專利名稱：基于goose機(jī)制的ied網(wǎng)絡(luò)化時(shí)鐘同步精度的測(cè)試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力工程的繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于GOOSE機(jī)制的IED網(wǎng)絡(luò)化時(shí)鐘同步精度的測(cè)試方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)前智能化變電站系統(tǒng)以及智能設(shè)備存在多種時(shí)鐘同步方式，例如IEEE1588、 SNTP等。由于同步原理的差別，實(shí)現(xiàn)方式也存在差異，因此在時(shí)鐘同步精度的測(cè)試過程中存在諸多的不便。而在智能化變電站的推進(jìn)過程中，IEC61850標(biāo)準(zhǔn)已被廣泛接受，智能設(shè)備大多能提供GOOSE收發(fā)功能。GOOSE是IEC61850標(biāo)準(zhǔn)為解決變電站快速通信需求，尤其是繼電保護(hù)跳間信息傳輸，而提出的一種快速報(bào)文機(jī)制。GOOSE報(bào)文經(jīng)表示層后直接映射到鏈路層和物理層，能采用具有優(yōu)先級(jí)和VLAN標(biāo)志的交換以太網(wǎng)技術(shù)，保證了報(bào)文傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性。這一點(diǎn)為實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘同步的精確測(cè)試提供了技術(shù)先決條件。本發(fā)明采用一種基于GOOSE機(jī)制的IED網(wǎng)絡(luò)化時(shí)鐘同步精度的測(cè)試方法，在相當(dāng)大程度上改變目前IED時(shí)鐘同步精度的測(cè)量問題，采用GOOSE機(jī)制，利用已有的時(shí)鐘測(cè)試裝置，在借助GOOSE信號(hào)源的幫助下，利用傳輸補(bǔ)償機(jī)制，即可以實(shí)現(xiàn)對(duì)IED同步時(shí)鐘的精度測(cè)試。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于GOOSE機(jī)制的IED網(wǎng)絡(luò)化時(shí)鐘同步精度的測(cè)試方法，以解決因IED同步原理不同而造成的測(cè)試方法差異的問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的基于GOOSE機(jī)制的IED網(wǎng)絡(luò)化時(shí)鐘同步精度的測(cè)試方法步驟如下
(1)從GOOSE源引出兩條等長(zhǎng)同性的短距光纖分別與時(shí)鐘測(cè)試儀和被測(cè)IED相連，且時(shí)鐘測(cè)試儀作為主鐘，被測(cè)IED作為從鐘，并使得被測(cè)IED與時(shí)鐘測(cè)試儀時(shí)鐘同步；
(2)GOOSE源向時(shí)鐘測(cè)試儀和被測(cè)IED同時(shí)發(fā)送帶有發(fā)送時(shí)間標(biāo)簽Tl的GOOSE報(bào)文；
(3)被測(cè)IED與時(shí)鐘測(cè)試儀接收到GOOSE報(bào)文，并分別獲取被測(cè)IED接收時(shí)間標(biāo)簽T2 與時(shí)鐘測(cè)試儀接收時(shí)間標(biāo)簽T3 ；
(4)被測(cè)IED將帶有發(fā)送時(shí)間標(biāo)簽Tl與被測(cè)IED接收時(shí)間標(biāo)簽T2的GOOSE報(bào)文上送至?xí)r鐘測(cè)試儀，則被測(cè)IED接收時(shí)間標(biāo)簽T2與時(shí)鐘測(cè)試儀接收時(shí)間標(biāo)簽T3的差值為被測(cè) IED時(shí)鐘同步誤差值。進(jìn)一步的，所述GOOSE報(bào)文傳輸直接通過映射到鏈路層實(shí)現(xiàn)，采用軟件方式快速獲取此刻設(shè)備系統(tǒng)時(shí)標(biāo)而記錄到GOOSE報(bào)文中。進(jìn)一步的，采用通信光纖為短距等長(zhǎng)同性光纖，相同GOOSE報(bào)文在兩者中的傳輸延時(shí)基本相等，二者相減即可把傳輸延時(shí)抵消掉，此種方式稱為補(bǔ)償方式
