一种直流B码传输延时补偿方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种直流B码传输延时补偿方法，并识别直流B码的周期与码元，当B码周期的偏差小于B码周期偏差预设时间t、码元脉宽的偏差小于码元脉宽偏差预设时间t1时，提取直流B码的准时沿；提取直流B码的准时沿，并计算准时沿的时间间隔对应的计数值N

【技术实现步骤摘要】
一种直流B码传输延时补偿方法及装置


[0001]本专利技术涉及时间同步
，尤其涉及一种直流B码传输延时补偿方法及装置。

技术介绍

[0002]IRIG是美国靶场司令部委员会的下属机构靶场仪器组的简称(Inter
‑
Range Instrumentation Group)。IRIG串行时间码，共有六种格式，即A、B、D、E、G、H，其中IRIG
‑
B格式时间码(以下简称B码)应用最为广泛。B码的时帧速率为1帧/s，包含100位信息，分别表示BCD时间信息和控制功能信息，同时也可从串行时间码中提取1Hz、10Hz和100Hz脉冲信号。
[0003]随着工业自动化的飞速发展，自动化设备对时间同步的要求也越来越高，应用也越来越广泛，尤其在电力系统各变电站、发电厂配置的时间同步装置普遍采用直流B码与被授时设备对时。
[0004]电力系统是电能生产、传输、使用的跨区域的大型的能源网络系统，电能在电网上以光速传播，生产的电能与传输损耗的电能以及使用的电能时刻保持守恒。因此，电力系统的监控和高级应用(如：潮流计算、负荷预测、系统仿真等)都是基于不同时刻的时间断面数据进行分析计算。另外，电力系统厂站的一些设备，如：同步相量测量装置(PMU)、双端行波测距装置、雷电监测装置以及智能变电站的合并单元，都要求对时精度优于1μs。
[0005]在实际应用中，厂站被授时设备分布在不同的小室和间隔，与时间同步装置的距离长短不一，而且差距很大，300m的距离就可以产生1μs以上的传输延时。因此，不能满足发电厂和变电站对二次设备的时间同步要求。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种直流B码传输延时补偿方法及装置，通过调整B码准时沿，无需重新生成B码时间信号，就能实现传输延时的补偿，达到被授时设备与授时设备的时间同。
[0007]本专利技术通过下述技术方案实现：一种直流B码传输延时补偿方法，所述方法步骤包括：
[0008]步骤A：获取直流B码信号，并识别直流B码的周期与码元，当B码周期的偏差小于B码周期偏差预设时间t、码元脉宽的偏差小于码元脉宽偏差预设时间t1时，提取直流B码的准时沿并进入步骤B，否则闭锁补偿脉冲生成，将补偿信号置0；
[0009]步骤B：提取直流B码的准时沿，并计算准时沿的时间间隔对应的计数值NS；
[0010]步骤C：生成超前直流B码准时沿预设时间t2的本地时间信号上升沿；
[0011]步骤D：设定延时补偿值ΔT；
[0012]步骤E：将设定的延时补偿值ΔT转换成计数值NΔT，再将本地时间信号上升沿延时ΔN1对应的时间，得到补偿脉冲；
[0013]步骤F：将生成的补偿脉冲与输入的直流B码做逻辑“或”，合成补偿后的直流B码。
[0014]传统的电力系统在厂站中应用时，厂站被授时设备分布在不同的小室和间隔，且
与时间同步装置距离长短不一，因此容易在两者之间的差距的距离过大的时候，会造成传输延时，不能满足发电厂和变电站对二次设备的时间同步要求。本专利技术提供了一种直流B码传输延时补偿的方法及装置，通过码元替换技术实现直流B码时间信号的延时补偿，确保末端设备时间同步。对于不同的介质采用不同的失电切换电路，保证在失电的情况下时间信号仍能正常地传递，以确保对时的可靠性。
[0015]优选地，所述B码周期偏差预设时间t为10μs，所述码元脉宽偏差预设时间为t1为200μs，所述超前直流B码准时沿的预设时间t2为200μs。
[0016]优选地，所述步骤B中具体方法包括：
[0017]识别连续的“P0”码元与“Pr”码元，“Pr”码元的上升沿为准时沿，并测量准时沿的时间间隔对应的计数值NS，并通过算术平均的方法来消除因信号抖动带来的测量误差，得到算术平均值且将作为1s时长的计数值，作为本地时间信号的周期。
[0018]优选地，所述的计算表达式为：
[0019][0020]a为计数值的个数。
[0021]优选地，所述步骤C中具体的方法包括：
[0022]计算本地时间信号上升沿的修正量ΔN，若修正量为正，则将本地时间信号上升沿延后该计数值，若修正量为负，则将本地时间信号上升沿提前ΔN的计数值；
[0023]所述修正量ΔN的计算表达式为：
[0024][0025][0026][0027]N
PBi
为第i个本地1PPS准时沿与直流B码准时沿的时差计数值，t>＝i>＝1，b为本地时间信号准时沿与直流B码准时沿的时差计数值的总数；N
