配电主站与配电终端时钟同步系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于电力配电自动化系统领域，尤其涉及一种配电主站（即配电自动 化主站系统）与配电终端（即配电自动化终端）时钟同步系统。
【背景技术】
[0002] 电力系统属于与时间相关的系统，配电网事故分析的准确性取决于事件顺序的时 钟的精度。然而，现在运行的配电自动化系统，在对配电终端设备进行时钟同步时，往往 没有考虑通信网络的通道延时，直接发送对时指令进行对时，因此对时误差大。尤其是采 用无线通信网络通信且处在网络忙时状态时，通道延时有时达10s以上，此种情况下，对 时误差将更大。为减小对时误差，配电自动化系统一般采用SNTP(Simple Network Time Protocol-简单网络时间协议）协议对时，对时误差缩小到500ms以内，但在通信网络的延 时不稳定时（尤其是无线通信网络），对时精度得不到保障。如何在各种网络通信状态的 下，对现有的对时机制进行改进，保障对时精度就显得尤为重要。 【实用新型内容】
[0003] 本实用新型要解决的技术问题是提供一种配电主站与配电终端时钟同步系统，以 实现在不改变现有时钟同步协议（SNTP协议）的条件下，时钟同步误差精度更高。
[0004] 为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：配电主站与配电终端时钟 同步系统，主要包括依次连接的GPS/北斗时钟、主站系统和配电自动化终端，主站系统和 配电自动化终端通过有线介质通信网络及无线网络相互连接。
[0005] 配电自动化终端含有无线通信模块。
[0006] 无线网络为 GPRS、CDMA、3G。
[0007] 主站系统和配电自动化终端通过GPS/北斗时钟进行时钟同步过程。
[0008] 时钟同步过程包括延时获得过程、时钟同步时刻的选择过程、延时传递过程、时间 同步过程。
[0009] 延时传递过程中下发的通道延时为延时获得过程得到的3次通道延时的平均值。
[0010] 时钟同步时刻的选择过程中，将连续三次的通道延时A A t2、A &的延时误 差/M乍为判断时钟同步时刻的选择依据，如果
其中i = 1，2,3,平均 延时
則通道延时稳定，配电主站与配电终端时钟同步过程继续；如果
，则通道延时不稳定，配电主站与配电终端时钟同步过程不能继续进 行，继续重复延时获得过程直至延时误差小于等于5%，或者选择其他时间段重新进行配电 主站与配电终端的时钟同步。
[0011] 针对现有配电主站与配电终端时钟同步过程存在的问题，根据实际情况和相关技 术要求，发明人利用GPS/北斗的时钟功能构建了一种配电主站与配电终端时钟同步系统， 主站系统和配电自动化终端通过GPS/北斗时钟进行时钟同步过程。据此建立了一种时钟 同步方法，包括延时获得过程、时钟同步时刻的选择过程、延时传递过程、时间同步过程，其 中时钟同步时刻的选择过程中，将连续三次的通道延时A A t2、A t3的延时误差作 为判断时钟同步时刻的选择依据，使得后续延时传递过程中下发的通道延时为延时获得过 程得到的3次通道延时的平均值。应用本实用新型的时钟同步方法中的时钟同步协议是基 于现有SNTP对时协议，在对时的时刻以及通道延时上做了更为精确地选择，尤其对通道延 时不稳定的无线通信网络，能实现时钟同步误差精度更高的目的。
【附图说明】
[0012] 图1是配电自动化主站系统与配电自动化终端系统连接图。
[0013] 图2是本实用新型配电主站与配电终端时钟同步系统的结构示意图。
[0014] 图3是配电主站与配电终端时钟同步中延时获得过程的示意图。
[0015] 图4是配电主站与配电终端时钟同步中延时传递过程的示意图。
[0016] 图5是配电主站与配电终端时钟同步中时钟同步过程的示意图。
[0017] 图中：TI-类别标识，FC-功能码，C0T-传输原因，PRM-信源信息位。
【具体实施方式】
[0018] 图1显示了配电自动化主站系统与配电自动化终端系统的连接关系。
[0019] 如图2所示，本实用新型配电主站与配电终端时钟同步系统主要包括依次连接的 GPS/北斗时钟、主站系统和配电自动化终端（含有无线通信模块），主站系统和配电自动化 终端通过有线介质通信网络及无线网络GPRS、CDMA、3G等相互连接，主站系统和配电自动 化终端通过GPS/北斗时钟进行时钟同步过程。
