CN111614165B - 一种配电自动化终端守时方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种配电自动化终端守时方法及系统，本发明通过在RTC芯片秒变化时刻配电终端读取RTC芯片时间并同步到系统时钟，在配电终端的系统时钟秒变化时刻将系统时钟和RTC时钟进行同步，并记录配电终端断电时刻，对断电期间RTC芯片精度造成的时间误差进行调整补偿，从而实现配电自动化终端的守时。本发明不额外增加硬件，采用软件的方式对守时误差进行修正，有效节省成本；且本发明完全满足国家电网公司对于配电自动化终端技术规范的规定要求，并显著提高了配电自动化终端的守时精度。

Description

一种配电自动化终端守时方法及系统
技术领域
本发明涉及配电自动化技术领域，特别是涉及一种配电自动化终端守时方法及系统。
背景技术
随着经济发展和社会进步，配电网规模越来越大，配电自动化终端的投运数量呈爆发式增长。配电自动化终端负责配电网一次设备电流、电压和开关状态等现场信息的采集及监控，配电网是时间相关系统，只有记录下准确的采集时间，现场数据才有分析意义和价值。
配电自动化终端一般采用时钟芯片和外接电池来实现时钟守时。国家电网公司发布的《配电自动化终端技术规范》中规定配电自动化终端必须满足“守时精度每24小时误差应小于2秒”。由于停电故障分析的需要，电力公司客户对配电自动化终端的守时精度提出了24小时守时误差不大于1秒等更高要求。
造成配电终端的守时误差主要有两个因素，第一个因素是配电终端系统时钟和RTC时钟之间的同步方法，目前大多数RTC芯片时间寄存器最高精度为秒寄存器，如果上电后随机去读RTC时钟并同步到系统时钟，理论最大误差为1秒；例如当RTC时钟的实际时间为20秒999毫秒，这时去读取RTC时钟，无法读取到毫秒值，就会造成999毫秒误差；同样配电终端将系统时钟同步到RTC时钟时，如果随机写入RTC时钟芯片，理论造成的最大误差也为1秒；因此配电终端系统时钟和RTC时钟的同步方法尤为重要；第二个因素是RTC时钟芯片的精度，一般RTC时钟芯片常温精度为2ppm，24小时造成的误差约为0.1728秒。
发明内容
本发明的目的是提供一种配电自动化终端守时方法及系统，旨在解决现有技术中系统时钟和RTC时钟同步以及RTC时钟芯片精度造成守时误差的问题，实现以低成本方式提高配电自动化终端的守时精度。
为达到上述技术目的，本发明提供了一种配电自动化终端守时方法，所述方法包括以下操作：
配电终端上电后，定时从RTC时钟芯片获取时间，当获取的RTC时间为秒变化时刻时，将RTC时间写入系统时钟；
获取到标准时钟源校对的时间信息后，写入系统时钟，定时检测系统时间，当检测到系统时钟的秒变化时刻时，将系统时钟的时间写入RTC时钟芯片；
根据24小时RTC精度误差x以及配电终端掉电时刻，计算掉电期间RTC时钟芯片精度造成的守时误差，并将调整后的时间写入系统时钟，对RTC时钟再次调整。
优选地，所述掉电期间RTC时钟芯片精度造成的守时误差的计算公式如下：
Figure BDA0002524417020000021
Δt为掉电期间RTC时钟芯片精度造成的守时误差，x为24小时RTC精度误差，T1为配电终端掉电时刻，T2为秒变化时刻时的RTC时间。
优选地，所述24小时RTC精度误差x的获取采用如下操作：
配电终端和标准时钟源同步，记录配电终端上传的SOE信息时标，与标准时钟源对比；
配电终端断电72小时，再接通供电电源，并记录配电终端上传的SOE信息时标，与标准时钟源对比。
优选地，所述定时为时间间隔为1毫秒。
本发明还提供了一种配电自动化终端守时系统，所述系统包括：
系统时钟写入模块，用于配电终端上电后，定时从RTC时钟芯片获取时间，当获取的RTC时间为秒变化时刻时，将RTC时间写入系统时钟；
RTC时钟写入模块，用于获取到标准时钟源校对的时间信息后，写入系统时钟，定时检测系统时间，当检测到系统时钟的秒变化时刻时，将系统时钟的时间写入RTC时钟芯片；
RTC时钟调整模块，用于根据24小时RTC精度误差x以及配电终端掉电时刻，计算掉电期间RTC时钟芯片精度造成的守时误差，并将调整后的时间写入系统时钟，对RTC时钟再次调整。
优选地，所述掉电期间RTC时钟芯片精度造成的守时误差的计算公式如下：
