應(yīng)用IEEE1588協(xié)議的電力系統(tǒng)對(duì)時(shí)技術(shù).pdf

1、隨著控制技術(shù)的發(fā)展、電力系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大以及數(shù)字化變電站的應(yīng)用，電力系統(tǒng)中IED(Intelligent Electronic Device)開始采用網(wǎng)絡(luò)通信方式傳輸信息，不適合采用傳統(tǒng)的對(duì)時(shí)方法和目前廣泛使用的GPS硬接線對(duì)時(shí)，為此IEC61850標(biāo)準(zhǔn)引入了簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議(SNTP)。但SNTP同步精度較低，要實(shí)現(xiàn)IEC61850標(biāo)準(zhǔn)對(duì)智能電子設(shè)備規(guī)定的T3等級(jí)精度(25μs)很困難。
　　 2002年出現(xiàn)的IEEE1588精

2、確時(shí)間協(xié)議(Precision Time Protocol，PTP)，具有亞微秒級(jí)的同步精度，并且所占用的網(wǎng)絡(luò)和硬件資源較少，為人們實(shí)現(xiàn)特定場(chǎng)所的網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步提供了切實(shí)可行的途徑。針對(duì)電力系統(tǒng)中現(xiàn)有對(duì)時(shí)方式的缺陷，本文提出了應(yīng)用IEEE1588精確時(shí)間協(xié)議的對(duì)時(shí)方案，設(shè)計(jì)出高性能的PTP時(shí)鐘同步裝置。
　　 文章系統(tǒng)的分析了IEEE1588協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、設(shè)備模型、報(bào)文類型以及PTP時(shí)鐘同步原理，總結(jié)出IEEE1588協(xié)議實(shí)現(xiàn)高

3、精度同步的主要因素：硬件打印時(shí)間戳、PTP報(bào)文傳輸速率的提高以及邊界時(shí)鐘和透明時(shí)鐘的應(yīng)用，為實(shí)現(xiàn)方案的設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。
　　 完成了網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)軟硬件方案的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，突出了硬件與軟件之間功能分離的特點(diǎn)。其中，硬件設(shè)計(jì)主要包括：微處理器和PHY芯片的選擇以及底板的制作，并簡(jiǎn)單介紹了微處理器MC9S12NE64對(duì)以太網(wǎng)的支持以及PHY芯片DP83640對(duì)IEEE1588協(xié)議的硬件支持。軟件設(shè)計(jì)主要包括：首先針對(duì)MC9S12NE64

4、處理器，引入了免費(fèi)的輕量級(jí)TCP/IP協(xié)議棧OpenTCP，提出了OpenTCP的裁減目的和裁減方案，完成了網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的“瘦身”；其次介紹了基于DP83640驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)，包括基本通信功能的實(shí)現(xiàn)和IEEE1588時(shí)鐘的設(shè)置與調(diào)整；最后詳細(xì)敘述了PTP時(shí)鐘報(bào)文的結(jié)構(gòu)，給出了報(bào)文收發(fā)程序的流程，完成了主從時(shí)鐘各自功能的設(shè)計(jì)。
　　 測(cè)試了所開發(fā)的PTP時(shí)鐘同步裝置的性能，包括PTP報(bào)文收發(fā)程序的測(cè)試、時(shí)鐘對(duì)時(shí)準(zhǔn)確度的測(cè)試、守時(shí)性能