[发明专利]基于自学习改进的电网时间同步测量系统和方法

权利要求书

1.一种基于网络自学习改进的电网时间同步测量系统，电网基础设备包括故障录波装置、同步向量测量装置、调度自动化装置、变电站计算机监控装置和火电厂机组自动控制装置，这些设备称作待测设备，待测设备均通过交换机连接到1588协议时间同步模块上，电网通过1588协议时间同步，1588协议包括网络中的主时钟与从时钟，1588协议时间同步模块通过交换机网络接口作为从时钟与电网中的主时钟同步，其特征在于，在1588协议时间同步模块上附加有自学习测量设备模块，自学习测量设备模块通过交换机获取网络其他报文，同时通过1588协议时间同步模块上时间输出接口记录来自网络各个待测设备的其他报文到达时间，计算出改进的1588协议同步报文中延迟请求报文的最佳发送时间，通过配置输出接口，设置1588协议时间同步模块延迟请求报文发送时间，1588协议时间同步模块于最佳发送时间时发送延迟请求报文；更详细的说，所述自学习测量设备模块根据记录的待测设备其他报文到达时间，统计到达时间间隔概率，通过机器学习、数据挖掘和统计分析计算改进的1588协议同步报文中的延迟请求报文最佳发送时间，在最佳发送时间发送PTP延迟请求报文给网络中的主时钟，通过网络接口与主时钟同步，减少延迟请求报文与电网中其他报文的碰撞概率，实现更精确的网络时间同步。

2.根据权利要求1所述的基于网络自学习改进的电网时间同步测量系统，其特征在于，自学习测量设备模块内设有存储单元、计算单元，其中，存储单元连接网络接口接收网络报文，通过时间输入接口从1588协议时间同步模块获取网络报文到达时间并存储报文到达时间数据；计算单元与存储单元连接，读取存储单元的报文到达时间数据并计算得到最佳延迟请求报文发送时间，计算单元通过配置输出接口设置改进的1588协议时间同步模块延迟请求报文发送时间。

3.一种基于网络自学习改进的电网时间同步测量方法，其特征在于，包括有以下步骤：

(1)网络传输中，传输1588协议同步报文、跟随报文、延迟请求报文和延迟请求响应报文，以及各待测设备输出的网络其他报文；

(2)网络其他报文通过交换机到达自学习测量设备模块，同时自学习测量设备模块还通过1588协议时间同步模块时间输出接口读取网络其他报文的到达时间，并为所有到达的其他报文打上时间戳并转发给下一节点；

(3)自学习测量设备模块记录并存储一段时间内所有到达其他报文及其到达时间，通过自学习方法根据所述一段时间内的其他报文到达时间及时间差概率分布，计算出最佳PTP延迟请求报文发送时间；

(4)1588协议时间同步模块根据自学习测量设备模块计算得到的最佳PTP延迟请求报文时间，在最佳PTP延迟请求报文时间点上向网络主时钟采用单播方式发送延迟请求报文给主时钟，降低延迟请求报文与网络其他报文的碰撞概率，1588协议时间同步模块计算出从时钟与主时钟的时间误差，消除时间误差，1588协议时间同步模块并误差消除后与主时钟同步，更新本地时间，在从时钟与主时钟稳定同步前暂停记录其他报文到达时间；

(5)在从时钟与主时钟保持稳定同步后，返回步骤2，自学习测量设备模块重新开始不断记录来自各待测设备其他报文到达时间，并根据之前一段时间的到达时间数据不断更新计算最佳PTP延迟请求报文发送时间，在最佳时间发送PTP延迟请求报文。

4.根据权利要求3所述的基于网络自学习改进的电网时间同步测量方法，其特征在于，步骤3所述的一段时间取值在3-5分钟。

5.根据权利要求3所述的基于网络自学习改进的电网时间同步测量方法，其特征在于，步骤3所述的通过自学习方法根据之前一段时间内的其他报文到达时间分布，具体包括：

3.1自学习方法记录一段时间内网络其他报文到达时间；

3.2统计各待测设备每两个网络其他报文到达时间间隔概率分布；

3.3根据其他报文到达时间间隔概率分布，选取分布概率较小的时间间隔；

3.4将上个报文到达时间加上选取的分布概率较小的时间间隔得到最佳PTP延迟请求报文发送时间。

6.根据权利要求3所述的基于网络自学习改进的电网时间同步测量方法，其特征在于，步骤4中所述的1588协议时间同步模块消除时间误差后与主时钟同步，更新本地时间的过程包括：

4.1.主时钟首先采用多播方式周期性的发出同步报文给从时钟；

4.2主时钟发出跟随报文给从时钟，该跟随报文中包含同步报文发出时的精确时间戳值；

4.3从时钟接收同步报文并记下接收的时间戳值；

4.4从时钟采用单播方式在最佳延迟请求报文发送时间发出延迟请求报文给主时钟，并记下发出的时间戳值，最佳延迟请求报文发送时间是从时钟在上个网络其他报文到达时间加上选取的分布概率较小的时间间隔；

4.5主时钟收到延迟请求报文后，记下接收的时间戳值，并随之产生延迟请求响应报文反馈给从时钟，该响应报文包含延迟请求报文的接收时间戳值；

4.6最后从时钟根据这四个记录的时间值由同步算法计算出与主时钟的时间偏差，从而根据时间偏差来调整从时钟的本地时间，以实现从时钟和主时钟的时间同步。