一种基于PTP的智能电网时间同步方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种基于PTP的智能电网时间同步方法和装置。该方法包括：接收上一级节点发送的第一同步信息；向所述上一级节点发送第二同步信息；接收所述上一级节点在接收到所述第二同步信息后返回的第一同步响应信息，所述第一同步响应信息中携带有所述上一级节点的合并时间；根据第一时间、第二时间以及所述上一级节点的合并时间进行时间同步，所述第一时间为本节点接收到所述第一同步信息的时间，所述第二时间为本节点发送所述第二同步信息的时间。本发明专利技术实施例通过采用上述技术方案，能够减少时间同步过程对智能电网系统运行资源和传输资源的占用。

【技术实现步骤摘要】
一种基于PTP的智能电网时间同步方法和装置
本专利技术涉及智能电网时间同步
，尤其涉及一种基于PTP的智能电网时间同步方法和装置。
技术介绍
时间同步是智能电网系统正常运作的基础，为智能电网系统的运行、维护和计费确立了同一的时间基准。当前智能电网系统中的各类终端设备均依赖本地时钟进行守时。受制于制作成本，智能电网系统中的时钟的守时精度较差，因此，需要对智能电网系统中的终端设备进行高精度的网络时间同步。目前智能电网系统中最常用的网络时间同步方式是基于高精度时间同步协议(PrecisionTimeProtocol，PTP)的时间同步。如图1所示(图中仅给示出了智能电网系统中的第0级节点、第1级节点和第2级节点)，PTP在智能电网系统的根节点(即图1中的第0级节点)和各级从节点(如图1中的第1级节点和第2级节点或其他从节点)之间进行迭代。例如，在第一次迭代中，将第0级节点作为本次时间同步的主时钟节点，将第1级节点作为本次时间同步的从时钟节点，主时钟节点向从时钟节点发送携带有同步报文(即SYNC报文)发送时间预估值的SYNC报文，并在SYNC报文发送后，向从时钟节点发送携带有SYNC报文发送时间精确值t1的跟随报文(即FOLLOWUP报文)；相应的，从时钟节点记录SYNC报文的接收时间t2以及FOLLOWUP报文中携带的FOLLOWUP报文的发送时间t1，向主时钟节点发送延迟请求报文(即DREQ报文)，并记录DREQ报文的发送时间t3；主时钟节点在接收到从时钟节点发送的DREQ报文后，生成携带有DREQ报文的接收时间t4的延时请求响应报文(即DRPLY报文)，从而，从时钟节点在接收到主时钟节点发送的DRPLY报文后，可以根据公式计算其与主时钟节点之间的时间偏移，并根据该时间偏移进行时间同步。在第1级节点时间同步完成后，将第1级节点作为主时钟节点，将第2级节点作为从时钟节点，重复上述时间同步过程进行时间同步。以此类推，即可完成智能电网系统中的各从节点的时间同步。然而，现有技术中的PTP时间同步方式，从时钟节点在与主时钟节点进行时间同步时需要进行较多次的信息交互，导致智能电网系统的时间同步过程需要占用较多的运行资源和传输资源。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供一种一种基于PTP的智能电网时间同步方法和装置，以减少时间同步过程中需要进行信息交互的次数，减少时间同步过程对智能电网系统运行资源和传输资源的占用。第一方面，本专利技术实施例提供了一种基于PTP的智能电网时间同步方法，包括：接收上一级节点发送的第一同步信息；向所述上一级节点发送第二同步信息；接收所述上一级节点在接收到所述第二同步信息后返回的第一同步响应信息，所述第一同步响应信息中携带有所述上一级节点的合并时间；根据第一时间、第二时间以及所述上一级节点的合并时间进行时间同步，所述第一时间为本节点接收到所述第一同步信息的时间，所述第二时间为本节点发送所述第二同步信息的时间。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种基于PTP的智能电网时间同步装置，包括：第一接收模块，用于接收上一级节点发送的第一同步信息；第一发送模块，用于向所述上一级节点发送第二同步信息；第二接收模块，用于接收所述上一级节点在接收到所述第二同步信息后返回的第一同步响应信息，所述第一同步响应信息中携带有所述上一级节点的合并时间；时间同步模块，用于根据第一时间、第二时间以及所述上一级节点的合并时间进行时间同步，所述第一时间为本节点接收到所述第一同步信息的时间，所述第二时间为本节点发送所述第二同步信息的时间。在上述基于PTP的智能电网时间同步方法和装置中，在接收上一级节点发送的第一同步信息后，向上一级节点发送第二同步信息，并接收上一级节点发送的对该第二同步信息的第一同步响应信息，进而根据自身接收到该第一同步信息的第一时间、本端向上一级节点发送第二同步信息的第二时间以及第一同步响应信息中携带的上一级节点的合并时间进行时间同步。本实施例通过采用上述技术方案，本节点与上一级节点之间只需要传输第一同步信息、第二同步信息和第一同步响应信息三个数据包即可实现本节点的时间同步，且所传输的第一同步信息中不需要携带第一同步信息的发送时间，能够减少时间同步过程中需要与上一级节点进行数据交互的次数，并减少所传输的数据包的大小，进而减少时间同步过程对智能电网系统运行资源和传输资源的占用，并缩短每个节点的时间同步过程所耗费的时间。