广域系统保护装置的同步方法、装置、厂站及拓扑架构制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种广域系统保护装置的同步方法、装置、厂站及拓扑架构。该方法包括：第一厂站向第二厂站发送第一数据帧，第一数据帧至少包括第一数据帧的序号p，第一数据帧的发送时间戳Tst[p]；接收第二厂站发送的第二数据帧，并记录第二数据帧的接收时间戳Tsr[q]，第二数据帧包括第二数据帧的序号q，第二数据帧的发送时间戳Tmt[q]及第一数据帧的接收时间戳Tmr[p]，第一数据帧与第二数据帧在第二厂站上相邻；计算第一厂站与第二厂站之间的时间相位差Δs和晶振频率偏差Δfp；调整第一厂站的时间，以及调整第一厂站的时钟频率。本发明专利技术公开的技术方案能够在不改变现有系统保护装置物理架构和通道配置的情况下，实现系统保护装置的广域时间同步。

Synchronization Method, Device, Plant and Station and Topology Architecture of Wide Area System Protection Device

The invention discloses a synchronization method, a device, a factory station and a topological structure of a wide area system protection device. The method includes: the first factory station sends the first data frame to the second factory station, the first data frame includes at least the serial number P of the first data frame, the transmission timestamp Tst [p] of the first data frame; the second data frame receives the second data frame sent by the second factory station, and records the reception timestamp Tsr [q], the second data frame includes the serial number Q of the second data frame, and the transmission timestamp Tmt [q] of the second data frame. ] And the receiving time stamp of the first data frame Tmr[p], the first data frame is adjacent to the second data frame on the second plant station; the time phase difference s and crystal frequency deviation FP between the first plant station and the second plant station are calculated; the time of the first plant station is adjusted, and the clock frequency of the first plant station is adjusted. The technical scheme of the invention can realize wide-area time synchronization of the system protection device without changing the physical structure and channel configuration of the existing system protection device.

【技术实现步骤摘要】
广域系统保护装置的同步方法、装置、厂站及拓扑架构
本专利技术实施例涉及电力系统
，尤其涉及一种广域系统保护装置的同步方法、装置、厂站及拓扑架构。
技术介绍
广域系统保护装置是一种为保证电力系统在遇到大扰动时的稳定性而在电厂或变电站内装设的控制设备，以实现切机、切负荷、快速减出力、直流功率紧急提升或回降等功能，是保持电力系统安全稳定运行的重要设施。广域系统保护装置的网络拓扑架构通常由两个及以上厂站通过通信联络构成，从而实现区域或更大范围的电力系统稳定控制。因此，为了避免电网不同频段的振荡问题以及方便故障后的过程反演，需要厂站间保持时间同步。现有的系统保护装置的时间同步方法通常是基于全球定位系统(GlobalPositioningSystem，GPS)的方式，或者同步数字体系(SynchronousDigitalHierarchy，SDH)的方式。然而，GPS的方式一旦在某些厂站丢失GPS的情况下，就失去了全局时钟同步的功能，与之相关的系统保护控制功能就得闭锁；SDH的方式均需要依照IEEE-1588对时协议，配备专用的支持SDH传输的交换机和支持IEEE-1588协议的对时设备，成本高昂且不实用。
