一种配电网中提高对时精度的通信终端、网络和方法技术

技术编号:14685665 阅读:129 留言:0更新日期:2017-02-22 20:03
一种配电网中提高对时精度的通信终端、网络和方法,涉及电力系统中的配电自动化领域,特别涉及配电网中主站和配电终端的网络对时和时钟同步。通信终端中,CPU连接存储器、网络接口模块、串行接口模块、无线通信模块、授时模块和RTC模块;配电自动化通信网络中使用上述终端;终端有自身对时步骤和为配电终端的对时步骤。使用上述终端、网络和方法,可以将对时误差提高到2毫秒以内,完全符合配电自动化网络的要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统中的配电自动化领域,特别涉及配电网中主站和配电终端的网络对时和时钟同步。
技术介绍
国家电网公司对配电网的投资逐渐加大,目前已经投运的配电自动化系统中,终端分布广。主站与配电终端间的通信一般借助移动公网实现,由于GPRS通信具备投资小,覆盖范围广、便于施工等优势,现在已建的配电自动化系统,通信大多以GPRS通信为主。主站和配电终端与GPRS模块使用串口或网口连接,GPRS模块只是作为主站与分布在各处的配电终端间通信的桥梁,为透传的通信介质,主站通过GPRS无线模块与配电终端,利用101规约完成各种数据的交互和对时命令。由于电力网络的特殊性,要求主站和配电终端之间的时钟保持一致。主站一般通过GPS或北斗卫星对时装置获得准确的时钟,因此全网中,主站的时间是一致的。配电终端的时间是通过主站周期性下发的对时命令获得,但是由于GPRS无线通信数据实时性较差,且具有不确定的延时特性,造成主站与终端间的对时延时不确定,导致配电系统中各个终端之间、终端与主站间的时钟存在不确定的偏差。数据表明,现有GPRS通信的配电系统的对时机制存在数秒的误差。电网故障发生时,要求故障发生时间和录波启动时间的时间偏差不大于20ms。配电网故障后,带有时标数据的配电终端记录如SOE、COS、故障记录等,由于时间误差很大,不具备参考意义。由于卫星对时装置价格较高,配电终端安装比较分散,数量较大,无法在每个终端配置卫星对时装置,目前只能采用主站通过GPRS无线通信方式发送对时命令给配电终端的方式。
技术实现思路
为了提高配电终端的对时精度,提出了本专利技术。本专利技术采用的技术方案是:一种带有授时模块的无线通信终端,包括电源模块、CPU,CPU连接存储器、网络接口模块、串行接口模块、无线通信模块,关键在于:CPU还连接授时模块和RTC模块。进一步的,CPU通过串口连接授时模块,授时模块的秒脉冲输出连接到CPU的捕获管脚;所述授时模块为GPS模块或北斗模块。一种配电自动化通信网络,主站和配电终端通过网络接口或串口连接无线通信终端,经无线通信终端进行通信,配电终端连接的无线通信终端为带有授时模块的无线通信终端。一种提高对时精度的方法,基于权利要求5所述的配电自动化通信网络实现,其特征在于包括以下步骤:带有授时模块的无线通信终端自身对时步骤;带有授时模块的无线通信终端为配电终端的对时步骤;其中,带有授时模块的无线通信终端自身对时步骤包括:步骤1-1:设置授时模块丢失标志;设置在线计时器和丢失计时器;步骤1-2:授时模块丢失标志置1,在线计时器和丢失计时器分别清0;步骤1-3:在线计时器和丢失计时器开始计时;步骤1-4:CPU捕获到授时模块的秒脉冲,CPU中断处理程序从授时模块获取系统时间;将授时模块丢失标志置0;丢失计时器清0,重新开始计时;步骤1-5:如果丢失计时器计时大于等于T2,执行步骤1-2;如果在线计时器计时大于等于T1,执行步骤1-6;步骤1-6:将系统时间写入RTC,执行步骤1-2。带有授时模块的无线通信终端为配电终端的对时步骤包括:步骤2-1:收到主站命令,分析命令内容,非对时命令直接,执行步骤2-2;如果是对时命令,执行步骤2-3;步骤2-2:转发给配电终端,结束;步骤2-3:获取当前时间;步骤2-4:重新生成对时命令,发送给配电终端,帧数据中的时间为步骤2-3获得的当前时间。进一步的,步骤2-3中,获取当前时间包括以下步骤:步骤2-3-1:向配电终端发送招测命令,并记录发送时间t1;步骤2-3-2:接收配电终端的回复,并记录收到时间t2;步骤2-3-3:计算∆t=(t2-t1)/2;步骤2-3-4:从授时模块或RTC模块中获取系统时间;步骤2-3-4:当前时间=系统时间+∆t。在无线通信终端中增加授时模块,使无线通信终端本身具有获得准确时间的能力,市面上的授时模块,如GPS模块和北斗模块,成本都很低;增加RTC模块,可以将从授时终端获得的时间写入RTC模块,由于RTC本身的特性,在授时模块失效时也能提供准确的时间。无线通信终端与配电终端配套使用,无线通信终端可以将得到的时间传给配电终端。无线通信终端自身对时,可以保证RTC中的时间与授时模块上的时间保持同步;实时检测授时模块的在线情况,可以防止授时模块信号不好时,获取错误的时间;收到主站的对时命令后向配电终端发送对时命令,可以保证系统对时命令的时效性;无线通信终端重新生成对是命令,把帧数据中的时间置换成从本地获取的当前时间,可以消除由于网络传输延时不定造成的时间误差;进一步地,将无线通信终端和配电终端之间的通信时间加在当前时间上,使对时命令到达配电终端时,实际的时间与命令帧数据中的时间误差更小。采用本专利技术,可以在不增加太大成本的前提下,将对时误差提高到2毫秒以内,完全符合配电自动化网络的要求。附图说明图1是带有授时模块的无线通信终端的组成示意图,图2是带有授时模块的无线通信终端自身对时的流程图,图3是带有授时模块的无线通信终端为配电终端的对时流程图。具体实施方式本专利技术由三部分组成:一、一种带有授时模块的无线通信终端,包括电源模块、CPU,CPU连接存储器、网络接口模块、串行接口模块、无线通信模块,CPU还连接授时模块和RTC模块。CPU通过串口连接授时模块,授时模块的秒脉冲输出连接到CPU的捕获管脚;所述授时模块为GPS模块或北斗模块。本实施例中,授时模块采用GPS模块,将GPS的秒脉冲输出引到CPU的捕获引脚,中断中处理时钟能将时间精度提高到微妙级。无线通信模块通过串口连接CPU;所述无线通信模块为Wifi模块或手机模块。本实施例中,无线通信模块为手机模块,尤其是支持GPRS通信的手机模块。CPU通过I2C接口连接RTC模块,RTC模块的PPS信号连接到CPU的捕获管脚。二、一种配电自动化通信网络,主站和配电终端通过网络接口或串口连接无线通信终端,经无线通信终端进行通信,配电终端连接的无线通信终端为带有授时模块的无线通信终端。由于主站都有授时装置,主站可以配备具有通信功能的无线通信模块。三、一种提高对时精度的方法,基于配电自动化通信网络实现,包括两个主要步骤:1、带有授时模块的无线通信终端自身对时步骤;和2、带有授时模块的无线通信终端为配电终端的对时步骤;其中,带有授时模块的无线通信终端自身对时步骤包括:步骤1-1:设置授时模块丢失标志;设置在线计时器和丢失计时器;步骤1-2:授时模块丢失标志置1,在线计时器和丢失计时器分别清0;步骤1-3:在线计时器和丢失计时器开始计时;步骤1-4:CPU捕获到授时模块的秒脉冲,CPU中断处理程序从授时模块获取系统时间;将授时模块丢失标志置0;丢失计时器清0,重新开始计时;步骤1-5:如果丢失计时器计时大于等于T2,执行步骤1-2;如果在线计时器计时大于等于T1,执行步骤1-6;步骤1-6:将系统时间写入RTC,执行步骤1-2。带有授时模块的无线通信终端为配电终端的对时步骤包括:步骤2-1:收到主站命令,分析命令内容,非对时命令直接,执行步骤2-2;如果是对时命令,执行步骤2-3;步骤2-2:转发给配电终端,结束;步骤2-3:获取当前时间;步骤2-4:重新生成对时命令,发送给配电终端,帧数据中的时间为步骤2-3获得的本文档来自技高网...
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【技术保护点】
一种带有授时模块的无线通信终端,包括电源模块、CPU,CPU连接存储器、网络接口模块、串行接口模块、无线通信模块,其特征在于:CPU还连接授时模块和RTC模块。