Figure BDA0002524417020000031
Δt为掉电期间RTC时钟芯片精度造成的守时误差，x为24小时RTC精度误差，T1为配电终端掉电时刻，T2为秒变化时刻时的RTC时间。
优选地，所述定时为时间间隔为1毫秒。
本发明还提供了一种配电自动化终端守时设备，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序，以实现所述的配电自动化终端守时方法。
本发明还提供了一种可读存储介质，用于保存计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的配电自动化终端守时方法。
发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：
与现有技术相比，本发明通过在RTC芯片秒变化时刻配电终端读取RTC芯片时间并同步到系统时钟，在配电终端的系统时钟秒变化时刻将系统时钟和RTC时钟进行同步，并记录配电终端断电时刻，对断电期间RTC芯片精度造成的时间误差进行调整补偿，从而实现配电自动化终端的守时。本发明不额外增加硬件，采用软件的方式对守时误差进行修正，有效节省成本；且本发明完全满足国家电网公司对于配电自动化终端技术规范的规定要求，并显著提高了配电自动化终端的守时精度。
附图说明
图1为本发明实施例中所提供的一种配电自动化终端守时方法流程图；
图2为本发明实施例中所提供的标准时钟源时间同步到RTC时钟逻辑流程图；
图3为本发明实施例中所提供的RTC时间同步到系统时钟逻辑流程图；
图4为本发明实施例中所提供的一种配电自动化终端守时系统框图。
具体实施方式
为了能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
下面结合附图对本发明实施例所提供的一种配电自动化终端守时方法及系统进行详细说明。
如图1所示，本发明实施例公开了一种配电自动化终端守时方法，所述方法包括以下操作：
配电终端上电后，定时从RTC时钟芯片获取时间，当获取的RTC时间为秒变化时刻时，将RTC时间写入系统时钟；
获取到标准时钟源校对的时间信息后，写入系统时钟，定时检测系统时间，当检测到系统时钟的秒变化时刻时，将系统时钟的时间写入RTC时钟芯片；
根据24小时RTC精度误差x以及配电终端掉电时刻，计算掉电期间RTC时钟芯片精度造成的守时误差，并将调整后的时间写入系统时钟，对RTC时钟再次调整。
配电终端上电后，控制处理单元定时从RTC时钟芯片获取时间，每隔1毫秒读取RTC时间，控制处理单元对获取的RTC时间进行判断，当获取RTC时间为秒变化时刻时，控制处理单元将RTC时间写入到系统时钟。
如图2所示，当配电终端获取到标准时钟源校对的时间信息后，控制处理单元先将标准时间写入配电终端的系统时钟，并置RTC时间未同步标志。控制处理单元检测RTC时钟未同步标志是否存在，若存在则每隔1毫秒读取系统时钟，判断系统时钟的秒变化时刻，将系统时钟同步到RTC时钟，并清除RTC时钟未同步标志。
如图3所示，配电终端上电后，控制处理单元置系统时钟为未同步标志，读取24小时RTC精度误差x，读取配电终端断电时间T1，并将该时间写入掉电不丢介质。控制处理单元检测系统时钟未同步标志是否存在，若存在则每隔1毫秒去读取一次RTC时间，即控制处理单元定时从RTC时钟芯片获取时间，定时间隔为1毫秒。控制处理单元根据获取到的RTC时间进行判断，当RTC时间为秒变化时刻时，记录此时RTC时间为T2，并以此计算掉电期间RTC时钟芯片精度造成的守时误差，其计算公式如下：
Figure BDA0002524417020000051
Δt为掉电期间RTC时钟芯片精度造成的守时误差，x为24小时RTC精度误差，T1为配电终端掉电时刻，T2为秒变化时刻时的RTC时间。
控制处理单元将调整后的时间T2+Δt写入系统时钟，并清除系统时钟未同步标志，置RTC时钟未同步标志。
控制处理单元检测RTC时钟未同步标志是否存在，若存在则每隔1毫秒读取系统时钟，判断系统时钟是否为秒变化时刻，将系统时钟同步到RTC时钟，并清除RTC时钟未同步标志。
在进行所述24小时RTC精度误差x的测试时，采用如下操作：
