一种基于自适应算法的变电站网络对时方法技术

本发明专利技术公开了一种基于自适应算法的变电站网络对时方法，主时钟与本地时钟一次对时，进行N次信息交换，通过将信息交换次数N，αBLUE、βBLUE代入来判断相偏Φ值采用φMLE还是φBLUE，对本地时钟进行相偏补偿；补偿后，再通过对本地时钟进行频偏补偿。针对智能变电站网络负荷较重时，网络传输往返延时不对称，传统的精确时钟同步协议(Precision Time Protocol，PTP)单次对时在本地时钟的校正上误差较大，本发明专利技术提供的一种基于自适应算法的变电站网络对时方法，通过统计学方法在多次对时后计算出本地时钟频偏与相偏误差的最优解进而进行补偿。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于自适应算法的变电站网络对时方法，属于变电站网络对时

技术介绍
现代化变电站以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、监测和计量等基本功能。但无论测控装置、保护保护装置，还是计量装置的计算处理都要求采样数据应在同一个时间点上采集，以免相位和幅值产生误差。对于过电流保护等保护，因为微机保护的本地晶振时钟的短期稳定性非常高，不会对保护的动作精度造成影响。但对于差动保护和计量，由于微机保护本地晶振时钟并不十分准确，经过长时间的误差累积，会造成跨间隔间不同采样数据的相位误差和幅值误差的逐渐扩大，导致差动保护的误动作和计量的严重误差，因此需要对时技术对本地时钟进行校正。IEEE1588定义了一个能在测量和控制系统中实现高精度时钟同步的协议——精确时钟同步协议(PrecisionTimeProtocol，PTP)。PTP协议的基本原理是主时钟与本地时钟之间进行同步信息包的发送，对信息包的发出时间和接收本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于自适应算法的变电站网络对时方法，其特征在于：包括步骤如下：步骤一：主时钟与本地时钟一次对时，进行N次信息交换，物理层处理延时设为定值d；第k次信息交换中，T1,k为主时钟第k个信息包的实际发送时间；T2,k为本地时钟收到第k个信息包的时间；T3,k为本地时钟发送第k个信息包的实际发送时间；T4,k为主时钟收到第k个信息包的时间；信息由主时钟到本地时钟的网络传输延时设为随机变量Xk，信息由本地时钟到主时钟的网络传输延时设为随机变量Yk，假设网络延时和分别服从均值为α和β的指数分布；步骤二：相偏计算的最大似然估计，假设网络传输的往返延时对称性较好，网络传输延时Xk与Yk服从相同参数的指数分...

【技术特征摘要】
1.一种基于自适应算法的变电站网络对时方法，其特征在于：包括步骤如下：
步骤一：主时钟与本地时钟一次对时，进行N次信息交换，物理层处理延时
设为定值d；第k次信息交换中，T1,k为主时钟第k个信息包的实际发送时间；
T2,k为本地时钟收到第k个信息包的时间；T3,k为本地时钟发送第k个信息包的实
际发送时间；T4,k为主时钟收到第k个信息包的时间；信息由主时钟到本地时钟
的网络传输延时设为随机变量Xk，信息由本地时钟到主时钟的网络传输延时设为
随机变量Yk，假设网络延时和分别服从均值为α和β的指数分布；
步骤二：相偏计算的最大似然估计，假设网络传输的往返延时对称性较好，
网络传输延时Xk与Yk服从相同参数的指数分布，可以令这两个指数函数的均值相
等，有α＝β＝λ；同时因为网络传输延时的随机性，造成信息交换延时的不确
定，可以将N次对时后得到的信息交换的往返延时数据和进行数值从
小到大的顺序统计，重新排列后变为和可以构建似然函数为：
L(d,φ,λ)=λ-2Ne-(Σk=1NUk+Σk=1NVk-2Nd)λ---(2.5)]]>考虑到式(2.3)与(2.4)，对N次对时信息交换的往返延时进行累加，有
NU‾=Nd+Nφ+Nλ---(2.6)]]>与NV‾=Nd-Nφ+Nλ---(2.7)]]>U‾=Σk=1NUk]]>的平均值，V‾=Σk=1NVk]]>的平均值；
(2.6)与(2.7)两式相加可得代入式(2.5)可得
LR(d,φ)=[U‾+V‾2-d]-2Ne-2N---(2.8)]]>通过使式(2.8)的似然函数LR(d,Φ)取得最大值，就可以得到参变量的最大
似然估计值；
解得d和Φ的最大似然估计为：
dMLE=U(1)+V(1)2φMLE=U(1)-V(1)2---(2.9)]]>U(1)表示中排序第一，V(1)表示中排序第一；
步骤三：相偏计算的最优线性无偏估计，首先将N次对时后得到的信息交换
的往返延时数据和进行数值从小到大的顺序统计，重新排列后变为
和定义所需求解未知变量矩阵为δ′＝[dΦαβ]T，则有
P′=11...111...111...1-1-1...-11N1N+1N-1...Σk=1N1N-k+100...000...01N1N+1N-1...Σk=1N1N-k+1T---(2.10)]]>矩阵中P′为由对时信息样本长度N决定的矩阵；
由于对信息交换延时数据进行了顺序统计，故建立的是线性模型，δ′的最
优线性无偏估计为：
δBLUE′=(P′TQW′-1P′)-1P′TQW′-1W---(2.11)]]>其中Q′W是W的协方差矩阵；因为信息交换的往返延时和为两个相
互独立的指数随机分布，可得：
QW′=α2Q00β2Q---(2.12)]]>Q是信息交换延时数据U(k)和V(k)的N×N阶对称正定协方差矩阵；
观测到的信息交换延时数据为：

【专利技术属性】
技术研发人员：朱超，陈昊，缪晓刚，余成元，郭杨，
申请(专利权)人：江苏省电力公司检修分公司，国家电网公司，国网江苏省电力公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32