分布式電力監(jiān)控系統(tǒng)精確對時的研究與實現(xiàn).pdf

1、現(xiàn)今電力行業(yè)發(fā)展迅速，自動化設(shè)備在分布式電力監(jiān)控系統(tǒng)中的投入量不斷增加，微秒級時間精度要求的電力設(shè)備也逐步出現(xiàn)。傳統(tǒng)的時鐘同步方式對時精度只能保證毫秒級，已經(jīng)不能滿足當(dāng)下分布式電力監(jiān)控系統(tǒng)的對時精度的要求。為了解決工業(yè)自動化中網(wǎng)絡(luò)測量和控制系統(tǒng)中時鐘同步誤差過大的問題，IEEE標(biāo)準(zhǔn)委員會在2002年頒布了IEEE1588精確時鐘同步協(xié)議(PTP）。PTP協(xié)議通過以太網(wǎng)實現(xiàn)分布式網(wǎng)絡(luò)中各個節(jié)點(diǎn)之間的時鐘同步過程，對時精度可以達(dá)到亞微秒級，

2、完全可以解決分布式電力監(jiān)控系統(tǒng)時鐘同步誤差過大的問題。
　　本文首先詳細(xì)介紹了IEEE1588精確時鐘同步協(xié)議，與當(dāng)下的分布式電力監(jiān)控系統(tǒng)的對時方法進(jìn)行了對比。其次對PTP協(xié)議的時鐘同步機(jī)制進(jìn)行了研究，包括PTP時鐘類型，PTP對時系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、PTP對時報文、PTP時鐘同步算法和時間戳的記錄方案等。最后對影響IEEE1588協(xié)議時鐘同步精度的因素進(jìn)行了總結(jié)，針對同步過程中存在的網(wǎng)絡(luò)延遲量不對稱的問題，對PTP時鐘同步算法提出

3、了改進(jìn)，加入移動平均算法對網(wǎng)絡(luò)延遲量進(jìn)行處理，減小其對時鐘同步精度造成的影響。根據(jù)分布式電力監(jiān)控系統(tǒng)的對時精度要求，選擇通過物理層記錄硬件時間戳的方案實現(xiàn)IEEE1588協(xié)議，設(shè)計了基于“STM32F107+DP83640”的IEEE1588嵌入式硬件平臺，其中STM32F107芯片作為嵌入式硬件平臺的MCU，DP83640作為外置PHY芯片，負(fù)責(zé)硬件時間戳的記錄和修正本地時鐘。本文完成了IEEE1588嵌入式硬件平臺的搭建，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