基于遗传算法与PID原理的IEEE1588从时钟同步研究.pdf

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1、第44卷第18期电力系统保护与控制Vb1．44NO．182016年9月16日PowerSystemProtectionandControlSep．16，2016D0I：10．7667／PSPC151673基于遗传算法与PID原理的IEEE1588从时钟同步研究李德新，钟俊(四川大学电气信息学院，四川成都610065)摘要：高精度的时钟同步技术是电力系统稳定运行的前提。环境温度对时钟同步设备精度会造成严重影响。在IEEE1588协议原理的基础上，提出一种基于遗传算法和PID控制原理的从时钟自适应误差修正方法。建立PID控制模型，将从时钟函数模型作为被控对象，以从

2、时钟与理想时钟源之间的差值为系统误差，采用时间乘平方误差积分准则(ITSE)作为目标函数。通过遗传算法对PID的三个参数进行遗传操作，进而达到PID优化，实现自适应修正从时钟时间误差的目的。Matlab仿真结果表明，该方法在不同的温度环境下均具备很好的自适应能力，同步精度达到1ns。关键词：IEEE1588；时钟同步；遗传算法；PID控制；ITSEResearchonIEEE1588slavetimesynchronizationbased011geneticalgorithmandPIDcontroltheoryLIDexin．ZHONGJun(School

3、ofElectricalEngineeringandInformation，SiehuanUniversity,Chengdu610065，China)Abstract：TheclocksynchronizationtechnologywithhighprecisionplaysanimportantpartonthepowersystemstabilityTheenvironmenttemperaturewillcauseseriousinfiuenceontheprecisionofclocksynchronizationequipment．Ontheba

4、sisoftheprincipleofIEEE1588protocol，thispaperputsforwardakindofmethodcalledslaveclockadaptiveerrorcorrection，whichisbasedongeneticalgorithmandPIDcontrolprinciple．WhenthePIDcontrolmodelisbuilt，theslaveclockfunctionmodelisusedasthecontrolledobject，andthediferencebetweenslaveclockandid

5、ealclocksourceisregardedasthesystemerror,thentheITSEistakenasanobjectivefunction．AgeneticoperationislaidonthethreeparametersofPIDbythewayofgeneticalgorithm．Furthermore，thePIDisoptimized．Finally,thegoalofadaptivecorectionforslaveclocktimeerrorisachieved．TheresultsfromMatlabsimulation

6、showthatthismethodhasgoodadaptiveabilityunderdiferenttemperatureconditionsandtheprecisionofthesynchronizationcarlreachuptolns．Keywords：IEEE1588；timesynchronization；geneticalgorithm；PIDcontrol；ITSE其弊端主要有：1．同步精度受传输距离影响。2．设0引言备问的信号传输通过电缆实现，同步链路容易中断，时钟同步技术是电力系统中的关键技术之可靠性较差。故主要应用于变电站中二次系

7、统设备；一ll】。变电站的运行控制和故障分析必须建立在统SNTP和NTP技术均采用报文同步技术，在局域网一的时间基准上，才能保证数据采集的正确性、高精度可以达到1ms，但是在广域网精度只有几十毫效性、可靠性。随着我国电网规模的不断扩大，系秒，并不能适用所有电力系统设备j。统日益复杂，信息化、数字化成为国内电网的发展IEEE1588协议是电力系统中时间同步技术的趋势[2-61。因此，对时钟同步技术提出了更严格的精发展趋势J。其主要特点是高精度(精度达到亚微度要求。秒)、易维护、低成本。由于需要硬件资源的支持，目前，电力系统中主要有IRIG—B码、NTP协因而设备

8、噪声、元器件温度和晶振本身老化等因素议