntpdate命令进行同步,直接进行时间变更. 如果服务 ...

  8. 北斗时钟同步服务器（卫星授时）应用智慧路灯系统

    北斗时钟同步服务器(卫星授时)应用智慧路灯系统 北斗时钟同步服务器(卫星授时)应用智慧路灯系统 在路灯的实际应用过程中会出现控制.检测以及安全问题,包括路灯不能根据实际情况(天气突变.重大事件.节日) ...

  9. 用Windows Server 2008搭建时钟同步服务器

    配置步骤: --服务器端配置-- 1. 选择一台服务器作为时间同步服务器. 2. 运行Regedit,打开注册表编辑器. 3. 找到注册表项HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\Curr ...

最新文章

  1. DIV遮罩层--数据缓冲效果的实现
  2. Matlab拾零(to be continued)
  3. Acwing第 29 场周赛【完结】
  4. python实现kmean算法_K-means聚类算法的Python实现,Kmeans
  5. 创建示例HTTPS服务器以获取乐趣和收益
  6. 建议重写equals方法时也一并重写hashCode方法
  7. Python图像处理库：Pillow 初级教程
  8. 请插入多卷集的最后一张磁盘_聊一聊插入排序和选择排序
  9. C语言学习笔记---向函数传递结构信息
  10. 长沙戴维营教育iOS开发面试题周刊
  11. InnoDB与UUID
  12. thinkphp sql查询条件 一个字段多个限制条件
  13. 摩斯电码php源码,PHP实现基于文本的莫斯电码生成器
  14. 子列和列_最大连续子列和问题 JAVA实现
  15. 如何让电脑的开机速度变快？
  16. 基于TCP的STM32 IAP bootloader初步设计
  17. 《VoIP技术构架(第2版·修订版）》一 第2章　企业电话的今天
  18. 从纹理中生成法线贴图
  19. windows-运维-12 Windows 防火墙
  20. 关于出现IllegalArgumentException异常的可能原因

热门文章

  1. Tkinter学习-Scrollbar
  2. 设置input 不可编辑的方法
  3. 中国人民大学与加拿大女王大学金融硕士不仅收获了知识、眼界，还收获了深厚的同学情
  4. springboot数据源配置【druid、Hikari】
  5. Matlab高光谱遥感数据处理
  6. 误码率matlab怎么计算,关于误码率的问题 急！！！！！
  7. 中国移动WLAN解决方案
  8. 教你怎么提高网速 最全提高网速方法
  9. Vccode龙堂英雄志
  10. 沉睡者IT - 十月之后「牛市」还是「熊市」