CN105471540A - 一种基于风电变流器的北斗gps时钟同步系统 - Google Patents

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欧阳广伟
张照熙
宋君健
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    • H04J3/00—Time-division multiplex systems
    • H04J3/02—Details
    • H04J3/06—Synchronising arrangements
    • H04J3/0635—Clock or time synchronisation in a network
    • H04J3/0638—Clock or time synchronisation among nodes; Internode synchronisation
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Abstract

本发明公开了一种基于风电变流器的北斗GPS时钟同步系统，包括北斗GPS时钟同步源、局域网服务器、变流器中央管理平台、ETHCAN通信模块、Ethernet通信模块和风电变流器机组；所述局域网服务器与Ethernet通信模块电连接；所述局域网服务器通过Ethernet网络分别与北斗GPS时钟同步源和变流器中央管理平台进行通信；所述ETHCAN通信模块与风电变流器机组通过ETHCAN网络进行通信。本发明的基于风电变流器的北斗GPS时钟同步系统，局域网服务器、能量管理平台、风电场预估平台、变流器中央管理平台和继电保护装置等的主时钟通过通过合适的GPS时钟信号接口，得到TOD(年月日时分秒)时间，然后按各自的时钟同步机制，将系统内的从时钟偏差限定在足够小的范围内，从而达到全厂的时钟同步。

