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智能电网和变电站中时间精准协议PTP服务器是什么样的

2022-06-14 10:45:02 zhanghonglei

介绍

希望实施精确计时解决方案以提高输配电变电站的弹性、监控和故障排除能力以及通过融合其计时和数据通信网络来获得成本效益的电力公司会发现 IEEE 1588 PTP v2 现在是成熟的计时和同步该技术广泛应用于电力和电信行业。

IEEE 1588 PTP(电源配置文件)可用于为电源应用提供低于 1 微秒的精度(IEC 61850 第 2 版)。

IEEE 1588 PTP v2

在传统的变电站中,电子设备的时间同步是通过用于分配 GPS、IRIG-B 或 1PPS 信号的专用总线实现的。随着向智能电网的过渡和变电站的自动化,更新的智能电子设备 (IED) 能够连接以太网,并支持基于数据包的时间同步协议,如 NTP/SNTP 和 IEEE 1588 PTP。

时间同步服务器

具有 IEEE 1588 PTP 时钟的智能变电站

尽管网络时间协议 (NTP) 或简单网络时间协议 (SNTP) 具有能够通过局域网同步计算机的优势,但它们不具备 IEC 61850-9-等最苛刻的变电站应用所需的精度2 过程总线或 IEEE C37.118-2005 同步相量。

SNTP 实现提供 1-3 毫秒的精度;它们无法达到公用事业同步应用所需的低于 1 微秒的精度。此外,即使 SNTP 可以提供 1 毫秒,它的行为在重负载网络中也是不确定的。

IRIG-B 协议提供 100 微秒的精度,足以记录事件记录和故障波形捕获的时间戳序列,但对于 IEC 61850 过程总线或同步相量应用而言,精度达不到微秒精度。此外,IRIG-B 需要专用电缆来传输成本高昂的定时信号,而且 IRIG-B 也没有提供冗余机制。
GPS 是一种高度准确的计时解决方案,但由于与电缆安装相关的成本,它不能很好地扩展,而且 GPS 也容易受到干扰、干扰和欺骗攻击。

另一方面,IEEE 1588 v2 使用以太网来分发定时信号,使用通过考虑切换时间和对等传播延迟来提高准确性的机制,这些延迟是定时信号穿过网络时发生的,以太网交换机中的“透明时钟”消除了端到端延迟测量的需要,减少流量拥塞并消除交换机抖动。

IEC 61850 车站总线

IEC 61850 站总线需要为 IED 故障记录分配准确的时序,从而允许对导致故障条件的事件序列进行准确的时间戳记。这使得这些事件能够按时间顺序正确排序,从而查明原因和纠正措施。

IEC 61850 过程总线

IEC 61850 过程总线还需要以几微秒的精度进行精确的时间同步。电压和电流的测量值样本需要在合并单元 (MU) 和执行关键保护和控制功能的接收 IED 之间同步。

同步相量测量(同步相量)

同步相位测量单元 (PMU) 或同步相量用于电力公用事业行业,以测量特定位置的整个电力系统的电量。同步相量的 IEEE C37.118 标准定义了它们应该如何被时间戳和通信。为了达到标准中定义的小于 1% 的总精度,要求计时精度为微秒级。IEEE 1588 PTP v2 是唯一可以在交换以太网上提供此功能的标准。

基于 GNSS 的卫星同步时钟是 Synchroplasor 计时子系统的关键部分。

Qulsar 解决方案:

Qulsar Qg 2 主时钟/网关时钟解决方案包括普通/从时钟操作模式以及边界时钟和主时钟功能。此外,对于室内解决方案,该系统可以补充 Quki 以实现完整的端到端室内网络。