t2
为t2对应的计数值，为本地时间信号准时沿与直流B码准时沿的时差计数值的算术平均值。
[0028]优选地，所述本地时间信号上升沿延时ΔN1计数值对应的时间，ΔN1的计算表达式为：
[0029]ΔN1＝N
t2
‑
N
ΔT
[0030][0031]优选地，所述所述时间信号为IRIG
‑
B(DC)或1PPS或1PPM或1PPH或DCF77。
[0032]本专利技术还公开了一种直流B码传输延时补偿装置，所述补偿装置包括：信号识别模块、准时沿提取模块、本地时间信号生成模块、补偿脉冲生成模块、延时设置模块以及准时沿替换模块：
[0033]所述信号识别模块用于获取直流B码信号，并识别直流B码的周期与码元，当B码周期的偏差小于预设时间t、码元脉宽的偏差小于预设时间t1时，提取直流B码的准时沿并进
入步骤B，否则闭锁补偿脉冲生成，将补偿信号置0；
[0034]所述准时沿提取模块用于提取直流B码的准时沿，并计算准时沿的时间间隔对应的计数值N
S
；
[0035]所述本地时间信号生成模块用于生成超前直流B码准时沿预设时间t2的本地时间信号上升沿；
[0036]所述延时设置模块用于设定延时补偿值ΔT，并将补偿值输入到所述补偿脉冲生成模块；
[0037]所述补偿脉冲生成模块用于将设定的延时补偿值ΔT转换成计数值N
ΔT
，再将本地时间信号上升沿延时ΔN1计数值对应的时间，得到补偿脉冲；
[0038]所述准时沿替换模块用于将将生成的补偿脉冲与输入的直流B码做逻辑“或”，合成补偿后的直流B码。
[0039]优选地，所述补偿装置还包括失电切换模块，所述失电切换模块用于保证在失电情况下直流B码能够正常传递。所述补偿装置在传输介质上，且当传输介质为双绞线时，所述失电切换模块为双刀双掷开关；当传输介质为光纤时，所述失电切换模块为光通道切换器件。
[0040]优选地，所述延时设置模块包括计数器，所述计数器的频率为40MHz。
[0041]本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
[0042]1、本专利技术提供的一种直流B码传输延时的补偿方法及装置，通过调整B码准时沿，无需重新生成B码时间信号，就能实现传输延时的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直流B码传输延时补偿方法，其特征在于，所述方法步骤包括：步骤A：获取直流B码信号，并识别直流B码的周期与码元，当B码周期的偏差小于B码周期偏差预设时间t、码元脉宽的偏差小于码元脉宽偏差预设时间t1时，提取直流B码的准时沿并进入步骤B，否则闭锁补偿脉冲生成，将补偿信号置0；步骤B：提取直流B码的准时沿，并计算准时沿的时间间隔对应的计数值N
S
；步骤C：生成超前直流B码准时沿预设时间t2的本地时间信号上升沿；步骤D：设定延时补偿值ΔT；步骤E：将设定的延时补偿值ΔT转换成计数值N
ΔT
，再将本地时间信号上升沿延时ΔN1计数值对应的时间，得到补偿脉冲；步骤F：将生成的补偿脉冲与输入的直流B码做逻辑“或”，合成补偿后的直流B码。2.根据权利要求1所述的一种直流B码传输延时补偿方法，其特征在于，所述B码周期偏差预设时间t为10μs，所述码元脉宽偏差预设时间为t1为200μs，所述超前直流B码准时沿的预设时间t2为200μs。3.根据权利要求1所述的一种直流B码传输延时补偿方法，其特征在于，所述步骤B中具体方法包括：识别连续的“P0”码元与“Pr”码元，“Pr”码元的上升沿为准时沿，并测量准时沿的时间间隔对应的计数值N
S
，并通过算术平均的方法来消除因信号抖动带来的测量误差，得到算术平均值且将作为1s时长的计数值，作为本地时间信号的周期。4.根据权利要求3所述的一种直流B码传输延时补偿方法，其特征在于，所述的计算表达式为：a为计数值的个数。5.根据权利要求1所述的一种直流B码传输延时补偿方法，其特征在于，所述步骤C中具体的方法包括：计算本地时间信号上升沿的修正量ΔN，若修正量为正，则将本地时间信号上升沿延后该计数值，若修正量为负，则将本地时间信号上升沿提前ΔN的计数值；所述修正量ΔN的计算表达式为：所述修正量ΔN的计算表达式为：所述修正量ΔN的计算表达式为：N
PBi
为第i个本地1PPS准时沿与直流B码准时沿的时差计数值，b>＝i>＝1，b为本地时间信号准时沿与直流B码准时沿的时差计数值的总数；N...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏旺全，冯世林，刘晓川，段翔兮，王彦峰，彭上，刘海洋，温丽丽，胡蓉，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：