Description

一种基于风电变流器的北斗GPS时钟同步系统
技术领域
本发明涉及一种基于风电变流器的北斗GPS时钟同步系统，属于风力发电技术领域。
背景技术
风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视，风力发电系统是将现代电子技术与计算机技术相结合的一种高新技术，变流器作为核心部件在风力发电系统中发挥着重要的作用，变流器可以优化风力发电系统的运行，实现宽风速范围内的变速恒频发电，改善风机效率和传输链的工作状况，减少发电机损耗，提高运行效率，提升风能利用率，电流器因其优异的控制性能和良好的电网适应能力而被广泛应用，跟着计算机和网络通讯技术的飞速发展，工业4.0网络化的时代已经到来，风电变流器中控制和信息系统之间的数据交换、分析和应用提供了更好的平台、另一方面临各种实时和历史数据时间标签的正确性也提出了更高的要求。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为解决上述问题，本发明提出了一种基于风电变流器的北斗GPS时钟同步系统，无需将风电场接入到公共互联网获得时钟同步，应用于风电场变流器时钟系统同步。
(二)技术方案
本发明的基于风电变流器的北斗GPS时钟同步系统，包括北斗GPS时钟同步源、局域网服务器、变流器中央管理平台、ETHCAN通信模块、Ethernet通信模块和风电变流器机组；所述局域网服务器与Ethernet通信模块电连接；所述局域网服务器通过Ethernet网络分别与北斗GPS时钟同步源和变流器中央管理平台进行通信；所述ETHCAN通信模块与风电变流器机组通过ETHCAN网络进行通信。
进一步地，所述北斗GPS时钟同步源包括GPS接收装置，及与GPS接收装置通过GPS网络进行通信的GPS时钟转换装置。
进一步地，所述风电变流器机组由多个风电变流器组成。
进一步地，所述局域网服务器通过Ethernet网络分别与能量管理平台、继电保护装置和风电场预估平台进行通信。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明的基于风电变流器的北斗GPS时钟同步系统，局域网服务器、能量管理平台、风电场预估平台、变流器中央管理平台和继电保护装置等的主时钟通过通过合适的GPS时钟信号接口，得到尺度的TOD(年月日时分秒)时间，然后按各自的时钟同步机制，将系统内的从时钟偏差限定在足够小的范围内，从而达到全厂的时钟同步。
附图说明
图1是本发明的系统结构框图；
图2是本发明的风电变流器时钟流程图。
附图中的零部件标注为：1-北斗GPS时钟同步源，2-局域网服务器，3-变流器中央管理平台，6-风电变流器机组，7-GPS接收装置，8-GPS时钟转换装置，9-能量管理平台，10-继电保护装置，11-风电场预估平台。
具体实施方式
如图1和图2所示的基于风电变流器的北斗GPS时钟同步系统，包括北斗GPS时钟同步源1、局域网服务器2、变流器中央管理平台3、ETHCAN通信模块(未图示)、Ethernet通信模块(未图示)和风电变流器机组6；所述局域网服务器2与Ethernet通信模块(未图示)电连接；所述局域网服务器2通过Ethernet网络分别与北斗GPS时钟同步源1和变流器中央管理平台3进行通信；所述ETHCAN通信模块(未图示)与风电变流器机组6通过ETHCAN网络进行通信。
其中，所述北斗GPS时钟同步源1包括GPS接收装置7，及与GPS接收装置7通过GPS网络进行通信的GPS时钟转换装置8。
所述风电变流器机组6由多个风电变流器组成。
所述局域网服务器2通过Ethernet网络分别与能量管理平台9、继电保护装置10和风电场预估平台11进行通信。
本发明基于风电变流器的北斗GPS时钟同步系统的使用方法，包括以下步骤：
步骤一：将北斗GPS时钟同步系统安装于到风电变流器中，首先北斗GPS时钟同步源率先通过8颗北斗卫星进行系统定位，计算出北斗GPS时钟同步源所在的三维位置，在得出详细位置后，GPS接收装置只接收到1颗北斗卫星信号就能保证时钟的走时正确性；
步骤二：GPS时钟转换装置将精准时钟数据发送至局域网服务器网络中，局域网服务器为不同模块单元发送统一GPS时钟同步时钟；
步骤三：变流器中央管理平台接收到由局域网服务器发送的统一GPS时钟同步时钟，进行自身时钟同步，并封装至控制变流器程序单元模块中进行远程变流器时钟同步；
步骤四：此时所有风电变流器接收到GPS时钟同步信号，将自身系统时钟进行更新。
本发明基于风电变流器的北斗GPS时钟同步系统的软件运行的步骤为：
步骤一：整个系统初始化，系统定位初始位置(GTM+08:00)北京，GPS接收装置通过系统进行定位，修改坐标参数、大时区参数、时钟基准参数，并进行一次时间同步，系统通过IRIG-b国际通用时间格式码进行同步，当系统出现异常时，整套系统将切换至本地时钟控制，当系统恢复后，将进行二次时钟同步；
步骤二：变流器中央管理平台接收到IRIG-b时钟格式码，将格式码转换成风电变流器可以接收时钟格式码，码源定义：风电机组码+变流器码+年+月+日+分+秒+毫秒，进行风场变流器时钟同步；
步骤三：风电变流器接收到码源后，风电变流器内核首先将对码源进行解码工作，将不属于自身变流器的码源进行丢弃，如果属于自身的码源将按照码源进行解码，并对系统时钟进行更新。
主时钟的时间信号接收单元(GPS接收装置)独立接收GPS卫星发送的时间基准信号，当接收不到外部时间基准信号时，切换到内部守时，保持一定的走时准确度，使主时钟或时间扩展装置输出的时间同步信号仍能保持一定的准确度，当外部时间基准信号接收恢复时，自动切换到正常状态工作，切换时间小于0.5S，切换时时钟输出的时间同步信号不会出错；
主时钟与时间扩展设备之间采用光纤连接，以IRIG-B来传送GPS时间信息，向局域网服务器、变流器中央管理平台、能量管理平台、风电场预估平台提供接口，提供精确网络对时，并通过不同平台将时钟信息下发至不同设备中；
主时钟及时间扩展设备所有时间同步信号输出时，在电气上均相互隔离，输出的时间同步信号可满足秒(1PPS)、分(1PPM)、时(1PPH)、IRIG-B、空接点、DCF77、串口以及NTP网络接口等方式；
主时钟及时间扩展设备具有工作状态指示、告警显示和告警信号输出功能。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (4)

1.一种基于风电变流器的北斗GPS时钟同步系统，其特征在于：包括北斗GPS时钟同步源、局域网服务器、变流器中央管理平台、ETHCAN通信模块、Ethernet通信模块和风电变流器机组；所述局域网服务器与Ethernet通信模块电连接；所述局域网服务器通过Ethernet网络分别与北斗GPS时钟同步源和变流器中央管理平台进行通信；所述ETHCAN通信模块与风电变流器机组通过ETHCAN网络进行通信。
2.根据权利要求1所述的基于风电变流器的北斗GPS时钟同步系统，其特征在于：所述北斗GPS时钟同步源包括GPS接收装置，及与GPS接收装置通过GPS网络进行通信的GPS时钟转换装置。
3.根据权利要求1所述的基于风电变流器的北斗GPS时钟同步系统，其特征在于：所述风电变流器机组由多个风电变流器组成。
4.根据权利要求1所述的基于风电变流器的北斗GPS时钟同步系统，其特征在于：所述局域网服务器通过Ethernet网络分别与能量管理平台、继电保护装置和风电场预估平台进行通信。
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