[发明专利]一种智能变电站同步时钟装置抗干扰方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种智能变电站同步时钟装置抗干扰方法，属于智能变电站开发领域。

背景技术

变电站是一个包含强电设备和弱电设备的电磁环境非常复杂的系统。正常运行时，变电站内空间中存在强工频电磁场。当发生开关操作、系统故障或雷击时，空间会有强瞬态电磁场产生。强工频与强瞬态电磁场对变电站各种设备产生干扰，同时各种设备之间还存在相互串扰。在智能变电站中应用的时钟装置，如果不对干扰加以抑制，或按常规的消抖方法，只判高电平长度，就会发生对时错误，对变电站保护控制设备造成严重影响。

目前，电力系统中电网故障分析要求各微机装置的时间信息精确到1ms以内，电网相位测量队时钟精度的要求要1微秒。然而，GPS时钟在卫星失锁或卫星时钟实验跳变的条件下，误差达到几十ms甚至几百ms。另一方面，GPS信号是由无线电波传送的，不可避免受到各种干扰，甚至可能中断。所以，电力系统要利用GPS授时作为同步时间源，必须考虑GPS信号的稳定性和失效情况下的对策问题。

目前，智能变电站发展快速，基于网络的时间同步系统在智能变电站有了广阔的应用空间。简单网络时间协议(SNTP)在变电站站控层得到广泛应用，基于IEC61588的精确时间协议(PTP)也在智能变电站过程层得到应用。但抗网络流量干扰能力差。发生网络风暴时，大量重复的多播报文在网络中传播，网络带宽被完全占用，造成网络阻塞。监控数据异常，设备互操作失效，每隔一段时间系统就会发现对时异常信息，甚至导致各组网设备软件司机或重启。因此需要考虑在网络风暴情况下保证网络对时准确性与可靠性。目前对于网络风暴，还没有统一的行之有效的方法。

发明内容

本发明目的是提供一种智能变电站同步时钟装置抗干扰方法，旨在解决在网络风暴情况下如何保证网络对时准确性与可靠性的问题。

为解决上述技术问题，本发明一种智能变电站同步时钟装置抗干扰方法的技术方案包括以下步骤：1)统计具有相同CRC的报文数量，在第一预设时间间隔内判断该报文数量是否超过第一预设门槛值，如果报文数量超过第一预设门槛值，则在第一设定时间段内屏蔽该报文，屏蔽超时后重新开始检测；2)检测具有相同目的MAC地址的报文，并统计该报文数量，在第二预设时间间隔内判断该报文数量是否超过第二预设门槛值，如果报文数量超过第二预设门槛值，则在第二设定时间段内屏蔽该报文，屏蔽超时后重新开始检测。

同步时钟装置包括FPGA和CPU；FPGA用于模拟MAC接收网络报文，CPU用于作为网络驱动接收来自FPGA的报文。

同步时钟装置对输入秒脉冲进行消抖及超时处理，消抖及超时处理的方式为：计算秒脉冲间隔，通过前后2个秒脉冲间隔判断当前输入秒脉冲是否抖动，当前输入秒脉冲抖动的条件为|T₁-T₀|≤ΔT，其中T₀，T₁分别为前后2个秒脉冲间隔，ΔT为抖动范围，如果不满足所述条件则判断当前输入脉冲是抖动并舍弃当前输入秒脉冲，输出脉冲间隔以守时脉冲间隔代替。

如果满足所述条件，则判断当前秒脉冲高电平宽度是否大于设定值，宽度大于设定值，仍以该时源作为当前时源，宽度不大于设定值时，丢弃当前输入秒脉冲，输出脉冲间隔以守时脉冲间隔代替。

当不满足条件时，以当前时源相位为基准，按照守时脉冲间隔连续走一段时间，一段时间后重新判断|T₁-T₀|大小，在ΔT范围内则认为当前时源从抖动状态恢复正常；不在ΔT范围内，则认为时源故障，同步时钟装置切换时源。

当前秒脉冲高电平宽度不大于设定值时，以当前时源相位为基准，按照守时脉冲间隔连续走一段时间，一段时间后重新判断|T₁-T₀|大小，在ΔT范围内则认为当前时源从抖动状态恢复正常；不在ΔT范围内，则认为时源故障，同步时钟装置切换时源。

所述守时脉冲间隔的获取方式为：记录N个有效的秒脉冲时间间隔并对这N个时间间隔求均值，所得时间间隔均值即为守时脉冲间隔。

本发明的有益效果是：本发明采用两层主动防御措施：判断风暴报文及判断异常网络流量，若存在风暴报文或异常网络流量就屏蔽此报文。通过以上两种措施可以屏蔽掉大量重复的多播报文，减少网络阻塞发生概率，提高对时信息的传输效率，保证了网络对时的准确性和可靠性。本发明通过对输入秒脉冲进行消抖及超时处理，进一步避免了在信号抖动和电磁干扰的情况下对时信号发生异常甚至中断的问题，从而保持了同步时钟装置的对时精度和稳定运行。

附图说明