CN107645353A - 一种双时钟系统的智能变电站网络分析装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双时钟系统的智能变电站网络分析装置，该装置的接收报文模块与一个自守时时钟模块相连，自守时时钟为一个模块恒定时钟源，提供自守时时间，不接受任何其他方受时，网络分析装置在接收时间时将两套时间同时标注进报文内，在主处理单元内所有计算依据全部使用自守时时间，本发明引入一个自守时时钟模块，能够提供一个稳定可靠的时钟源，此时间源不受如线路、EMC干扰、GPS信号等因素干扰，基于此时钟源的时间所做的判断是可信可靠的。

Description

一种双时钟系统的智能变电站网络分析装置
技术领域
本发明涉及一种网络分析装置，尤其涉及一种双时钟系统的智能变电站网络分析装置。
背景技术
如图1所示，现有技术的常规网分方案为：接收报文->标注时间(GPS对时时钟模块)+报文分析。目前网分系统主要工作流程如下：从光口接收报文，同时从时钟模块获得即刻时间，标注在报文中，并进一步组织报文向后面主处理单元CPU传递。在主处理单元内完成报文识别分析等实时功能，最后通过网口向在线及主站上送分析结论。
现有技术的缺点是：目前网分系统中对IEC61850-9、及IEC61850-GOOSE的通讯分析中大量应用的时间相关因数(如判断丢报)，即分析在两帧报文的时间与帧序号为丢报的依据，如9-2报文间隔超过10μs可判为抖动，如报文1种未到达可判定为连路断开等。又如在IEC61850-GOOSE中丢报的判断，发送基制错等。
在变电站的实际运行过程中，由于GPS时钟受时装置严重依赖天上的卫星，受天气及环境的影响，其时间的可靠性是得不到保证的。当出现时间跳变、润秒及GPS时钟受时装置故障时，IEC61850-9、及IEC61850-GOOSE应用的IED设备有可能出现重大事故，然而此时我们的网分系统因时间的原因，也将出现无法准确判断的情况出现。此时往往可能出现网分误报警，或闭锁告警等，稍强的厂家可能依据前后报文的序号等特性给予其默认(在序号正确时，只能猜测可能是对的)的传送间隔。然而就算目前最好的方案，也无法准确判断此时该IED装置的报文行为是否正确。如上所述IEC61850规约中有大量通讯的行为判定严重依赖时钟的准确性。当时钟一旦出现问题即无法准确的问题进行定性的识别判断。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双时钟系统的智能变电站网络分析装置，新增一个不参与校时的时钟用作网分各种报文的分析基准，避免外源对时系统故障时网分的协议分析产生干扰，增强网分系统的健壮性，解决现有技术存在的缺憾。
本发明采用如下技术方案实现：
一种双时钟系统的智能变电站网络分析装置，该装置包括一个用作报文分析处理的主处理单元，所述主处理单元与主站服务模块、在线监视模块、存储模块和接收报文模块相连，所述接收报文模块的作用是标注接收时间，接收报文模块与GPS对时时钟模块相连，其特征在于，接收报文模块还与一个自守时时钟模块相连，所述自守时时钟为一个模块恒定时钟源，提供自守时时间，不接受任何其他方受时，网络分析装置在接收时间时将两套时间同时标注进报文内，在主处理单元内所有计算依据全部使用自守时时间，所述GPS对时时钟模块的作用是对原GPS对时的时间进行显示查讯。
进一步的，所述接收报文模块与和以太网光口相连。
进一步的，所述GPS对时时钟模块接收B码和/或PTP协议时间。
本发明的有益技术效果是：与现有技术不同的是引入一个自守时时钟模块，该模块的主要功能是提供一个不受外部干扰的恒定时钟源，该时钟源不接受任何其他方的受时，本发明在接收时间时将两套时间同时标注进报文内，在后面的主处理单元内所有计算依据全部使用自守时时间，原GPS对时的时间则做为显示查讯等显示用途。本发明能够提供一个稳定可靠的时钟源，此时间源不受如线路、EMC干扰、GPS信号等因素干扰，基于此时钟源的时间所做的判断是可信可靠的。
附图说明
图1是现有技术网分装置的结构示意图。
图2是本发明网分装置的结构示意图。
具体实施方式
通过下面对实施例的描述，将更加有助于公众理解本发明，但不能也不应当将申请人所给出的具体的实施例视为对本发明技术方案的限制，任何对部件或技术特征的定义进行改变和/或对整体结构作形式的而非实质的变换都应视为本发明的技术方案所限定的保护范围。
本发明提出一套基于双时钟的系统，通过新增一个不参与校时的时钟用作网分各种报文的分析基准，以避免外原对时系统故障时网分的协议分析受到干扰，用以增强网分系统健壮性。
本发明的原理框图：接收报文->标注时间(GPS对时时钟模块+自守时时钟模块)+报文分析(见图2)本发明与现有技术的主要不同点是引入一个自守时时钟模块，该模块的主要功能是提供一个不受外部干扰的恒定时钟源，该时钟源不接受任何其他方的受时。新的方案在接收时间时将两套时间同时标注进报文内，在后面的主处理单元内，所有计算依据全部使用自守时时间，原GPS对时的时间则作为显示查讯等显示用途。
由于网分的所有时间判定都是基于相对时间概念(注：即此报文时间相对于上一帧报文的时间差)上，因此本发明能够提供一个稳定可靠的时钟源，此时间源不受如线路、EMC干扰、GPS信号等因素干扰，基于此时钟源的时间所做的判断是可信可靠的。
在现有技术中通讯中断的判定方式为(以通讯中断为例)：当GOOSE的存活时间设定为10秒，如果此时时钟发生跳变30秒，就有可能判断为GOOSE通讯中断。又如GPS时间不间断出现小幅波动(如3微秒)，此时SV的个别抖动可能已接近8微秒，此时再跌加上此3微秒，即会导致抖动误开出报警。在新方案中由于采用了自守时时钟，该时钟每秒误差＜3微秒，在进行通讯中断的判定时，其中断判定>20秒，其误差20*3＝60微秒，小到可以忽略。在SV抖动的判断中，由于标准采样频率为4K，报文的间隔为250微秒，其时钟在两帧报文间的最大误差小于0.7纳秒，因此对于该抖动告警的判断也小到可以忽略。
通过引入本发明将可以有效的解决下列报文事件误判的问题：
项目 原方案 新方案
通讯中断 可能误判 准确可信
超时 可能误判 准确可信
流量统计 可能误判 准确可信
丢报 可能误判 准确可信
错序 可能误判 准确可信
发送基制错 可能误判 准确可信
帧拦动 可能误判 准确可信
当然，本发明还可以有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可以根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种双时钟系统的智能变电站网络分析装置，该装置包括一个用作报文分析处理的主处理单元，所述主处理单元与主站服务模块、在线监视模块、存储模块和接收报文模块相连，所述接收报文模块的作用是标注接收时间，接收报文模块与GPS对时时钟模块相连，其特征在于，接收报文模块还与一个自守时时钟模块相连，所述自守时时钟为一个模块恒定时钟源，提供自守时时间，不接受任何其他方受时，网络分析装置在接收时间时将两套时间同时标注进报文内，在主处理单元内所有计算依据全部使用自守时时间，所述GPS对时时钟模块的作用是对原GPS对时的时间进行显示查讯。
2.根据权利要求1所述的双时钟系统的智能变电站网络分析装置，其特征在于，所述接收报文模块与和以太网光口相连。
3.根据权利要求1所述的双时钟系统的智能变电站网络分析装置，其特征在于，所述GPS对时时钟模块接收B码和/或PTP协议时间。
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