[发明专利]一种基于GOOSE报文的时间同步测量方法

说明书

本发明公开了一种基于GOOSE报文的时间同步测量方法，包括以下步骤(1)基于GOOSE报文计算出间隔层设备与过程层设备的时钟差；(2)若发送数据集中任一数据内容发生改变，将立即发送数据集的所有内容，且会连续发送5帧报文，需要将5帧报文压缩为1帧；(3)在设备内的网络报文接收模块中的FPGA内设置一个计数器，当FPGA在接收报文时，会将计数器的实时值加至报文尾部，程序在中断内查询到有报文时，也能读取此时计数器的值，通过报文尾部计数器值与当前计数器值的差值以及装置当前的时间可计算出该报文准确的接收时刻。本发明利用智能变电站内已有的GOOSE协议，可准确地实现间隔层设备与过程层设备的时间同步测量。

技术领域

本发明涉及一种基于GOOSE报文的时间同步测量方法，适用于智能变电站中时间同步的在线监测和管理，属于电力系统自动化技术领域。

背景技术

随着电力系统规模的日益扩大，系统运行变化越来越频繁，电力系统间的时钟同步变得尤为重要。互联网络技术的发展和应用的普及，使网络时间同步技术也得到极大的发展。而对于采用了标准站内统一时间同步系统的厂站或调度中心，如何在原系统上通过某些技术实现系统级的时间同步状态的在线监测也变得尤为重要。

智能变电站系统分为3层：过程层、间隔层、站控层。过程层包含由一次设备和智能组件构成的智能设备、合并单元和智能终端，完成变电站电能分配、变换、传输及其测量、控制、保护、计量、状态监测等相关功能。过程层网络是最直接与一次设备连接的最底层,它的运行稳定性直接关系到全站的安全稳定运行。因此对过程层设备形成闭环监测，减少因对时错误引起的事件顺序记录无效，甚至导致设备死机等运行事故，将有重大意义。如何对过程层设备的时间同步测量，存在以下问题：(1)采用何种低建设成本、低管理成本、低技术风险的手段，是否增加特殊装置或者在现有装置上增加新的通信协议来完成时间的同步测量。(2)如何在最低的成本开销前提下提高测量对象的测量精度。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种基于GOOSE报文的时间同步测量方法，无需额外增加网络设备和其他特殊装置，利用智能变电站内已有的GOOSE协议，可准确地实现间隔层设备与过程层设备的时间同步测量。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

一种基于GOOSE报文的时间同步测量方法，具体包括以下几个步骤：

(1)基于GOOSE报文，由间隔层设备发起测量命令，同时记录下发起命令时间，过程层设备在收到测试命令后立刻回复，在回复的GOOSE报文内填写接收命令和回复命令的时间，间隔层设备在收到命令回复后可计算出间隔层设备与过程层设备的时钟差，即可得到准备的GOOSE报文接收时刻；

(2)若发送数据集中任一数据内容发生改变，将立即发送该数据集的所有内容至网络上，且会连续发送5帧报文；为了不对计算时钟差过程产生干扰，需要将间隔层设备发起测试命令和过程层设备回复命令时各自产生的5帧报文压缩为1帧报文；

(3)在间隔层设备与过程层设备内的网络报文接收模块中的FPGA内设置一个计数器，当FPGA在接收报文时，会将计数器的实时值加至报文尾部，当GOOSE报文接收处理任务在中断内查询到有报文时，同时读取该计数器的当前值，通过报文尾部计数器值与当前计数器值的差值以及计数器频率可得出接收处理延时时间，再用设备当前的时间减去接收处理延时时间便可计算出该报文准确的接收时刻。

本方法无需额外增加网络设备和特殊装置，利用智能变电站内已有的GOOSE服务协议，实现对站控层设备与间隔层设备时钟差的精确测量，使得在智能变电站内，对时钟和被对时设备的闭环监测成为可能。

附图说明

图1是利用乒乓法测量间隔层设备与过程层设备的时钟差；

图2是GOOSE报文的传输机制；