fifa17cm排名:电力调度自动化同步时钟系统的重要性

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电力调度自动化同步时钟系统的重要性 调度自动化对同步时钟系统的现状 基于IEEE1588的调度自动系统 IEEE1588同步时钟系统 环型光纤网 星型网 调度自动化采用IEEE1588的优势及技术关键点 介绍内容 混合网 调度自动化发展趋势—IEC61850的应用 CSE6000 IEEE1588时钟系统的特点及应用

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1、 现在很多变电站自动化系统都按无人值班设计、运行，所有信息都集中于调度端，因此，整个调度自动化系统的事件分辨率就显得尤为重要。 2、由于系统全网时钟不同步会造成一些较为特殊的故障，如数据和信息丢失、SOE事件信息逻辑混乱、某些工作站死机甚至系统瘫痪。 3、高精度同步系统的事件信息更有利于事故分析、故障定位及隐患排查。 1、电力调度自动化同步时钟系统的重要性

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1、 目前电力调度自动化系统几乎都采用GPS 对时，GPS主要采用RS232、PPS(秒、分 脉冲)、 IRG-B吗输出。 2、调度自动化系统采用NTP网络协议有，但 还不多。 3、对GPS而言，GPS模块原始输出信号为RS232、 PPS信号，GPS时钟输出的其余信号都是厂家 二次开发输出信号， 误差不确定。 4、目前，调度端、变电站端GPS独立设置，系 统的时钟同步精度差。 2、电力调度自动化同步时钟系统的现状

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电网调度综合自动化时钟系统组成： 系统分为厂站端系统和主站端系统，实现全网时钟同步按三部分进行：    ①主站端系统各工作站与主服务器对时；    ②各厂站端系统总控单元与主站端系统对时；    ③各厂站端系统总控单元与各间隔智能单元对时。 2、电力调度自动化同步时钟系统的现状

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主站端系统对时：---作用 主站端系统各工作站与主服务器对时的目的，是保证数据发生增加、更改、删除等操作时全网的一致性和完整性。数据的不一致和残缺会造成主备系统切换或历史数据进行存储时，不能正确识别数据的一致性和完整性，从而造成信息和数据的丢失，甚至会导致系统的瘫痪。由于各工作站和服务器的晶振芯片长时间运行后，会出现由于漏电或其他原因造成的时钟不准问题，因而需采取相应的对时方式来实现主站端系统的网络对时。 2、电力调度自动化同步时钟系统的现状

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主站端系统对时：---结构 2、电力调度自动化同步时钟系统的现状

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主站端系统对时：---结构选择 主站端系统对时方式一般不采用图1的方式，因为GPS时钟装置一般只提供一个网络接口，另外为了要实现与GPS对时，各服务器、工作站和前置机都需要运行对时进程，从而浪费系统资源。采用图2的对时方式，只需前置机运行对时进程定期与GPS时钟装置进行对时，并定期对服务器和工作站等网络设备广播对时命令，从而可以方便地实现全系统的对时，因而主站端系统对时方式一般采用图2的方式 2、电力调度自动化同步时钟系统的现状

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厂站端对时：---作用 各厂站端系统总控单元与主站端系统对时，及各厂站端系统总控单元与各间隔智能单元对时的目的，是保证各间隔智能单元实时采集的数据信息，在主站系统经过处理后，能正确重演数据或信息发生的时间、先后顺序和逻辑关系。调度员、集控员根据显示的数据和信息，实时掌握电网一次系统的运行状态，从而保证经济调度、安全调度。 2、电力调度自动化同步时钟系统的现状

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厂站端对时：---作用 有些无人值班变电站厂站端系统安装有GPS时钟装置，因而无须与主站端系统对时。没有安装GPS时钟装置的厂站端系统，通过主站端前置机广播对时命令进行对时，由于无须进行数据处理，所以对时周期可设较长时间如30分钟。 2、电力调度自动化同步时钟系统的现状

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厂站端对时：---结构 有些无人值班变电站厂站端系统安装有GPS时钟装置，因而无须与主站端系统对时。没有安装GPS时钟装置的厂站端系统，通过主站端前置机广播对时命令进行对时，由于无须进行数据处理，所以对时周期可设较长时间如30分钟。 2、电力调度自动化同步时钟系统的现状

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厂站端对时：---结构（1） （早期）厂站端接入GPS的对时系统结构： 2、电力调度自动化同步时钟系统的现状

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厂站端对时：---结构 安装有GPS时钟装置的厂站端系统与各间隔智能单元的对时方式可以如图3、图4所示的方式：    图3的对时方式采用专门的对时网络，虽然可以提高对时精度，但增加了网络设备，同时增加了间隔智能单元的资源负担。较为常用的对时方式是图4所示，由GPS时钟装置通过总控单元接入网络的方式。总控单元与GPS时钟装置对时后，通过对网络广播对时命令，实现与各间隔智能单元对时，对时周期可以设定为30分钟 2、电力调度自动化同步时钟系统的现状

