船舶综合电力系统同步测量的实现

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1、万方数据第30卷第11期电力自动化设备V01．30No．112010年11,ElElectricPowerAutomatio^EquipmentNov．2010@船舶综合电力系统同步测量的实现钱美1．韩江桂27尹为民1(1．海军工程大学电气与信息工程学院，湖北武汉430033；2．海军工程大学船舶与动力学院，湖北武汉430033)摘要：通过比较各种时间同步协议的优缺点，提出基于IEEEl588协议实现船舶综合电力系统同步数据采集的方案。分析了IEEEl588协议的偏移测量和延迟测量原理．指出时间戳是影响同步精度的主要因素。并比

2、较了在不同协议层获取时间戳的同步性能。给出了基于环形冗余工业以太网实现主、从时间同步的网络拓扑结构，并基于DP83640芯片设计了同步测量节点。实现了数据的同步采集与网络传榆。设计过零检测实验并测试同步性能，同步精度低于l¨s。结果表明，使用IEEEl588协议可以在不显著增加成本的基础上．为电力系统提供实时、高精度、严格同步的量测量。满足基于局域网的舰船电力系统监控和计算的需要。关键词：船舶综合电力系统；能量管理系统；同步测量：IEEEl588协议：时间戳中图分类号：TM935；TP29文献标识码：A文章编号：1006—60

3、47(2010)11—0101—04船舶综合电力系统IPS(IntegratedPowerSysteml朝着数字化、网络化方向发展．大量基于以太网的智能监控设备(IED)取代原有的基于RS一485／RS一232总线的普通检测设备．使得舰船综合电力系统能够完成整个电力系统平台设备的智能化监控、管理。与陆用电网能量管理系统一样．舰船综合电力系统的能量管理平台很多高级应用对数据源的时间同步要求很高。l时间同步方法IEC61850对时间同步精确度定义了5个级别(见表I)，以满足不同高级应用的需要。传统数据采集与监视控制(SCADA)系

4、统进行高级应用的计算时。相对误差较大的SCADA数据仍起主导作用．少量高质量相量测量单元PMU(PhasorMeasurementUnit)的测量数据只能有限地提高计算结果准确度．表lIEC61850时间同步级别Tab．1IEC61850timesynchronizationlevels性能级别精确度目的1nlfl事件时间标志20．1娜过零点或数据的时间标志325邺相位的时间标志4p,s故障定位的时间标志51仙B相同步的时间标志而且其成本很高【¨。所以，要适应综合电力系统的发展需要，必须从根本上提高SCADA数据的质量。因此本

5、文基于舰船能量管理网络．讨论将现场IED增加时间同步的功能．以提高数据的质量和高级应用计算结果的准确度。传统电力系统的广域同步测量广泛使用GPS实现时间同步．其lPPS(PulsePerSecond)时钟精度可达到200ns，能够满足电力系统同步测控的需要。但因需要独立的天线和接收模块．成本较高，难以大规模应用到现场PMU和IED中．在封闭空间的舰收稿日期：2010—05一01；修回日期：2010—08—21船电力系统测控中存在局限性。—●——一．——■—·■一—+-—卜叫—+—·+-—卜哺—卜·——·+-+·+-+-+-·+

6、一—·}—+-+--4---4--—+-—卜．-+—+—+-+-+-+—+—+·+·+·+·+·+—_．——+呻·—卜—+—+-+"--4-．--I-·PreventionofdigitalsubstationbroadcaststormZHULaiqiang，CHENXinzhi，GAOZhiyong(GuodianNanjingAutomationCo．，Ltd．，Nanjing210003，China)Abstract：neEthernetbroadcaststormaffectsthecommunicationeffi

7、ciencyofdiotMsubstationandcausesthemalfunctionofdevices．BasedonthestructuralanalysisofdigitMsubstationnetwork，theswitchwhichsupportsthemulticastprotocolisproposedtoavoidthebroadcasttransmissionformulticastpackets．Inthedesignofprotectionequipment，thebroadcastpacketsw

8、hichshouldnotbetreatedinprocesslayerarediscardedinMAClayer；thepollingEtheruetdriverisappliedtoreducetheinterruptionsandtheCPUdegradingcaus