[发明专利]提高授时输出可靠性的时源选择及切换系统

说明书

技术领域

本发明提供一种提高授时输出可靠性的时源选择及切换系统，属于时源切换方法领域。

背景技术

电网规模不断扩大，电力设备和参数更为繁多，对电力系统时钟同步可靠性的要求也更高。

为了提高授时输出的可靠性，目前的时钟同步装置，通常采用外部GPS/北斗、IRIG-B等多个无线或本地有线授时源及内部高稳晶振或原子钟作为输入时源。而对于时钟同步系统而言，通常采用装置互备的方法。

时钟同步装置采用多个输入时钟源时，必然存在不同时钟源的切换问题，包括同步时外部时源之间的切换和守时恢复时外部时源与内部高稳晶振或原子钟之间的切换。通常，CPU会对各个时源分析，综合得出最佳时源，在当前授时时源不再是最佳时源时，将最佳时源切换为当前授时时源。此时，同步时钟装置授时输出直接切换为最佳时源的时间及准时信号。此过程忽略了两时源间的频差及相差，在频差或相差较大时，直接切换会导致授时输出准时信号瞬间跳变大。对时间同步准确度要求较高的PMU设备等将产生严重影响。本发明据此提出一种提高授时输出可靠性的方法，包括多时源优化选择，及在时源切换时，准时信号平滑跟踪的方法，使得跟踪步进小于目前最高时间同步准确度要求的1us，避免了在此过程中对被授时设备的不良影响。

发明内容

本发明目的在于提供一种提高授时输出可靠性的时源选择及切换系统，可保证时钟同步装置可以根据各个时源的不断变化动态选择最佳时源，且可以连续跟踪，逐渐逼近，避免了过大的间跳。

本发明所述的提高授时输出可靠性的时源选择及切换系统，包括时钟同步装置，时钟同步装置设有多个输入时源，时钟同步装置设有时源处理单元，时源处理单元根据各个时源的同步情况、相位差和优先级选择最佳时源，在各个时源的状态变化时将最佳时源切换为授时时源，在外部时源切换和守时恢复阶段，时源切换采用平滑跟踪切换的方式进行切换。

所述的提高授时输出可靠性的时源选择及切换系统，守时的意思为当没有外部时源同步时，时源处理单元使用本地时源进行授时，当又有达到要求的外部时源同步时，时源处理单元将本地时源切换为首位外部时源授时；通过时源处理单元按照同步、相位差和优先级的先后选择顺序实时动态选择最佳时源，使被授时设备实时接受最佳的授时时源授时，在切换授时时源时，由于两个授时时源输出的时间存在相位差，本发明采用平滑跟踪的方式切换，不使用直接切换的方式，而是将相位差均分成若干份，然后循环累加，使原时源逐渐向目标时源靠近，实现切换，避免了过大的间跳。

所述的提高授时输出可靠性的时源选择及切换系统，时源处理单元包括FPGA和32位处理器，FPGA和32位处理器通过数据总线和地址总线通信。

所述的提高授时输出可靠性的时源选择及切换系统，32位处理器首先选择已同步时源，然后在已同步时源中选择两两相位差在标准差额时间之内的时源，最后将选择好的时源按照客户设定优先级进行排序，选择首位时源。

所述的提高授时输出可靠性的时源选择及切换系统，当时源处理单元进行初始同步时，时源处理单元选择外部时源之间相位差位于标准差额时间之内的外部时源，按照用户设定优先级选择为与优先级中首位的外部时源进行授时。

所述的提高授时输出可靠性的时源选择及切换系统，当正在授时的外部时源失步时，时源处理单元重新选择外部时源之间相位差位于标准差额时间之内的外部时源。然后按照用户设定优先级，选择其中优先级高的外部时源进行授时。

所述的提高授时输出可靠性的时源选择及切换系统，外部时源全部失步时，时源处理单元将选择本地时源进行授时，即守时；守时状态下，当有外部时源同步时，且外部时源与本地时源相位差位于标准差额时间之内时，选用外部时源进行授时，当符合上述条件的外部时源大于等于两个时，按照用户设定优先级进行排序，选择首位外部时源进行授时。

所述的提高授时输出可靠性的时源选择及切换系统，标准差额时间为3μs-7μs。