技术实现思路
本专利技术提供一种广域系统保护装置的同步方法、装置、厂站及拓扑架构，能够在不改变现有系统保护装置物理架构和通道配置的情况下，实现系统保护装置的广域时间同步，以节约生产成本。第一方面，本专利技术实施例提供了一种广域系统保护装置的同步方法，广域系统保护装置的网络拓扑架构至少包括第一厂站和第二厂站，第一厂站每隔固定的时间间隔向第二厂站发送一帧数据帧，第二厂站每隔固定的时间间隔向第一厂站发送一帧数据帧，方法包括：第一厂站向第二厂站发送第一数据帧，第一数据帧至少包括第一数据帧的序号p，第一数据帧的发送时间戳Tst[p]；第一厂站接收第二厂站发送的第二数据帧，并记录第二数据帧的接收时间戳Tsr[q]，第二数据帧包括第二数据帧的序号q，第二数据帧的发送时间戳Tmt[q]，及第一数据帧的接收时间戳Tmr[p]，第一数据帧与第二数据帧在第二厂站上相邻；第一厂站根据第一数据帧的发送时间戳Tst[p]、第一数据帧的接收时间戳Tmr[p]、第二数据帧的发送时间戳Tmt[q]和第二数据帧的接收时间戳Tsr[q]，计算第一厂站和第二厂站之间的时间相位差Δs和晶振频率偏差Δfp；第一厂站根据计算得到的时间相位差Δs，调整第一厂站的时间，以及根据计算得到的晶振频率偏差Δfp，调整第一厂站的时钟频率。可选的，计算时间相位差Δs的公式包括：其中，Td[m→s]为第二厂站到第一厂站的传输时延，Td[s→m]为第一厂站到第二厂站的传输时延。可选的，还包括：第一厂站计算第一厂站和第二厂站之间的传输时延Td，其中，计算传输时延Td的公式包括：第一厂站判断传输时延Td是否小于或者等于预设传输时延Ts，预设传输时延Ts是第一厂站采用GPS对时方法计算得到的；若传输时延Td大于预设传输时延Ts，则第一厂站丢弃时间相位差Δs。可选的，计算晶振频率偏差Δfp的公式包括：其中，T为计算晶振频率偏差的周期。可选的，还包括：第一厂站计算平均晶振频率偏差Δfmean，其中，计算平均晶振频率偏差Δfmean的公式包括：M为正整数；第一厂站根据晶振频率偏差Δfp，调整第一厂站的时钟频率，具体包括：第一厂站根据平均晶振频率偏差Δfmean，调整第一厂站的时钟频率。可选的，第一厂站为主厂站，第二厂站为从厂站；或者，第一厂站为从厂站，第二厂站为主厂站。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种具备广域同步功能的装置，该装置设置于第一厂站中，包括：发送模块、接收模块、计算模块和同步模块；发送模块，用于向第二厂站发送第一数据帧，第一数据帧至少包括第一数据帧的序号p，第一数据帧的发送时间戳Tst[p]；接收模块，用于接收第二厂站发送的第二数据帧，并记录第二数据帧的接收时间戳Tsr[q]，第二数据帧包括第二数据帧的序号q，第二数据帧的发送时间戳Tmt[q]，及第一数据帧的接收时间戳Tmr[p]，第一数据帧与第二数据帧在第二厂站上相邻；计算模块，用于根据第一数据帧的发送时间戳Tst[p]、第一数据帧的接收时间戳Tmr[p]、第二数据帧的发送时间戳Tmt[q]和第二数据帧的接收时间戳Tsr[q]，计算第一厂站和第二厂站之间的时间相位差Δs和晶振频率偏差Δfp；同步模块，用于根据计算得到的时间相位差Δs，调整第一厂站的时间，以及根据计算得到的晶振频率偏差Δfp，调整第一厂站的时钟频率。可选的，计算时间相位差Δs的公式包括：其中，Td[m→s]为第二厂站到第一厂站的传输时延，Td[s→m]为第一厂站到第二厂站的传输时延。可选的，还包括：判断模块和处理模块；计算模块，还用于计算第一厂站和第二厂站之间的传输时延Td，其中，计算传输时延Td的公式包括：判断模块，用于判断传输时延Td是否小于或者等于预设传输时延Ts，预设传输时延Ts是第一厂站采用GPS对时方法计算得到的；处理模块，用于若传输时延Td大于预设传输时延Ts，则丢弃时间相位差Δs。可选的，计算晶振频率偏差Δfp的公式包括：其中，T为计算晶振频率偏差的周期。可选的，计算模块，还用于计算平均晶振频率偏差Δfmean，其中，计算平均晶振频率偏差Δfmean的公式包括：M为正整数；同步模块，具体用于根据平均晶振频率偏差Δfmean，调整第一厂站的时钟频率。可选的，第一厂站为主厂站，第二厂站为从厂站；或者，第一厂站为从厂站，第二厂站为主厂站。第三方面，本专利技术实施例还提供了一种广域系统保护装置的网络拓扑架构，至少包括第一厂站和第二厂站，第一厂站每隔固定的时间间隔向第二厂站发送一帧数据帧，第二厂站每隔固定的时间间隔向第一厂站发送一帧数据帧，其中，第一厂站包括具有如本专利技术实施例第二方面的具备广域同步功能的装置。第四方面，本专利技术实施例还提供了一种厂站，包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序；当一个或多个程序被一个或多个处理器执行，使得一个或多个处理器实现如本专利技术实施例第一方面任一的广域系统保护装置的同步方法。第五方面，本专利技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如本专利技术实施例第一方面任一的广域系统保护装置的同步方法。