用于同步数字化变电站的保护区内的时间源的系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了一种用于同步数字化变电站的保护区内的时间源的系统。所述系统包括全局时间源、处理通信网络、电子装置和处理单元。所述处理单元包括被配置成接收并处理数据包的时间源，所述数据包包括来自所述全局时间源的第一时间信号和第一时间质量以及来自所述电子装置的第二时间信号和第二时间质量。在第一时间信号不可用或者所述全局时间源的第一时间质量降低到低于预定阈值的情况下，所述处理单元的时间源与所述电子装置内的保护区主时钟同步。实施例还包括用于同步数字化变电站的保护区内的时间源的方法。

【技术实现步骤摘要】
用于同步数字化变电站的保护区内的时间源的系统和方法
本专利技术大体上涉及同步用于数字化变电站的时间源。更具体地，本公开涉及当全局主时间源具有降级的时间质量或者另外不可用时，同步各时间源。
技术介绍
典型的配电网包括电厂、输电变电站、高压输电线和变电站。变电站包括位于开关场中的一次设备(例如变压器、线路/馈电线、断路器、断开开关、配电母线)和位于与开关场分开的控制室中的二次设备(例如保护和控制智能电子装置(IED))。在常规的变电站中，这些保护和控制IED安装在也称作保护区(例如变压器保护区IED、输电线IED、母线IED等)的一次设备。在数字化变电站中，处理单元或合并单元安装在非常靠近一次设备处，以测量并数字化与保护区内的IED的任何通信接口，交换采样值数据流以及控制或事件消息。在数字化变电站内交换数字化信息的常见模式是通过变电站内的装置(例如IED和处理单元)的时钟信号的同步。在常规的变电站中，全局主时钟(globalmaster)(例如最高级时钟(grandmasterclock))是变电站内的所有装置使用协议被同步到的时间源。然而，同步到全局主时钟可能降低局部保护系统(例如处于相同物理方位的系统)的可靠性和/或可用性。在变电站内的全局主时钟和具有时间源的所有装置包括时间质量，其应当有预防故障的预定阈值。在时间质量低于预定阈值的情况下，变电站内可能出现故障。因此，需要确定时间源故障的存在，以及当全局主时钟(globalmaster)故障时将变电站内的所有装置同步到时间源。
技术实现思路
本专利技术重点描述的实施例帮助解决或减轻上面提到的问题以及本领域已知的其它问题。具体地，此技术允许当全局时间源不可用时，数字化变电站的局部保护区中的装置与本地保护系统内的装置同步。此技术也识别何时所述全局时间源再次变得可用。实施例包括一种用于同步数字化变电站的保护区内的时间源的系统。所述系统包括：具有第一时间信号和第一时间质量的全局时间源；以及具有多个交换机(switch)的处理通信网络，其中，每个交换机与所述全局时间源通信。在一些实施例中，所述处理通信网络是具有多个第一交换机的第一处理通信网络，所述第一处理通信网络被配置成与第二处理通信网络通信，所述第二处理通信网络包括第二多个交换机，第二多个交换机中的每个与所述全局时间源同步。所述系统还包括从所述全局时间源接收时间的电子装置以及处理单元。所述电子装置具有将第二时间信号和第二时间质量传送至处理通信网络的保护区主时钟。所述处理单元包括被配置成接收并处理数据包的时间源，所述数据包包括(i)第一时间信号和第一时间质量，以及(ii)第二时间信号和第二时间质量。在第一时间信号不可用或者所述全局时间源的第一时间质量降低到低于预定阈值的情况下，所述处理单元的时间源与所述保护区主时钟同步。在一些实施例中，所述预定阈值是所述保护区主时钟的第二时间质量。在一些实施例中，所述电子装置还包括至少一个数字化保护继电器端口，用于从所述全局时间源接收所述数据包并将所述数据包传送至所述处理单元。在一些实施例中，所述电子装置是多个电子装置之一，每个电子装置具有产生时间信号和质量的保护区主时钟，并且每个电子装置具有在预定的时钟优先级表上的排序。在一些实施例中，所述时钟优先级表按照每个保护区主时钟的时间信号和时间质量对所述多个电子装置排序。在一些实施例中，所述处理单元的时间源与来自所述多个电子装置的与在所述时钟优先级表上的所述多个电子装置的另一电子装置相比时在所述时钟优先级表上具有较高排序的一个电子装置的所述保护区主时钟同步。实施例还包括一种用于同步数字化变电站的保护区内的时间源的方法。在所述方法中，具有时间源的处理单元从全局时间源接收第一数据集，所述全局时间源与包括多个交换机的处理通信网络通信。所述第一数据集包括第一时间信号和第一时间质量。所述处理单元还从电子装置接收包括第二时间信号和第二时间质量的第二数据集。所述电子装置包括与所述处理通信网络通信的保护区主时钟。当所述处理单元确定所述第一时间质量不满足预定阈值时，所述处理单元将所述时间源更新到所述第二时间信号。实施例还包括一种用于同步数字化变电站的保护区内的时间源的第二方法。在第二方法中，电子装置从全局时间源接收包括第一时间信号和第一时间质量的第一数据集，所述全局时间源与包括多个交换机的处理通信网络通信。