附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为现有技术中基于PTP的时间同步过程示意图；图2为本专利技术实施例一提供的一种基于PTP的智能电网时间同步方法的流程示意图；图3为本专利技术实施例一提供的一种基于PTP的时间同步过程示意图；图4为本专利技术实施例二提供的一种基于PTP的智能电网时间同步方法的流程示意图；图5为本专利技术实施例三提供的一种基于PTP的智能电网时间同步装置的结构框图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部内容。此外，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合实施例一本专利技术实施例一提供一种基于PTP的智能电网时间同步方法。该方法可以由基于PTP的智能电网时间同步装置执行，其中，该装置可以由软件和/或硬件实现，可集成于智能电网系统的节点(即终端设备)中，典型的，可以集成在智能电网系统的从节点中。该智能电网系统的网络可以为包括一个根节点和多个从节点的多跳无线网络，各从节点可以通过直接连接或间接连接的方式与根节点建立通信连接。在本专利技术实施例中，以根节点为第0级节点为例，假设智能电网中各节点的传输距离相同，则第1级节点为智能电网系统中位于根节点的传输距离内的、与根节点直接连接的节点；第2级节点为智能电网系统中位于第1级节点的传输距离内的、除根节点之外的其他节点；依次类推，智能电网系统中的第n级节点为智能电网系统中位于第n-1级节点的传输距离内的、除第n-2级节点之外的其他节点。智能电网系统中第0级节点之外的其他节点均为从节点，智能电网系统从节点中的第1级节点与根节点直接连接，智能电网系统从节点中除第1级节点之外的其他从节点与根节点间接连接。可以理解的是，智能电网系统中各节点的级别号仅是本专利技术实施例为了便于描述而进行的示例性描述，在具体应用时，智能电网系统中各节点的级别号可以根据需要设置，如可以将根节点标记为智能电网系统的第1级节点、第2级节点等等，只要根节点为智能电网系统中级别最小的节点即可，本实施例不对此进行限制。图2是本专利技术实施例一提供的一种基于PTP的智能电网时间同步方法的流程示意图。如图2所示，该方法包括：S110、接收上一级本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于PTP的智能电网时间同步方法，其特征在于，包括：/n接收上一级节点发送的第一同步信息；/n向所述上一级节点发送第二同步信息；/n接收所述上一级节点在接收到所述第二同步信息后返回的第一同步响应信息，所述第一同步响应信息中携带有所述上一级节点的合并时间；/n根据第一时间、第二时间以及所述上一级节点的合并时间进行时间同步，所述第一时间为本节点接收到所述第一同步信息的时间，所述第二时间为本节点发送所述第二同步信息的时间。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于PTP的智能电网时间同步方法，其特征在于，包括：
接收上一级节点发送的第一同步信息；
向所述上一级节点发送第二同步信息；
接收所述上一级节点在接收到所述第二同步信息后返回的第一同步响应信息，所述第一同步响应信息中携带有所述上一级节点的合并时间；
根据第一时间、第二时间以及所述上一级节点的合并时间进行时间同步，所述第一时间为本节点接收到所述第一同步信息的时间，所述第二时间为本节点发送所述第二同步信息的时间。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述向所述上一级节点发送第二同步信息，包括：
以广播的形式发送第二同步信息，以使所述上一级节点和本节点的下一级节点接收所述第二同步信息。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：
接收所述下一级节点发送的第三同步信息；
根据所述上一级节点的合并时间、第一时间以及本节点接收到所述第三同步信息的第三时间计算本节点的合并时间；
向所述下一级节点发送携带有本节点的合并时间的第二同步响应信息，以使下一级节点进行时间同步。


4.根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，所述智能电网系统中各级节点的合并时间采用下述公式计算得到：



其中，tn为智能电网系统中第n级节点的合并时间，tn-1为智能电网系统中第n-1级节点的合并时间，为第n级节点接收到第n-1级节点发送的第一同步信息的时间，为第n级节点接收到第n+1级节点发送的第三同步信息的时间，为第n级节点向第n+1级节点发送第二同步信息的时间；n为大于或等于0的整数，当n＝0时，第0级节点为根节点；当n≥1时，第n级节点为从节点。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据第一时间、第二时间以及所述上一级节点的合并时间进行时间同步，包括：
根据第一时间、第二时间和所述上一级节点的合并时间计算本节点相对于智能电网系统中的根节点的时间偏移量；
基于所述时间偏移量进行时间校准，以使本节点的时间与所述根节点的时间保持同步。


6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据第一时间、第二时间和所述上一级节点的合并...

【专利技术属性】
技术研发人员：王继业，张帆，李洋，聂松松，宋金伟，郝保中，余晗，李晓燕，
申请(专利权)人：国家电网有限公司大数据中心，
类型：发明
国别省市：北京;11