本专利技术通过第一厂站获取第一数据帧的发送时间戳Tst[p]、第一数据帧的接收时间戳Tmr[p]、第二数据帧的发送时间戳Tmt[q]和第二数据帧的接收时间戳Tsr[q]，计算第一厂站和第二厂站之间的时间相位差Δs和晶振频率偏差Δfp；并根据时间相位差Δs，调整第一厂站的时间，以及根据晶振频率偏差Δfp，调整第一厂站的时钟频率。由于上述时间戳信息均是在SDH2M通道内利用数据帧进行交互的，不依赖于外部GPS系统，同时无需搭建基于SDH的IEEE-1588时间同步系统来提供外部时钟源，从而在不改变现有系统保护装置物理架构和通道配置的基础上，实现系统保护装置的广域时间同步，以节约生产成本。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种广域系统保护装置的网络拓扑架构示意图；图2是本专利技术实施例提供的一种广域系统保护装置的同步方法流程示意图；图3是本专利技术实施例提供的一种第一厂站和第二厂站的数据帧交本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种广域系统保护装置的同步方法，其特征在于，广域系统保护装置的网络拓扑架构至少包括第一厂站和第二厂站，所述第一厂站每隔固定的时间间隔向所述第二厂站发送一帧数据帧，所述第二厂站每隔固定的时间间隔向所述第一厂站发送一帧数据帧，所述方法包括：所述第一厂站向所述第二厂站发送第一数据帧，所述第一数据帧至少包括第一数据帧的序号p，第一数据帧的发送时间戳Tst[p]；所述第一厂站接收所述第二厂站发送的第二数据帧，并记录第二数据帧的接收时间戳Tsr[q]，所述第二数据帧包括第二数据帧的序号q，第二数据帧的发送时间戳Tmt[q]，及第一数据帧的接收时间戳Tmr[p]，所述第一数据帧与所述第二数据帧在所述第二厂站上相邻；所述第一厂站根据所述第一数据帧的发送时间戳Tst[p]、所述第一数据帧的接收时间戳Tmr[p]、所述第二数据帧的发送时间戳Tmt[q]和所述第二数据帧的接收时间戳Tsr[q]，计算所述第一厂站和所述第二厂站之间的时间相位差Δs和晶振频率偏差Δfp；所述第一厂站根据所述计算得到的时间相位差Δs，调整所述第一厂站的时间，以及根据所述计算得到的晶振频率偏差Δfp，调整所述第一厂站的时钟频率。

【技术特征摘要】
1.一种广域系统保护装置的同步方法，其特征在于，广域系统保护装置的网络拓扑架构至少包括第一厂站和第二厂站，所述第一厂站每隔固定的时间间隔向所述第二厂站发送一帧数据帧，所述第二厂站每隔固定的时间间隔向所述第一厂站发送一帧数据帧，所述方法包括：所述第一厂站向所述第二厂站发送第一数据帧，所述第一数据帧至少包括第一数据帧的序号p，第一数据帧的发送时间戳Tst[p]；所述第一厂站接收所述第二厂站发送的第二数据帧，并记录第二数据帧的接收时间戳Tsr[q]，所述第二数据帧包括第二数据帧的序号q，第二数据帧的发送时间戳Tmt[q]，及第一数据帧的接收时间戳Tmr[p]，所述第一数据帧与所述第二数据帧在所述第二厂站上相邻；所述第一厂站根据所述第一数据帧的发送时间戳Tst[p]、所述第一数据帧的接收时间戳Tmr[p]、所述第二数据帧的发送时间戳Tmt[q]和所述第二数据帧的接收时间戳Tsr[q]，计算所述第一厂站和所述第二厂站之间的时间相位差Δs和晶振频率偏差Δfp；所述第一厂站根据所述计算得到的时间相位差Δs，调整所述第一厂站的时间，以及根据所述计算得到的晶振频率偏差Δfp，调整所述第一厂站的时钟频率。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述时间相位差Δs的公式包括：其中，Td[m→s]为所述第二厂站到所述第一厂站的传输时延，Td[s→m]为所述第一厂站到所述第二厂站的传输时延。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：所述第一厂站计算所述第一厂站和所述第二厂站之间的传输时延Td，其中，计算所述传输时延Td的公式包括：所述第一厂站判断所述传输时延Td是否小于或者等于预设传输时延Ts，所述预设传输时延Ts是所述第一厂站采用GPS对时方法计算得到的；若所述传输时延Td大于所述预设传输时延Ts，则所述第一厂站丢弃所述时间相位差Δs。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述晶振频率偏差Δfp的公式包括：其中，T为计算所述晶振频率偏差的周期。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：所述第一厂站计算平均晶振频率偏差Δfmean，其中，计算所述平均晶振频率偏差Δfmean的公式包括：M为正...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹积军，陈庆，吴争，陆晓，罗建裕，李海峰，李雪明，张莉，薛峰，罗凯明，刘林，颜云松，任建锋，夏海峰，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司，国电南瑞科技股份有限公司，南京千智电气科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32