ieee1588在广域设备保护通信系统中应用探究

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1、IEEE1588在广域设备保护通信系统中应用探究　　摘要：本文根据广域设备保护系统的状况，分析GPS在广域设备保护系统时钟同步中的缺点，提出了IEEE1588在广域设备保护系统中应用研究，依据广域设备保护系统采用的SDH光纤自愈环网，根据其特性，分析IEEE1588实现原理，提出两种不同的IEEE1588实现方式，并根据广域设备保护系统的特点分析可行性，同时分析广域设备保护系统中延时测量机制，选择P2P延时测量机制。为IEEE1588在广域设备保护系统中的应用做了可行性研究。关键词：广域设备保护IEEE158

2、8SDH测量机制中图分类号：TM734文献标识码：A文章编号：1007-9416（2013）01-0046-031引言广域保护的概念是由国际大电网会议提出和定义的，它指依赖电力系统多点信息，对故障进行快速、可靠、精确的切除，同时分析故障切除对系统安全稳定运行的影响，并采取相应的控制措施，提高输电线可用容量或系统可靠性。同时实现自动控制功能的系统，成为广域保护系统[1]。12而随着计算机技术和网络通信技术的高速发展，以及数字化、智能化变电站的推出，为广域继电保护的实现提供有利的技术条件与支持[2]。其能在传统广

3、域保护系统的基础上，实现快速的设备继电保护，加快系统的反应速度，有利于故障的定位与处理，因此，广域设备保护系统有更大的应用空间和前景。电网广域信息是广域设备保护系统保护策略制定的依据，实时、快速的收集并处理整个电网的同步信息是实现广域设备保护的基础。对于目前广域设备保护系统来说，时间同步主要由GPS对时装置组成，采用分立结构。对需要时间同步的系统、装置，设置GPS对时装置。由于GPS对时装置是离散的，因此对时装置只受GPS控制，它们之间是相互独立的。目前电网中采用的时间同步方式就是离散型组网方式。实践证明，由

4、于各调度中心、厂站二次系统采用的对时方式有问题、采用的GPS装置差异很大，也没有有效的手段来对系统、装置的时间进行统一维护、监控，该方式完全不适用于电网，且目前的时间同步情况已经给电网故障分析带来了一定的困难。并且由于GPS由美国军方掌控，其可用性在战争、制裁等特殊时期可能会受到影响，存在一定使用风险。本文针对目前广域保护系统分布式GPS装置差异，造成的时钟同步的问题，提出基于SDH（SynchronousDigital12Hierarchy，同步数字体系光纤自愈环网）采用IEEE1588实现原理，通过两种不

5、同的IEEE1588实现方式研究，在广域设备保护系统时钟同步做出可行性研究，为广域系统提供较好的时钟同步方案。2广域设备保护网络由于广域设备保护网络数据通信在变电站系统内的重要性，实时、可靠的数据通信成为系统的技术核心。广域设备保护系统的连续性、瞬时性和同时性决定了通信网络必须具有如下基本功能和特点：实时性：变电站系统的数据网络要及时地传输现场的实时运行信息和继电保护、稳定控制信息，因此网络必须很好地保证数据通信的实时性。可靠性：变电站内通信环境恶劣、干扰严重，而电力系统通信对整个变电站自动化系统的正常运行起

6、着重要作用，因此通信系统必须保证高可靠性。因此，基于以上两点要求，同时考虑到电力通信系统的现状[3]，特提出了在国家电力数据网的基础上，以SDH光纤自愈环网为载体的通信系统。通信系统如图1所示，各个变电站内信息，根据系统业务需求进行上送，广域设备保护IED（智能电子设备）再通过SDH设备上送至SDH网络，各个广域设备保护IED都可以从网络上获取自己需要的信息，同时依据获得的广域信息，做出相应的保护和控制决策。3广域设备保护系统时钟同步需求分析12电力系统对时间同步精度有不同的等级要求，对时精度需要原则是满足被

7、授时设备本身的最小分辨率即可。目前我国将电力系统被授时装置对时间同步准确度的要求大致分为以下4类[4]：（1）时间同步准确度不大于1μs：包括线路行波故障测距装置、同步相量测量装置、雷电定位系统、电子式互感器的合并单元等。（2）时间同步准确度不大于1ms：包括故障录波域时钟同步器、SOE装置、电气测控单元/远程终端装置（RTU）/保护测控一体化装置等。（3）时间同步准确度不大于10ms：包括微机保护装置安全自动装置、馈线终端装置（FTU）、变压器终端装置（TTU）、配电网自动化系统等。（4）时间同步准确度不大

8、于1s：包括电能量采集装置、负荷/用电监控终端装置、电气设备在线状态检测终端装置或自动记录仪、调度管理信息系统（DMIS）、企业管理信息系统（MIS）等。综合上述分析，广域设备保护系统所要求的时钟同步，根据保护业务不同，对时钟同步也有着不同的要求，比如同步相量测量装置PMU要求精确度达到1us，而基于广域的失灵保护与防过负荷连锁跳闸对时钟同步要求仅仅1ms。4IEEE1588协议IEEE1588V2