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厂站端对时：---结构（2） 目前的高电压等级厂站端对时系统结构： 2、电力调度自动化同步时钟系统的现状

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站级监控 远程网络互连 CSF CSF 主变保护 主变测控 CSF 线路测控 CSF 线路测控 通讯处理 其它厂家智能设备 通讯处理 其它厂家智能设备 双以太网 分布式或集中式 如：母差保护，900、11系列保护，交直流设备，电度表等 GPS 远动 上级调度 拨号远程维护 脉冲对时 站内测控系统结构图 路由器

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目前调度自动化时钟系统的主要问题： 1、GPS重复设置：主站端、厂站端分别设置GPS 2 、不同厂家、不同型号GPS 时间误差 3、同一厂家、同一型号GPS的PPS误差 4、不同GPS的IRG-B吗误差更不确定 5、目前厂站端自身通过硬连接，间隔层装置对时精度达到1ms 是可能的，整个系统对时精度至多达到秒级。 6、主站与厂站通过SNTP网络对时，厂站端与间隔层通讯对时，整个系统对时精度至多达到秒级就不错了。 2、电力调度自动化同步时钟系统的现状

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结论： 1、从调度主站端看整个系统，时间同步系统的精度 很差，导致一些高精度同步数据采集系统，如同步相量测量系统只能独立设计，无法纳入整个调度系统中。 2 、随着技术的发展，根据IEC61850的体系结构和IEC61850的一些新的技术动向，厂站自动化与调度自动化会形成一个更密切的一个整体，基于工业实时以太网技术的信息共享、信息同步采集会越来越强烈,对整个调度系统=>厂站自动化系统的时间同步性将会越来越高。显然，目前的分散式GPS对时系统无法完成此重任。 3、调度自动化系统采用新的、精确对时系统是下一步技术发展的必然要求。 2、电力调度自动化同步时钟系统的现状

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IEC61850调度通信方案 3、调度自动化技术发展趋势： IEC61850的应用

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IEC61850调度通信方案优点：与IEC61970具有一定的互操作性，正在制定的IEC61850+可以实现主站与变电站的无缝。可以提供调度端应用对变电站信息的直接访问减少了数据瓶颈和规约转换的信息损失 IEEE1588 是新的IEC61850的标准之一。 3、调度自动化技术发展趋势： IEC61850的应用

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4、IEEE1588同步时钟系统

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1588同步时钟系统的作用

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1588同步时钟系统的作用—传输延迟

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1588同步时钟系统的作用—传输延迟的不确定

校时原理—主从对时 :

校时原理—主从对时

校时原理—校正通道延迟 :

校时原理—校正通道延迟

精确的时间戳 :

精确的时间戳

端-端时钟传送 :

端-端时钟传送 E2E TCs cancel queuing and processing delays

点到点时间传送 :

点到点时间传送 P2P TCs cancel queuing, processing and propagation delays

IEEE1588和其它对时协议的对比 :

IEEE1588和其它对时协议的对比 IEEE1588: 面向网络应用（少量子网） NTP: (Network Time Protocol)：面向基于以太网的自动化系统 GPS: (Global Positioning System): 面向宇航和广泛的分布式系统. TTP(Time-Triggered Protocol):安全关键（Safety-Critical)领域内的分布式高速实时总线系统，面向汽车和宇航应用

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5、基于IEEE1588的调度自动化系统

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(1)、采用IEEE1588先决条件—网络化 调度主站与各变电站端基本上都实现了网络化的通讯，随着技术的发展，光纤价格的进一步降低，在不太长的时间内，基本上都要形成以光纤为主的通讯网络。因此具备采用1588对时的硬件条件。 (2)、IEEE1588的适用性 PTP是针对更稳定和更安全的网络环境设计的，所以更为简单，占用的网络和计算资源也更少。 PTP主要针对于相对本地化、网络化的系统，子网较好，内部组件相对稳定，特别适合于工业自动化和测量环境。调度自动化系统网络属于此类。 NTP协议是针对于广泛分散在互联网上的各个独立系统的安全描述。。

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(3)、定时精度 PTP定义的网络结构可以使自身达到很高的精度，设定冗余的网络路径进入PTP协议的非激活状态。 与SNTP和NTP相反，时间印章更容易在硬件上实现，并且不局限于应用层，这使得PTP可以达到微秒以内的精度。此外，PTP模块化的设计也使它很容易适应低端设备 。 (4)、数据、通讯合一的光纤网络的影响 当数据、通讯合一的光纤网络时，意味着可分配给IEEE1588校时网的带宽受限，比如为2M带宽。对IEEE1588校时而言。只要保证校时信号传输时间的一致性，对校时就不会产生原理性的误差。当然，网络带宽变窄，影响单位时间内的校时次数，当要求很高校时精度时，就会有些影响，但在误差范围内。