本發(fā)明的基于GOOSE機(jī)制的IED網(wǎng)絡(luò)化時(shí)鐘同步精度的測(cè)試方法，對(duì)GOOSE源的時(shí)鐘精度并無(wú)要求，只需同時(shí)觸發(fā)GOOSE報(bào)文，并打上發(fā)送時(shí)標(biāo)。在傳送過程中，采取等長(zhǎng)同性的短距光纖，達(dá)到傳輸延時(shí)的補(bǔ)償機(jī)制，抵消二者的傳輸延時(shí)。在GOOSE接收時(shí)，利用硬件獲取時(shí)間標(biāo)簽，抵消標(biāo)簽獲取的時(shí)間誤差。本方法中各功能獨(dú)立，可以根據(jù)需求，實(shí)現(xiàn)SNTP 等多種同步方式的時(shí)鐘同步精度測(cè)試。且在精度測(cè)試時(shí)，不會(huì)對(duì)IED時(shí)鐘同步過程造成負(fù)面影響，借助GOOSE機(jī)制精確實(shí)現(xiàn)IED時(shí)鐘同步的精度測(cè)試，能直接應(yīng)用于以IEC61850標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)建立起來(lái)的智能變電站時(shí)鐘同步精度的測(cè)試中去。


圖1是實(shí)施例中測(cè)試系統(tǒng)示意圖2是實(shí)施例中時(shí)鐘同步精度的測(cè)試原理圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本專利申請(qǐng)的基于GOOSE機(jī)制的IED網(wǎng)絡(luò)化時(shí)鐘同步精度的測(cè)試方法進(jìn)行詳細(xì)說明。圖1為測(cè)試系統(tǒng)示意圖，該測(cè)試系統(tǒng)由時(shí)鐘測(cè)試儀、GOOSE源、被測(cè)IED組成，時(shí)鐘測(cè)試儀時(shí)鐘精確，可作為測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘。GOOSE源作為一獨(dú)立設(shè)備，能在同一時(shí)刻發(fā)送相同2路GOOSE報(bào)文，并把發(fā)送時(shí)刻記錄在GOOSE報(bào)文中。如圖1所示，從GOOSE源引出兩條等長(zhǎng)同性的短距光纖，該兩條等長(zhǎng)同性的短距光纖分別與時(shí)鐘測(cè)試儀和被測(cè)IED相連，時(shí)鐘測(cè)試儀與被測(cè)IED實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘同步，此時(shí)時(shí)鐘測(cè)試儀作為系統(tǒng)的主鐘，被測(cè)設(shè)備作為測(cè)試系統(tǒng)的從鐘，在經(jīng)過合適的時(shí)間后，認(rèn)為此時(shí)被測(cè)設(shè)備已實(shí)現(xiàn)與主鐘同步。隨后，GOOSE源向時(shí)鐘測(cè)試儀和被測(cè)設(shè)備同時(shí)發(fā)送帶有發(fā)送時(shí)間標(biāo)簽Tl的GOOSE 報(bào)文，當(dāng)被測(cè)IED與時(shí)鐘測(cè)試儀接收到GOOSE報(bào)文后，并分別獲取被測(cè)IED接收時(shí)間標(biāo)簽T2 與時(shí)鐘測(cè)試儀接收時(shí)間標(biāo)簽T3。隨后被測(cè)IED將帶有時(shí)間標(biāo)簽Tl與T2的報(bào)文上送至?xí)r鐘測(cè)試儀。本測(cè)試方法中，時(shí)間測(cè)試儀作為系統(tǒng)的主時(shí)鐘，默認(rèn)時(shí)鐘誤差為零。這樣可從圖2得出同步時(shí)鐘精度測(cè)試的公式如下 ΔΤ1=Τ3-Τ1= Δ Tal+ Δ Tbl
其中Δ Tl為時(shí)鐘測(cè)試儀接收到報(bào)文時(shí)間與GOOSE源發(fā)送報(bào)文時(shí)間差，AT al測(cè)試儀路徑傳輸延時(shí)；δτμ測(cè)試儀獲取時(shí)間標(biāo)簽的延時(shí)； ΔΤ2=Τ2_Τ1= Δ Ta2+Δ T b2+Δ Tc
其中Δ Τ2為IED設(shè)備接收?qǐng)?bào)文時(shí)間與GOOSE源發(fā)送報(bào)文時(shí)間差，Δ Ta2被測(cè)IED路徑傳輸延時(shí)；Δ Tb2被測(cè)IED獲取時(shí)間標(biāo)簽的延時(shí)，Δ Tc為被測(cè)IED時(shí)鐘誤差。本方法中，GOOSE源至?xí)r間測(cè)試儀與被測(cè)IED之間采用參數(shù)一致的光纖，故 ATal=ATa20時(shí)鐘測(cè)試儀與被測(cè)IED獲去接收GOOSE報(bào)文時(shí)間標(biāo)簽，采用相同機(jī)制實(shí)現(xiàn)，故 Δ Tbl= Δ Tb2。那么便可得被測(cè)IED時(shí)鐘同步誤差為 ATc =ΔΤ2-ΔΤ1=Τ2_Τ3。采用本同步時(shí)鐘精度測(cè)試方式，對(duì)GOOSE源的時(shí)鐘精度并無(wú)要求，只需同時(shí)觸發(fā)GOOSE報(bào)文，并打上發(fā)送時(shí)標(biāo)。在傳送過程中，采取等長(zhǎng)同性的短距光纖，相同GOOSE報(bào)文在兩者中的傳輸延時(shí)基本相等，二者相減即可把傳輸延時(shí)抵消掉，此種方式可稱為補(bǔ)償方式， 能抵消二者的傳輸延時(shí)，最大程度的減弱傳輸延時(shí)對(duì)時(shí)鐘精度測(cè)試的影響。這樣即可實(shí)現(xiàn)目前智能IED基于Goose機(jī)制的網(wǎng)絡(luò)化時(shí)鐘同步精度的測(cè)試。本方法中所有的GOOSE報(bào)文均實(shí)現(xiàn)快速時(shí)間標(biāo)簽獲取，GOOSE報(bào)文傳輸直接通過映射到鏈路層實(shí)現(xiàn)，可以采用軟件方式快速獲取此刻設(shè)備系統(tǒng)時(shí)標(biāo)而記錄到GOOSE報(bào)文中。 以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于GOOSE機(jī)制的IED網(wǎng)絡(luò)化時(shí)鐘同步精度的測(cè)試方法，其特征在于，該方法的步驟如下(1)從GOOSE源引出兩條等長(zhǎng)同性的短距光纖分別與時(shí)鐘測(cè)試儀和被測(cè)IED相連，且時(shí)鐘測(cè)試儀作為主鐘，被測(cè)IED作為從鐘，并使得被測(cè)IED與時(shí)鐘測(cè)試儀時(shí)鐘同步；(2)GOOSE源向時(shí)鐘測(cè)試儀和被測(cè)IED同時(shí)發(fā)送帶有發(fā)送時(shí)間標(biāo)簽Tl的GOOSE報(bào)文；(3)被測(cè)IED與時(shí)鐘測(cè)試儀接收到GOOSE報(bào)文，并分別獲取被測(cè)IED接收時(shí)間標(biāo)簽T2 與時(shí)鐘測(cè)試儀接收時(shí)間標(biāo)簽T3 ；(4)被測(cè)IED將帶有發(fā)送時(shí)間標(biāo)簽Tl與被測(cè)IED接收時(shí)間標(biāo)簽T2的GOOSE報(bào)文上送至?xí)r鐘測(cè)試儀，則被測(cè)IED接收時(shí)間標(biāo)簽T2與時(shí)鐘測(cè)試儀接收時(shí)間標(biāo)簽T3的差值為被測(cè) IED時(shí)鐘同步誤差值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GOOSE機(jī)制的IED網(wǎng)絡(luò)化時(shí)鐘同步精度的測(cè)試方法，其特征在于所述GOOSE報(bào)文傳輸直接通過映射到鏈路層實(shí)現(xiàn)，采用軟件方式快速獲取此刻設(shè)備系統(tǒng)時(shí)標(biāo)而記錄到GOOSE報(bào)文中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于GOOSE機(jī)制的IED網(wǎng)絡(luò)化時(shí)鐘同步精度的測(cè)試方法，其特征在于采用通信光纖為短距等長(zhǎng)同性光纖，相同GOOSE報(bào)文在兩者中的傳輸延時(shí)基本相等，二者相減即可把傳輸延時(shí)抵消掉，此種方式稱為補(bǔ)償方式。
全文摘要
本發(fā)明涉及基于GOOSE機(jī)制的IED網(wǎng)絡(luò)化時(shí)鐘同步精度的測(cè)試方法，從GOOSE源引出兩條等長(zhǎng)同性的短距光纖分別與時(shí)鐘測(cè)試儀和被測(cè)IED相連，且被測(cè)IED與時(shí)鐘測(cè)試儀時(shí)鐘同步；GOOSE源向時(shí)鐘測(cè)試儀和被測(cè)IED同時(shí)發(fā)送GOOSE報(bào)文；被測(cè)IED與時(shí)鐘測(cè)試儀接收到報(bào)文，并分別獲取時(shí)間標(biāo)簽T2、T3；被測(cè)IED將GOOSE報(bào)文上送至?xí)r鐘測(cè)試儀，則時(shí)間標(biāo)簽T2與T3的差值為被測(cè)IED時(shí)鐘同步誤差值。本方法中各功能獨(dú)立，可以根據(jù)需求，實(shí)現(xiàn)IEEE1588、SNTP等多種同步方式的時(shí)鐘同步精度測(cè)試。在精度測(cè)試時(shí)，不會(huì)對(duì)IED時(shí)鐘同步過程造成負(fù)面影響，能直接應(yīng)用于以IEC61850標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)建立起來(lái)的智能變電站時(shí)鐘同步精度的測(cè)試中去。
文檔編號(hào)H04L7/00GK102315928SQ20111025160
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月30日
發(fā)明者史宏光, 崔全勝, 李俊剛, 楊穎安, 梁曉兵, 狄軍鋒, 禤文健, 陳炯聰, 魏勇, 黃曙 申請(qǐng)人:廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院, 許昌許繼軟件技術(shù)有限公司, 許繼電氣股份有限公司