[发明专利]一种智能变电站过程层网络报文同步方法

说明书

技术领域

本发明涉及智能变电站的合并单元、网络传输设备（如交换机）、SV数据接收设备（如保护、测控装置等）等各类装置的通信，特别涉及装置发送和接收SV报文的同步方法。

背景技术

智能变电站过程层网络由合并单元、智能终端、网络传输设备（如交换机）、SV数据接收设备（如保护、测控装置）等组成，SV数据接收设备（如保护、测控装置）接收来自合并单元的SV报文，SV数据接收设备根据接收到的SV报文进行数据计算并进行相应的动作。SV数据接收设备需要同时接收多台合并单元发送来的SV报文，要求不同合并单元发送的SV报文能够在SV数据接收设备侧实现同步，因此，合并单元、网络传输设备、SV数据接收设备等应能够配合实现SV报文在SV数据接收设备侧的同步，以此来保证SV数据接收设备计算的正确性。

现有的过程层网络上的各种装置在报文同步上主要依赖于对时网络（如图1所示），通过对时网络将过程层网络上的合并单元、网络传输设备（可根据需要同步或不同步）、SV数据接收设备（以下将以保护、测控装置代表SV数据接收设备进行描述）进行对时，采用IRIG-B码对时精度可以达到1us。但是该方法过分依赖于对时网络的可靠性，对时网络故障将导致合并单元、保护、测控装置进入时间失步状态，保护、测控装置将无法正确地实现SV报文的同步，并导致无法正确进行数据计算及进行相应的动作。因为这时各个合并单元的时间存在较大偏差，导致各个合并单元同一时刻发送的SV报文中携带的时间戳不一致，保护、测控装置依据该时间戳进行保护计算将导致错误的结果从而导致错误的动作，这将给整个智能变电站的可靠运行带来极大的安全隐患。

目前智能变电站采用的另一种对时方式是IEC61588网络对时（以下简称PTP）方式，为提高对时精度该方式要求构成过程层网络的网络传输设备（如交换机）也需要具有IEC61588对时功能，一般网络传输设备在网络中作为TC（Transparent Clock，透明时钟）时钟使用，合并单元和保护、测控装置作为SC（Slave Clock，从时钟）时钟来使用。由于合并单元、保护、测控装置接收到的对时报文均通过网络传输设备发送，因此合并单元、保护、测控装置的对时精度必将受到网络传输设备自身的PTP算法精度、PTP算法可靠性、时钟精度及网络上报文流量的影响，当交换机自身的PTP算法精度、PTP算法可靠性或时钟精度无法保证时将导致合并单元、保护、测控装置的对时精度下降，恶劣情况下将导致合并单元、保护、测控装置对时误差达到秒级，从而导致保护、测控装置无法正常工作。网络报文流量过大情况下将导致PTP对时报文丢失等情况发生，同样会导致对时精度下降甚至对时失效。以上情况均将严重影响保护的正确计算及动作，这将给整个智能变电站的可靠运行带来极大的安全隐患。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种智能变电站过程层网络报文同步方法，其可解决目前过程层网络过分依赖对时网络的问题。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种智能变电站过程层网络报文同步方法，合并单元发送SV报文时根据配置情况预留相应长度的字段（即时间域），该字段用于网络传输设备统计传输延时并将各级网络传输设备的传输延时累加保存在该字段中；在网络传输设备的输入和输出端口上实现对SV报文打时间戳的功能，并实现将SV报文在网络传输设备上的传输延时记录在SV报文的时间域中；当该报文经过多台网络传输设备转发时，该时间域能够累加各个网络传输设备的传输延时；SV数据接收设备（如保护、测控装置等）收到SV报文后以本地时间为基准，以装置接收报文时间减去时间域的值来恢复SV报文的发送时刻，并根据合并单元的额定延时推算出其采样时刻，从而实现SV数据接收设备对接收到的不同合并单元的报文进行同步，并以此来保证SV数据接收设备能够正确进行数据计算及动作。

合并单元根据配置情况在发送SV报文中预留足够的字段长度用来给网络传输设备记录经过该装置的传输延时，该传输延时应以ns为最小单位，应保证具有足够的字段记录网络设备的传输延时。

网络传输设备可根据配置决定是否对特定报文进行网络传输设备内部驻留时间进行计算及修改报文中的时间域，配置依据包括源MAC地址、目标MAC地址、报文类型、源IP地址、目标IP地址、源端口号、目标端口号等，可以是以上配置依据中的一种或多种依据的组合。