所述电子装置包括与所述处理通信网络通信的保护区主时钟。所述电子装置还将来自所述保护区主时钟的包括第二时间信号和第二时间质量的第二数据集与来自所述全局时间源的第一数据集比较。当所述电子装置确定所述第一时间质量不满足预定阈值时，所述电子装置将所述第二时间信号和时间质量传送至所述处理通信网络以与处理单元的时间源同步。具体地，本专利技术一方面提出了一种用于同步数字化变电站的保护区内的时间源的系统，包括：全局时间源，具有第一时间信号和第一时间质量；处理通信网络，包括多个交换机，每个交换机与所述全局时间源通信；电子装置，包括具有第二时间信号和第二时间质量的保护区主时钟，所述保护区主时钟与所述处理通信网络通信，并被配置成从所述全局时间源接收数据包；以及处理单元，所述处理单元包括时间源，所述时间源被配置成接收并处理包括所述第一时间信号和第一时间质量的数据包以及包括所述第二时间信号和第二时间质量的数据包，其中，在所述第一时间信号不可用，或者所述全局时间源的第一时间质量降低到低于预定阈值的情况下，所述处理单元的时间源与所述保护区主时钟同步。进一步地，所述预定阈值是所述保护区主时钟的所述第二时间质量。进一步地，所述电子装置还包括至少一个数字化保护继电器端口，用于从所述全局时间源接收所述数据包并将所述数据包传送至所述处理单元。进一步地，所述电子装置是多个电子装置之一，每个电子装置具有产生时间信号和质量的保护区主时钟，并且每个电子装置具有在预定的时钟优先级表上的排序。进一步地，所述时钟优先级表按照每个保护区主时钟的时间信号和时间质量对所述多个电子装置排序。进一步地，所述处理单元的时间源与来自所述多个电子装置的与在所述时钟优先级表上的所述多个电子装置的另一电子装置相比时，在所述时钟优先级表上具有较高排序的一个电子装置的所述保护区主时钟同步。进一步地，所述处理通信网络是具有多个第一交换机的第一处理通信网络，所述第一处理通信网络被配置成与第二处理通信网络通信，所述第二处理通信网络包括第二多个交换机，所述第二多个交换机中的每个同步到所述全局时间源。本专利技术另一方面提出了一种用于同步数字化变电站的保护区内的时间源的方法，包括：由具有时间源的处理单元从全局时间源接收包括第一时间信号和第一时间质量的第一数据集，所述全局时间源与包括多个交换机的处理通信网络通信；由所述处理单元从电子装置接收包括第二时间信号和第二时间质量的第二数据集，所述电子装置包括与所述处理通信网络通信的保护区主时钟；由所述处理单元确定所述第一时间质量不满足预定阈值；以及由所述处理单元将所述处理单元的时间源更新到所述第二时间信号。进一步地，所述预定阈值是所述保护区主时钟的第二时间质量。进一步地，还包括在满足所述预定阈值的情况下，由所述处理单元从所述全局时间源接收包括第三时间信号和第三时间质量的第三数据集。进一步地，所述电子装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于同步数字化变电站的保护区内的时间源的系统，包括：全局时间源，具有第一时间信号和第一时间质量；处理通信网络，包括多个交换机，每个交换机与所述全局时间源通信；电子装置，包括具有第二时间信号和第二时间质量的保护区主时钟，所述保护区主时钟与所述处理通信网络通信，并被配置成从所述全局时间源接收数据包；以及处理单元，所述处理单元包括时间源，所述时间源被配置成接收并处理包括所述第一时间信号和第一时间质量的数据包以及包括所述第二时间信号和第二时间质量的数据包，其中，在所述第一时间信号不可用，或者所述全局时间源的第一时间质量降低到低于预定阈值的情况下，所述处理单元的时间源与所述保护区主时钟同步。

【技术特征摘要】
2016.10.14 US 15/2933961.一种用于同步数字化变电站的保护区内的时间源的系统，包括：全局时间源，具有第一时间信号和第一时间质量；处理通信网络，包括多个交换机，每个交换机与所述全局时间源通信；电子装置，包括具有第二时间信号和第二时间质量的保护区主时钟，所述保护区主时钟与所述处理通信网络通信，并被配置成从所述全局时间源接收数据包；以及处理单元，所述处理单元包括时间源，所述时间源被配置成接收并处理包括所述第一时间信号和第一时间质量的数据包以及包括所述第二时间信号和第二时间质量的数据包，其中，在所述第一时间信号不可用，或者所述全局时间源的第一时间质量降低到低于预定阈值的情况下，所述处理单元的时间源与所述保护区主时钟同步。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述预定阈值是所述保护区主时钟的所述第二时间质量。3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电子装置还包...

【专利技术属性】
技术研发人员：I哈摩尔，MG卡纳巴，
申请(专利权)人：通用电器技术有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH