CN103078401A - 变电站时间同步和采样同步的系统和方法 - Google Patents

变电站时间同步和采样同步的系统和方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种变电站时间同步和采样同步的系统，通过同步服务器以均匀时间间隔向所述同步以太网络模块发送绝对时间值并将所述均匀时间间隔作为采样同步信号，再通过同步采样自动化装置获取所述绝对时间值信号后，根据预设定的频率使用所述采样同步信号进行采样，且同步采样自动化装置根据预设定的对时频率进行对时。本发明还公开了一种变电站时间同步和采样同步的方法，该系统和方法集授时和同步信号于一体，由同步服务器统一控制，可以降低采样时间受自动化装置本身处理能力的差异的影响，从而实现较好的授时和同步效果，同时对于时间同步信号和采样同步信号的接收和发送不需要专门设计编码和译码电路。

Description

变电站时间同步和采样同步的系统和方法
技术领域
本发明涉及系统同步技术，特别是指一种变电站时间同步和采样同步的系统和方法。
背景技术
在变电站综合自动化系统中，存在大量的在线运行的监测设备、保护设备、计量设备和控制设备，为了进行准确的集中分析和诊断，或者为了区分严格时间差的不同的事件顺序，需要系统中各种在线的智能设备有精确的时间同步和采样同步。
一般的变电站时间同步和采样同步方法，通常采用IRIG-B码传输脉冲进行对时，同步采样是另行设计的。这种方法的缺点是授时时间都是相对时间，要得到绝对时间需要运算和本地时间系统的支持，而且对于时间同步信号和采样同步信号的接收和发送，需要专门设计编码和译码电路。
发明内容
基于此，有必要针对同步采样相对于对时另行设计带来的问题，提供一种集时间和采样同步信号于一体的变电站时间同步和采样同步系统和方法。
一种变电站时间同步和采样同步的系统，包括同步服务器、同步以太网络模块和同步采样自动化装置；
所述同步服务器用于以均匀时间间隔向所述同步以太网络模块发送绝对时间值信号并将所述均匀时间间隔的绝对时间值信号作为采样同步信号，所述同步以太网络模块用于接收所述绝对时间值信号，并将所述绝对时间值信号分发到所述同步采样自动化装置，所述同步采样自动化装置用于在获取所述绝对时间值信号后，根据预设定的的频率使用所述采样同步信号进行采样，且同步采样自动化装置根据预设定的对时频率进行对时。
在其中一个实施例中，所述的变电站时间同步和采样同步的系统，所述同步以太网络模块为数据分发器，所述数据分发器用于接收所述绝对时间值信号，对所述绝对时间值进行复制并分发到所述同步采样自动化装置。
在其中一个实施例中，所述的变电站时间同步和采样同步的系统，所述绝对时间值包括年、月、日、时、分、秒、毫秒、微秒和纳秒信息。
在其中一个实施例中，所述的变电站时间同步和采样同步的系统，采用以太网络物理层和数据链路层两层协议。
一种变电站时间同步和采样同步的方法，包括步骤：
通过同步服务器以均匀时间间隔向同步以太网络发送绝对时间值信号并将所述均匀时间间隔的绝对时间值信号作为采样同步信号；
通过同步以太网络模块接收接收所述绝对时间值信号，并将所述绝对时间值信号分发到所述同步采样自动化装置；
通过同步采样自动化装置获取所述绝对时间值信号后，根据预设定的采样频率使用所述采样同步信号进行采样，且同步采样自动化装置根据预设定的对时频率进行对时。
在其中一个实施例中，所述的变电站时间同步和采样同步的方法，所述通过同步以太网络模块接收所述绝对时间值信号，并将所述绝对时间值信号分发到所述同步采样自动化装置步骤具体为：
通过数据分发器接收所述绝对时间值信号，对所述绝对时间值进行复制并分发到所述同步采样自动化装置。
在其中一个实施例中，所述的变电站时间同步和采样同步的方法，所述绝对时间值包括年、月、日、时、分、秒、毫秒、微秒和纳秒信息。
在其中一个实施例中，所述的变电站时间同步和采样同步的方法，采用以太网络物理层和数据链路层两层协议进行信号的传递。
上述变电站时间同步和采样同步系统和方法，通过同步服务器以均匀时间间隔向同步以太网络发送绝对时间值信号并将所述均匀时间间隔的绝对时间值信号作为采样同步信号，再由同步以太网络模块接收所述绝对时间值信号，并将所述绝对时间值信号分发到所述同步采样自动化装置，最后通过同步采样自动化装置获取所述绝对时间值信号后，根据预设定的采样频率使用所述采样同步信号进行采样，且同步采样自动化装置根据预设定的对时频率进行对时。所述变电站时间同步和采样同步系统和方法集授时和同步信号于一体，由同步服务器统一控制，可以降低采样时间受自动化装置本身处理能力的差异的影响，从而实现较好的授时和同步效果，同时对于时间同步信号和采样同步信号的接收和发送不需要专门设计编码和译码电路。
附图说明
图1为本发明变电站时间同步和采样同步的系统其中一种实施例的模块结构图；
图2为本发明变电站时间同步和采样同步的方法其中一种实施例的方法流程图。
具体实施方式
如图1所示，一种变电站时间同步和采样同步的系统，包括同步服务器110、同步以太网络模块120和同步采样自动化装置130；
所述同步服务器110用于以均匀时间间隔向所述同步以太网络模块120发送绝对时间值信号并将所述均匀时间间隔的绝对时间值信号作为采样同步信号，所述同步以太网络模块120用于接收所述绝对时间值信号，并将所述绝对时间值信号分发到所述同步采样自动化装置130，所述同步采样自动化装置130用于在获取所述绝对时间值信号后，根据预设定的的频率使用所述采样同步信号进行采样，且同步采样自动化装置130根据预设定的对时频率进行对时。
所述同步服务器110是一种网络服务器，具有较高计算能力，能够提供给多个用户使用，它具有较精确的时间源和较精确的采样计时器，可以按均匀时间间隔向同步以太网络发送绝对时间值，这里的绝对时间在任何时间和任何地点是唯一的。同步服务器110通过GPS装置获得精确的时间后，通过自身精密度较高的时间计数器均匀的向同步以太网络发送绝对时间值。然后服务器把得到的时间作为基准发布到同步以太网络上。所述同步以太网络模块120可以是采用百兆以上以太网络物理层和数据链路层两层协议的所述数据分发器或具有单向数据分发能力的以太网络交换机，所述以太网络模块120利用了现在的以太网物理层和链路层的标准，简化了硬件设计和编解码的工作，且采用单向的分发式的数据传输方法，提高了系统同步的性能同时还提高同步的速度。所述同步采样自动化装置130是系统中需要在精确时间点完成同步采样的计算机或系统，同步采样自动化装置130将获取的绝对时间值不做转换，直接保存到计时区，再由系统标注采样的时间值，也可以直接用于标注采样的时间值，绝对时间值不做转换减少了同步采样自动化装置130的运算环节，有效地避免复杂的运算带来的差错。本实施例通过选择预设定的采样频率获取所述采样同步信号，且同步采样自动化装置选择相应对时频率获取所述绝对时间值来完成不同级别的同步采样和绝对时间值要求，本实施例中可以将预设定的采样频率和预设定的对时频率设定为同一频率，且均可自由设定选择。
上述变电站时间同步和采样同步系统和方法，通过同步服务器以均匀时间间隔向同步以太网络发送绝对时间值信号并将所述均匀时间间隔的绝对时间值信号作为采样同步信号，再由同步以太网络模块接收所述绝对时间值信号，并将所述绝对时间值信号分发到所述同步采样自动化装置，最后通过同步采样自动化装置获取所述绝对时间值信号后，根据预设定的采样频率使用所述采样同步信号进行采样，且同步采样自动化装置根据预设定的对时频率进行对时。所述变电站时间同步和采样同步系统和方法集授时和同步信号于一体，由同步服务器统一控制，可以降低采样时间受自动化装置本身处理能力的差异的影响，从而实现较好的授时和同步效果，同时对于时间同步信号和采样同步信号的接收和发送不需要专门设计编码和译码电路。
在其中一个实施例中，所述的变电站时间同步和采样同步的系统，所述同步以太网络模块为数据分发器，所述数据分发器用于接收所述绝对时间值信号，对所述绝对时间值进行复制并分发到所述同步采样自动化装置。
在本实施例中，所述数据分发器为具有单向数据分发能力的以太网络交换机。采用专用芯片对以太网络模块的信号进行过滤，对于发布的绝对时间值信号单向放行，将所述绝对时间值同时复制到所需的出口网络，以便同步采样自动化装置按照预设定的采样频率获取所述绝对时间值完成时间同步和同步采样，这样能够有效避免信息排队等候导致时间延迟，可以提高时间同步和采样同步的性能。相比于通常的数据双向传输的网络数据分发机，仅保留服务器向需要的同步采样自动化装置进行数据传输，且采用同时分发，使得同步效果会更好。
在其中一个实施例中，所述的变电站时间同步和采样同步的系统，所述绝对时间值包括年、月、日、时、分、秒、毫秒、微秒和纳秒信息。在本实施例中所述绝对时间值的信息可以根据具体的要求自由设定，可以采用BCD码、长整型、结构体等编码方式以广播方式或组播方式发布到同步以太网络上。本实施例中确定所述绝对时间值包括年、月、日、时、分、秒、毫秒、微秒和纳秒信息为最优实施例。
在其中一个实施例中，所述的变电站时间同步和采样同步的系统，采用以太网络物理层和数据链路层两层协议。
如图2所示，一种变电站时间同步和采样同步的方法，包括步骤：
步骤S210，通过同步服务器以均匀时间间隔向同步以太网络发送绝对时间值信号并将所述均匀时间间隔的绝对时间值信号作为采样同步信号；
步骤S220，通过同步以太网络模块接收所述绝对时间值信号，并将所述绝对时间值信号分发到所述同步采样自动化装置；
步骤S230，通过同步采样自动化装置获取所述绝对时间值信号后，根据预设定的的频率使用所述采样同步信号进行采样，且同步采样自动化装置根据预设定的对时频率进行对时。
在其中一个实施例中，所述的变电站时间同步和采样同步的方法，所述通过同步以太网络模块接收所述绝对时间值信号，并将所述绝对时间值信号分发到所述同步采样自动化装置步骤具体为：
通过数据分发器接收所述绝对时间值信号，对所述绝对时间值进行复制并分发到所述同步采样自动化装置。
在其中一个实施例中，所述的变电站时间同步和采样同步的方法，所述绝对时间值包括年、月、日、时、分、秒、毫秒、微秒和纳秒信息。
在其中一个实施例中，所述的变电站时间同步和采样同步的方法，所述同步以太网络采用以太网络物理层和数据链路层两层协议进行信号的传递。
因为本发明中所述的变电站时间同步和采样同步的方法是在所述的变电站时间同步和采样同步的系统的基础上得来，故不对所述的变电站时间同步和采样同步的方法部分的有益效果做阐述。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种变电站时间同步和采样同步的系统，其特征在于，包括同步服务器、同步以太网络模块和同步采样自动化装置；
所述同步服务器用于以均匀时间间隔向所述同步以太网络模块发送绝对时间值信号并将所述均匀时间间隔的绝对时间值信号作为采样同步信号，所述同步以太网络模块用于接收所述绝对时间值信号，并将所述绝对时间值信号发送到所述同步采样自动化装置，所述同步采样自动化装置用于在获取所述绝对时间值信号后，根据预设定的采样频率使用所述采样同步信号进行采样，且同步采样自动化装置根据预设定的对时频率进行对时。
2.根据权利要求1所述的变电站时间同步和采样同步的系统，其特征在于，所述同步以太网络模块为数据分发器，所述数据分发器用于接收所述绝对时间值信号，对所述绝对时间值进行复制并分发到所述同步采样自动化装置。
3.根据权利要求1或2所述的变电站时间同步和采样同步的系统，其特征在于，所述绝对时间值包括年、月、日、时、分、秒、毫秒、微秒和纳秒信息。
4.根据权利要求1或2所述的变电站时间同步和采样同步的系统，其特征在于，采用以太网络物理层和数据链路层两层协议。
5.一种变电站时间同步和采样同步的方法，其特征在于，包括步骤：
通过同步服务器以均匀时间间隔向同步以太网络发送绝对时间值信号并将所述均匀时间间隔的绝对时间值信号作为采样同步信号；
通过同步以太网络模块接收所述绝对时间值信号，并将所述绝对时间值信号分发到所述同步采样自动化装置；
通过同步采样自动化装置获取所述绝对时间值信号后，根据预设定的采样频率使用所述采样同步信号进行采样，且同步采样自动化装置根据预设定的对时频率进行对时。
6.根据权利要求5所述的变电站时间同步和采样同步的方法，其特征在于，所述通过同步以太网络模块接收所述绝对时间值信号，并将所述绝对时间值信号分发到所述同步采样自动化装置步骤具体为：
通过数据分发器接收所述绝对时间值信号，对所述绝对时间值进行复制并分发到所述同步采样自动化装置。
7.根据权利要求5或6所述的变电站时间同步和采样同步的方法，其特征在于，所述绝对时间值包括年、月、日、时、分、秒、毫秒、微秒和纳秒信息。
8.根据权利要求5或6所述的变电站时间同步和采样同步的方法，其特征在于，采用以太网络物理层和数据链路层两层协议进行信号的传递。
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