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主站与厂站端的网络结构 1、光纤自愈环网结构 2、星形网络结构 3、混合网络结构

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主站与厂站端的网络结构

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100 MBit/s 以太网站级总线， 符合IEC 61850-8-1 IEC 61850-9-1 点对点连接 继电保护 A 合并单元 继电保护 B 控制装置 A 继电保护 C 继电保护D 控制装置 B IEC 61850-9-2 以太网过程总线 主站1588时钟 (主时钟) 合并单元 1588时从时钟 1588时从时钟 1588时从时钟 1588时从时钟

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100 MBit/s 以太网站级线， 符合IEC 61850-8-1 IEC 61850-9-1 点对点连接 继电保护 A 合并单元 继电保护 B 控制装置 A 继电保护 C 继电保护D 控制装置 B IEC 61850-9-2 以太网过程总线 主站1588时钟 (主时钟) 合并单元 1588时从时钟 1588时从时钟 1588时从时钟 1588时从时钟

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1、各厂站端从时钟实际上起着边界时钟的作用 2、各厂站对旗下的各间隔层具有1588的智能单元对时

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1、开放的标准 IEEE1588的一大优点是其标准非常具有代表性，并且是开放式的。由于它的开放性，现在已经有许多控制系统的供应商将该标准应用到他们的产品当中了。而且不同设备的生产商都遵循同样的标准，这样他们的产品之间也可以保证很好的同步性。 2、比GPS、NTP校时更为精确 3、技术趋势：所有自动化系统融入一个统一的工业以太 网，数据共享要求数据同步性能更高。 4、在以太网环境下，IEEE1588同步时钟系统将逐步成为标准 5、在满足高精度时钟系统综合费用较低 调度自动化采用IEEE1588的优越性

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（1）、高稳定的、多源绝对时钟的IEEE1588主时钟 6、调度自动化采用IEEE1588的技术关键点 （2）、和1588硬件完美结合的同步时钟软件系统 （3）、高性能交换机及保证交换机传输时间的一致性的技术手段：同步报文优先级、虚拟网(VLAN)、端口聚合…………… （4）、1588时钟同步系统的综合成本

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CSE6000 IEEE1588 时钟系统的特点： A、多源外部时钟 GPS(RS232、PPS) 北斗(RS232) 外部铯钟输入 所有信号进入FPGA,通过一定算法，判别外部时钟源的可信度，并加以切换。 7、CSF6000 IEEE1588在的特点及应用

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CSE6000 IEEE1588 时钟系统的特点： B、高性能的IEEE1588主、辅时钟 采用硬件支持IEEE1588的高性能CPU 保证内部晶体稳定的多种措施：温补、湿补 为保证IEEE1588时钟的准确性，充分利用1588的硬件资源 按IEEE1588V2 标准，集成了相关算法 1588时钟输出PPS信号，方便测试 采用实时多任务操作系统：VxWorks6.6 7、CSF6000 IEEE1588在的特点及应用

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CSE6000 IEEE1588时钟系统的特点： C: IEEE1588时钟和高性能交换机 2种交换机板： 都带有一个E1口和网管232口 (a） 4个1000M光纤以太网接口 4个1000M电以太网接口 (b) 8个1000M光以太网口 1个1000M电口 7、CSE6000 IEEE1588在的特点及应用

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CSE6000 IEEE1588时钟系统的特点： C: IEEE1588时钟和高性能交换机 交换机功能： (a)、VLAN功能 (b)、端口聚合、端口镜像 (C)、 流量控制、优先级控制 (D)、环网自愈 (E)、生成树协议、SNMP网管 一体化设计不仅降低了时钟系统的成本，最主要的是提高了时钟系统的性能（） 7、CSE6000 IEEE1588在的特点及应用

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交换机板 IEEE1588核心板 同步时钟 7、CSE6000 IEEE1588在的特点及应用

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IEEE1588和调度自动化系统的通讯设备有2种接口方式 A: 用CSE6000时钟系统上的E1口和调度通讯网络上的E1口相连 B、用备用光芯和CSE6000 的光纤接口相连，作为校时、数据通讯用。 对第一种方式，建议E1口作为专用校时通讯用。有条件的地方，建议采用第二种方式。 7、CSE6000 IEEE1588在的特点及应用

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8、IEEE1588厂站端验证

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8、IEEE1588验证--厂站端验证

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8、IEEE1588验证--厂站端验证 比较不同终端采样信号的同步性

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8、IEEE1588验证—系统验证 采用专用工具软件测试主从端1588时钟的对时精度