基于ieee1588的智能变电站时钟同步网络

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1、第２６卷第３期电力科学与技术学报Ｖｏｌ．２６Ｎｏ．３２０１１年９月ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＥＩＥＣＴＲＩＣＰＯＷＥＲＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＳｅｐ．２０１１基于ＩＥＥＥ１５８８的智能变电站时钟同步网络曾祥君，黎锐烽，李泽文，王阳（长沙理工大学电气与信息工程学院，湖南长沙４１０００４）摘要：时钟同步系统是实现变电站设备智能化的关键技术．介绍智能化变电站对时间统一系统的要求，分析ＩＥＥＥ１５８８时钟同步原理；论述智能变电站ＰＴＰ时钟同步网组网方式；搭建智能变电站ＰＴＰ时间同步网络模型并设计同步时钟的冗余配置方案．该时间同步网络能够满足智能电网自愈性

2、要求，可以用于指导智能化变电站时间统一系统的构建．关键词：智能变电站；ＩＥＥＥ１５８８；冗余网络；时间统一系统中图分类号：ＴＭ７３文献标识码：Ａ文章编号：１６７３－９１４０（２０１１）０３－０００３－０６ＩＥＥＥ１５８８ｂａｓｅｄｔｉｍｅｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｓｆｏｒｓｍａｒｔｓｕｂｓｔａｔｉｏｎｓＬＩＲｕｉ－ｆｅｎｇ，ＺＥＮＧＸｉａｎｇ－ｊｕｎ，ＬＩＺｅ－ｗｅｎ，ＷＡＮＧＹａｎｇ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈａｎｇｓｈａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅ

3、ｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１０００４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｉｍｅｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｉｓｏｎｅｏｆｋｅｙｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｆｏｒｓｕｂｓｔａｔｉｏｎｉｎｔｅｌｌｅｃｔｕａｌｉｚａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆｔｉｍｅｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｆｏｒｓｍａｒｔｓｕｂｓｔａｔｉｏｎｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄａｎｄｔｈｅｐｒｉｎｃｉ－ｐｌｅｏｆＩＥＥＥ１５８８ｃｌｏｃｋｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎｉｓａｎａｌｙｚｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．ＴｈｅＰＴＰｔｉｍｅｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏ

4、ｎｎｅｔｗｏｒｋｍｅｔｈｏｄｉｓｔｈｅｎｐｒｅｓｅｎｔｅｄ，ｔｈｅｃｌｏｃｋｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｉｓｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄａｎｄｒｅｄｕｎｄａｎｔｓｃｈｅｍｅｓａｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄ．ＴｈｅＰＴＰｔｉｍｅｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｃａｎｓａｔｉｓｆｙｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆｓｅｌｆ－ｈｅａｌｉｎｇｆｏｒｓｍａｒｔｇｒｉｄ，ｉｔｃａｎａｐｐｌｙｉｎｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｓｕｂｓｔａｔｉｏｎｃｌｏｃｋｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎｓｙｓ－ｔｅｍ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｍａｒｔｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ；ＩＥＥ

5、Ｅ１５８８；ｒｅｄｕｎｄａｎｔｎｅｔｗｏｒｋ；ｔｉｍｅｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ智能变电站是统一坚强智能电网的重要组成部时，智能变电站采用先进可靠的智能设备，自动完成分，时钟同步系统是实现智能变电站测量、控制和保信息采集、测量、控制、保护、计量和检测等基本功［１－４］护的重要基础和支撑．随着ＩＥＣ６１８５０标准的能，并可根据需要实现电网实时自动控制、智能调［５］完善，智能变电站对同步时钟精度要求越来越高．同节、在线分析决策以及协同互动等高级功能，因收稿日期：２０１１－０８－１８基金项目：国家自然科学基金（５０９７７００３）；湖南省科技计划

6、重点项目（２０１０ＣＫ２００２）；湖南省高校创新平台开放基金（０９Ｋ０６７）；湖南省高校科技成果产业化培育项目（０９ＣＹ０１１）．通讯作者：曾祥君（１９７２－），男，博士，教授，主要从事电力系统微机保护与控制的研究；Ｅ－ｍａｉｌ：ｅｅｘｊｚｅｎｇ＠ｃｓｕｓｔ．ｅｄｕ．ｃｎ４电力科学与技术学报２０１１年９月此，时钟同步系统的精度将直接影响智能变电站的统．ＩＥＣ６１８５０要求时钟同步网具备实时网络管理控制精度和性能．功能，通信网络内应使用具有网络管理功能的工业ＩＥＥＥ１５８８同步时钟作为一种网络对时系统，级交换机．对全站进行实时监测与控制，对发生故障［６］其

7、同步精度达到亚微秒级，而且具备诸多优点，基的节点应具有预测报警功能又能及时做出相应安全本能够满足智能变电站对时间精度的要求．但是，由措施；于ＩＥＥＥ１５８８同步时钟是基于网络传输的对时方５）智能变电站ＰＴＰ时间同步网应尽量减少网案，以智能变电站网络通信平台为传输基础，而电力络设备的数量，简化同步网络的拓扑结构，全站的网通信网络传输存在其不可靠性，如遇到网络设备通络交换机品牌应统一，从而降低智能变电站的运营信中断或者光纤以太网线路故障等问题可能引起整成本．个网络的瘫痪，严重影响同步网络的授时精度；并且智能变电站通信平台网络是全站统一的综合数据业２ＩＥＥＥ１

8、５８８时钟同步原理务网，通信网络的“尽力而为”服务模式已经满足不了时钟报文实时业