智能變電站相關(guān)技術(shù)介紹-資料下載頁
2025-04-29 12:07本頁面
【正文】 7。 25us T4 177。 4us T5 177。 1us 線路行波測距、同步相量 5 時鐘同步 需要時鐘同步的設(shè)備 對策： a）保護裝置插值同步（各間隔合并單元可以不同步） b）保證各間隔合并單元嚴(yán)格同步，同時刻采集數(shù)據(jù) 1）各相電流、電壓的同步 2）各間隔電流、電壓的同步 跨間隔保護需要同時刻采集的數(shù)據(jù) 對策： 合并單元內(nèi)實現(xiàn)同步 IRIGB IEEE 1588 5 時鐘同步 同 步 插 值 時 刻X 1 1X 1 2X 1 3X 2 1X 2 2X 2 3T 2 3T 2 2T 2 1TT 1 3T 1 2T 1 1T插值同步方法 X1 X2 由保護裝置實現(xiàn)數(shù)據(jù)同步 保護裝置自己產(chǎn)生一個 新的采樣序列 要求： 傳輸延遲固定 5 時鐘同步 變壓器保護 高壓側(cè) 合并單元 中壓側(cè) 合并單元 低壓側(cè) 合并單元 …… …… …… 采樣計數(shù)器 0 1 3999 各個合并單元保證同時刻采集數(shù)據(jù) 接收端根據(jù)采樣計 數(shù)器對齊數(shù)據(jù) 時鐘同步方式比較 5 時鐘同步 IRIGB NTP/SNTP IEEE 1588 同步精度 1us 1ms 1us 同步方式 點對點方式 點對點方式 /交換式以太網(wǎng) 點對點方式 /交換式以太網(wǎng) 成本 較低 低 很高 應(yīng)用 已廣泛采用 同步精度低，只能應(yīng)用于變電站層 同步精度高，可應(yīng)用于過程層 5 時鐘同步 NTP/SNTP時鐘同步原理 t：時鐘偏差 d1， d2：傳輸時間 T2－ ( T1+t) = d1 T4－ (T3－ t) = d2 其中 如果 往返的傳輸時間相等 ，根據(jù)四個時刻可以求得時鐘偏差和傳輸時間 主時鐘 從時鐘 T1 T1+t d1 d2 T2 T2t T3 T3t T4 得知 T2， T3 5 時鐘同步 NTP/SNTP時鐘同步精度不高的原因（ 1ms） 網(wǎng)絡(luò) 路徑時間 應(yīng)用層 表示層 數(shù)據(jù)鏈路層 會話層 傳輸層 網(wǎng)絡(luò)層 物理層 應(yīng)用層 表示層 數(shù)據(jù)鏈路層 會話層 傳輸層 網(wǎng)絡(luò)層 物理層 主時鐘 從時鐘 寫入 /讀取時標(biāo) 報文編碼 報文解碼 不確定 不確定 不確定 三個環(huán)節(jié)都具有不確定性， d1與 d2不相等，偏差大 在 高層（應(yīng)用層）打時標(biāo) ，傳輸時間包含三個環(huán)節(jié) 5 時鐘同步 舉例說明 網(wǎng)絡(luò) 路徑時間 應(yīng)用層 表示層 數(shù)據(jù)鏈路層 會話層 傳輸層 網(wǎng)絡(luò)層 物理層 應(yīng)用層 表示層 數(shù)據(jù)鏈路層 會話層 傳輸層 網(wǎng)絡(luò)層 物理層 主時鐘 從時鐘 3 4 5 2 1 4 d1 = 8 d2 = 11 5 時鐘同步 IEEE 1588時鐘同步原理（ 1） 在 底層（物理層）打時標(biāo) ，避免了報文處理時間的不確定性 主時鐘 從時鐘 T1 d1 T2 得知 T1 T3 跟隨報文 含 T1時刻 得知 T4 d2 T4 物理層 物理層 T1 T2 T4 T3 時標(biāo)獲取的位置 答復(fù)報文 含 T4時刻 T0 主時鐘 從時鐘 5 時鐘同步 P H YM A CS W I T C H F A B R I CP H YM A CP T PT r a n s p a r e n t C l o c kG r a n d m a s t e r C l o c kP H YM A CP T PO r d i n a r y C l o c kP H YM A CP T PT i m e s t a m p U n i t st1t2t3t4p d e l a y _ r e q a n d p d e l a y _ r e s p M e s s a g e sG M t o T C P a t h D e l a y = ( t2 – t1 + t4 – t3) / 2主時鐘 從時鐘 交換機 IEEE 1588時鐘同步原理（ 2） 交換機和主時鐘發(fā)送報文計算 主時鐘到交換機的傳輸時間 以此類推，可以精確計算每一段傳輸路徑的延時 P H YM A CS W I T C H F A B R I CP H YM A CP T PT r a n s p a r e n t C l o c kG r a n d m a s t e r C l o c kP H YM A CP T PO r d i n a r y C l o c kP H YM A CP T PT i m e s t a m p U n i t st1t2t3t4S y n c M e s s a g eS y n c C o r r e c t i o n F i e l d = t3 – t2主時鐘 從時鐘 交換機 5 時鐘同步 IEEE 1588時鐘同步原理（ 3） 交換機可記錄“同步報文”在交換機內(nèi)的 駐留時間（ t3 t2） 5 時鐘同步 IEEE 1588時鐘同步精度與可靠性 典型同步精度： 100ns 在物理層打時標(biāo)，需要專用的硬件，價格昂貴 最佳主時鐘選擇機制： 自動選擇第二主時鐘（容錯性強） 評價 時鐘同步精度高，可利用已有的通信網(wǎng)絡(luò) IEEE PSRC H7工作組，正制定 1588在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)（ 2022年），是今后的發(fā)展趨勢 采樣值規(guī)范比較 5 時鐘同步 IEC 600448 IEC 6185092 幀格式 IEC 60870 FT3 以太網(wǎng)幀 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 點對點方式 點對點方式 /交換式以太網(wǎng) 傳輸速率 5Mbps 采樣率 5k 100Mbps/1000Mbps 采樣率 = 4k， 傳輸延遲 固定 點對點時固定 交換式以太網(wǎng)時 不固定 數(shù)據(jù)同步 不依賴外部時鐘 采用交換式以太網(wǎng)時 依賴外部時鐘 標(biāo)準(zhǔn)維護 已被取消 標(biāo)準(zhǔn)長期支持 5 時鐘同步 ? 《 智能變電站繼電保護技術(shù)規(guī)范 》 明確： 保護應(yīng)“ 直采直跳 ” 原因： ? 點對點直接獲取采樣值（ IEC 600448或 IEC 6185092），傳輸延時固定，可由保護裝置利用插值法對數(shù)據(jù)進行同步，不依賴外部時鐘 ? 經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)獲取采樣值，傳輸延遲不固定， 必須依賴外部時鐘 ，而且存在丟點現(xiàn)象，可靠性降低 ? 網(wǎng)絡(luò)交換機技術(shù)尚未成熟，成本較高， IEEE 1588的應(yīng)用尚未成熟 總結(jié) ? 智能變電站是變電站綜合自動化基礎(chǔ)上的一次技術(shù)進步； ? 主要特征是：一次設(shè)備的數(shù)字化、二次設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化、統(tǒng)一信息模型； ? 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用對未來智能變電站發(fā)展具有重要影響： 點對點等專網(wǎng) ——公共網(wǎng)絡(luò)； ? 新功能和新應(yīng)用的產(chǎn)生會大大促進 智能變電站 的發(fā)展。 謝謝各位專家！
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