基于OPNET-（TM）的电力系统传感器网络IEEE1588同步协议仿真

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1、2010年12污电子测试Dec2o1O第12期ELEcTRONICTESTNo．12基于OPNETTM的电力系统传感器网络IEEE1588同步协议仿真田鹤，井实，张杨(电子科技大学自动化工程学院四川成都611731)摘要：随着现代电力系统的发展，对电力系统自动化和安全基础设施提出了更高的要求。在这个背景下，电力系统的监测和控制均向广域测量方向发展。为此，提出了电力系统传感器网络的新方案来为电力系统安全监控提供服务。测量的时间同步精度问题是该广域测量系统的最关键的因素之一。本文对电力系统传感器网络中的IEEE1588高精度时间同步协议在OPNET仿真软件中进

2、行建模并仿真，验证J'lEEE1588在电力系统广域时间同步测量中的有效性。关键词：电力系统；传感器网络；IEEE1588；仿真模型；精确时间同步中图分类号：TM76文献标识码：AOPNetsimulationofLEEE1588inpowersystemsensornetworkTianHe，JingShi，ZhangYang(SchoolofAutomationEngineering，UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina，ChengduSichuan610054)Abstract：Thede

3、velopmentofpowersystemraiseshigherrequirementsforpowersystemautomationsystemandsecurityinfrastructure．Boththepowersystemmonitoringandcontrolaredevelopingtowardwide—areameasurement．powersystemsensornetwork(PSSN)isproposedasasolutionforpowersystemsecuritymonitoringandcontro1．Theprec

4、isionoftimesynchronizationisODCofthemostcridc~factorsinwide—areameasurementThispaperattemptstOmodelandsimulatetheIEEE1588timesynchronizationprotocolusedinPSSN，totestifytheefectivenessofthescheme．Keyw0rds：Powersystem；Sensornetwork；IEEE1588；Simulationmodel；Precisetimesynchronization

5、设计与研发0引言人们在谈到PMU时，由于WAMS中采用基于GPS时钟实现广域同步，经常笼统地认为其精在广域、分布式测量系统中，数据的同步采集度可以达到1S。文献[23]、[24]对同步相量的测是保证系统准确运行的关键，而同步采集的关键是量过程中的误差进行了量化分析，得出结论：由保证广域的时钟同步。电力系统传感器网络方案中，GPS时钟造成的误差只有0．1。，但系统经过系统采提出广域使用GPS卫星信号同步，各子网采用集和处理后误差平均为0．5。～1．5。。实际上，由于IEEE1588实现精确时间同步的方法瞄。IEEE1588目前WAMS中采用时间标签的方法来实

6、现同步的精确时间同步协议为实时以太网中的时钟提供了一方式总需要一个再同步过程，这样不但费时，而且种有效的同步方法。通过精确时钟同步协议，能对同步精度造成很大的损失(具体损失与所采用的够使在同一网络中的传感器、变送器等终端设备的采样速率、同步软硬件系统以及算法有关)。国外时钟精确同步，精确度可达到亚微秒级。而现有的一些产品均声称运行精度达到0．1。(如Macrodyne其它时间同步协议都无法满足这种要求。公司model1690和ABB公司的RES521o因此需本文的目的就是通过对电力系统传感器网络中要对现有同步和触发机制，以及后期处理算法进行的IEEE158

7、8进行OPNETTM建模、仿真，来验证改进，才有可能进一步提高测量精度，满足稳定控时问同步方案的合理性和有效性。在r文中提出了一制的要求(1。o种满足IEEE1588协议的OPNETTM模型，并对其因此，本文提出采用如图l所示的同步和触进行仿真和分析。发方案来实现电力系统传感器网络的时钟同步和触发。该方案基于GPS精确授时、网络内部则通过1电力系统传感器网络广域同步机制IEEE1588的广域网络同步。IEEE1588标准精确时问协议已经被用于实践，被证明可以实现亚微秒级广域网络下如何提供稳定的时钟源以及如何对同步。由于普通计算机的时钟无法达到亚微秒级的电力

8、系统数据进行高精度同步采集(特别是触发)分辨率，因此，必须基于软件