【技术特征摘要】
1.一种带有授时模块的无线通信终端,包括电源模块、CPU,CPU连接存储器、网络接口模块、串行接口模块、无线通信模块,其特征在于:CPU还连接授时模块和RTC模块。2.根据权利要求1所述的带有授时模块的无线通信终端,其特征在于:CPU通过串口连接授时模块,授时模块的秒脉冲输出连接到CPU的捕获管脚;所述授时模块为GPS模块或北斗模块。3.根据权利要求1所述的带有授时模块的无线通信终端,其特征在于:无线通信模块通过串口连接CPU;所述无线通信模块为Wifi模块或手机模块。4.根据权利要求1所述的带有授时模块的无线通信终端,其特征在于:CPU通过I2C接口连接RTC模块,RTC模块的PPS信号连接到CPU的捕获管脚。5.一种配电自动化通信网络,主站和配电终端通过网络接口或串口连接无线通信终端,经无线通信终端进行通信,其特征在于,配电终端连接的无线通信终端为带有授时模块的无线通信终端。6.一种提高对时精度的方法,基于权利要求5所述的配电自动化通信网络实现,其特征在于包括以下步骤:带有授时模块的无线通信终端自身对时步骤;带有授时模块的无线通信终端为配电终端的对时步骤;其中,带有授时模块的无线通信终端自身对时步骤包括:步骤1-1:设置授时模块丢失标志;设置在线计时器和丢失计时器;步骤1-2:授时模块丢失标志置1,在线计时器和丢失计时器分别清0;步骤1-3:在线计时器和丢失计时器开始计时;步骤1-4:CPU捕获到授时模块的秒脉冲,CPU中断处理程序从授时模块获取系统时间;...

【专利技术属性】
技术研发人员:屈国旺胡金路安志国陈贺陈洪雨吴纳磊李英春刘汉宁刘腾飞辛海斌刘海涛常生强朱雅通袁玉宝王强
申请(专利权)人:石家庄科林电气股份有限公司
类型:发明
国别省市:河北;13

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