[0020] 下面以DL/T634. 5101-2002协议的平衡式来说明本实用新型配电主站与配电终 端的时钟同步过程，其时钟同步方法是基于SNTP对时协议，通过合理选择时钟同步指令的 发送时刻和下发合理的通道延时，达到提高对时精度的目的，具体如下：
[0021] 应用本实用新型的时钟同步方法由以下四个阶段组成：延时获得过程、时钟同步 时刻的选择过程、延时传递过程、时间同步过程。
[0022] (1)延时获得过程（图3)
[0023] 该过程用于获得配电主站至配电终端间的通道延时，具体过程是：配电主站以"延 时获得指令"报文作为该过程的启动，并将发出该报文第一位的毫秒时刻作为时间信息置 入报文中，假设该时刻为t a;配电终端收到"延时获得命令"报文的瞬间，配电终端时间以t a 时刻开始计时；经过tb的处理时间后，配电终端立即以"延时获得确认"报文响应，以发出 该报文第一位的毫秒时刻作为时间信息置入报文中，该时刻计作t。，则亿=t a+tb;配电主 站收到"延时获得确认"报文的瞬间，记录下此刻配电主站时刻t d，则配电主站系统至配电 终端间的通道延曰
[0024] (2)时钟同步时刻的选择过程
[0025] 再重复"延时获得过程"2次，分别得到传输延时A t2、A t3，则平均延时为 (JN 20461bb06 U 3/3贝
如果A A t2、A t3与平均延时为A t的差值的绝对值除以A t的值 为延时误差，即
，其中i = 1，2, 3,则通道延时非常稳定，对时流程继续 进行；如果
则通道延时不稳定，不适合对时，重复延时获得过程，直至 延时误差小于等于5 %。
[0026] (3)延时传递过程（图4)
[0027] 该过程用于配电主站将计算的平均通道传输延时传递给配电终端，具体过程是： 配电主站将计算的平均通道传输延时以数据突发的数据格式传输到配电终端，配电终端链 路层进行确认。配电终端将此时间值和帧传输耗时之和作为时钟同步时间校正值，帧传输 耗时等于帧长除以传输速率。
[0028] (4)时钟同步过程（图5)
[0029] 该过程用于主站系统与配电终端进行时间同步，具体过程是："时钟同步"指令报 文包含从配电主站发出的当前时钟T，该时钟T是时钟同步报文的第1位发出的时刻。配电 终端收到主站发送的"时钟同步"指令报文并解析报文后，将报文中的时钟T加上校正时间 值作为同步时间来更新配电终端的当前时间；同时，在未对时之前，记录下配电终端的当前 时刻时间，该时刻减去时间校正值作为响应的确认报文的时间信息。
【主权项】
1. 一种配电主站与配电终端时钟同步系统，其特征在于主要包括依次连接的GPS/北 斗时钟、主站系统和配电自动化终端，主站系统和配电自动化终端通过有线介质通信网络 及无线网络相互连接；所述配电自动化终端含有无线通信模块；所述无线网络为GPRS、 CDMA、3G ;所述主站系统和配电自动化终端通过GPS/北斗时钟进行时钟同步过程。
【专利摘要】本实用新型公开了一种配电主站与配电终端时钟同步系统，发明人利用GPS/北斗的时钟功能构建了一种配电主站与配电终端时钟同步系统，主站系统和配电自动化终端通过GPS/北斗时钟进行时钟同步过程。据此建立了一种时钟同步方法，其中时钟同步时刻的选择过程中，将连续三次的通道延时△t1、△t2、△t3的延时误差作为判断时钟同步时刻的选择依据，使得后续延时传递过程中下发的通道延时为延时获得过程得到的3次通道延时的平均值。应用本实用新型的时钟同步方法中的时钟同步协议是基于现有SNTP对时协议，在对时的时刻以及通道延时上做了更为精确地选择，尤其对通道延时不稳定的无线通信网络，能实现时钟同步误差精度更高的目的。
【IPC分类】H02J13/00
【公开号】CN204615506
【申请号】CN201420517537
【发明人】李克文, 欧世锋, 吴丽芳, 吴剑豪, 周杨珺, 高立克, 李珊, 林强, 程强, 梁朔, 莫凤芝, 俞小勇, 祝文姬, 韦杏秋
【申请人】广西电网公司电力科学研究院, 华中科技大学
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2014年9月10日