配电终端和标准时钟源同步，记录配电终端上传的SOE信息时标，与标准时钟源对比；
配电终端断电72小时，再接通供电电源，并记录配电终端上传的SOE信息时标，与标准时钟源对比。
测试后的24小时RTC精度误差x写入掉电不丢介质，当配电终端首次上电时并未进行24小时RTC精度误差的测试时，此时24小时RTC精度误差x默认为0。
该过程中由于利用配电自动化终端SOE来进行测试，必然会引入终端SOE的采集造成的时间误差，但配电终端的SOE时间误差在1-2毫秒，相对于秒级的24小时的守时误差，在实际应用中可以忽略SOE采集过程引入的时间误差。在进行系统时间和RTC时间秒变化判断时，采用1毫秒进行一次判断，最大会引入1毫秒的时间误差，相对于秒级的24小时守时误差，在实际应用中同样可以忽略。因此，配电自动化终端的24小时守时误差精度不大于5毫秒，远高于电力公司客户对配电自动化终端的守时精度要求。
本发明实施例通过在RTC芯片秒变化时刻配电终端读取RTC芯片时间并同步到系统时钟，在配电终端的系统时钟秒变化时刻将系统时钟和RTC时钟进行同步，并记录配电终端断电时刻，对断电期间RTC芯片精度造成的时间误差进行调整补偿，从而实现配电自动化终端的守时。本发明不额外增加硬件，采用软件的方式对守时误差进行修正，有效节省成本；且本发明完全满足国家电网公司对于配电自动化终端技术规范的规定要求，并显著提高了配电自动化终端的守时精度。
如图4所示，本发明实施例还公开了一种配电自动化终端守时系统，所述系统包括：
系统时钟写入模块，用于配电终端上电后，定时从RTC时钟芯片获取时间，当获取的RTC时间为秒变化时刻时，将RTC时间写入系统时钟；
RTC时钟写入模块，用于获取到标准时钟源校对的时间信息后，写入系统时钟，定时检测系统时间，当检测到系统时钟的秒变化时刻时，将系统时钟的时间写入RTC时钟芯片；
RTC时钟调整模块，用于根据24小时RTC精度误差x以及配电终端掉电时刻，计算掉电期间RTC时钟芯片精度造成的守时误差，并将调整后的时间写入系统时钟，对RTC时钟再次调整。
配电终端上电后，控制处理单元定时从RTC时钟芯片获取时间，每隔1毫秒读取RTC时间，控制处理单元对获取的RTC时间进行判断，当获取RTC时间为秒变化时刻时，控制处理单元将RTC时间写入到系统时钟。
当配电终端获取到标准时钟源校对的时间信息后，控制处理单元先将标准时间写入配电终端的系统时钟，并置RTC时间未同步标志。控制处理单元检测RTC时钟未同步标志是否存在，若存在则每隔1毫秒读取系统时钟，判断系统时钟的秒变化时刻，将系统时钟同步到RTC时钟，并清除RTC时钟未同步标志。
配电终端上电后，控制处理单元置系统时钟为未同步标志，读取24小时RTC精度误差x，读取配电终端断电时间T1。控制处理单元检测系统时钟未同步标志是否存在，若存在则每隔1毫秒去读取一次RTC时间，即控制处理单元定时从RTC时钟芯片获取时间，定时间隔为1毫秒。控制处理单元根据获取到的RTC时间进行判断，当RTC时间为秒变化时刻时，记录此时RTC时间为T2，并以此计算掉电期间RTC时钟芯片精度造成的守时误差，其计算公式如下：
Figure BDA0002524417020000071
Δt为掉电期间RTC时钟芯片精度造成的守时误差，x为24小时RTC精度误差，T1为配电终端掉电时刻，T2为秒变化时刻时的RTC时间。
控制处理单元将调整后的时间T2+Δt写入系统时钟，并清除系统时钟未同步标志，置RTC时钟未同步标志。
控制处理单元检测RTC时钟未同步标志是否存在，若存在则每隔1毫秒读取系统时钟，判断系统时钟是否为秒变化时刻，将系统时钟同步到RTC时钟，并清除RTC时钟未同步标志。
本发明实施例还公开了一种配电自动化终端守时设备，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序，以实现所述的配电自动化终端守时方法。
本发明实施例还公开了一种可读存储介质，用于保存计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的配电自动化终端守时方法。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种配电自动化终端守时方法，其特征在于，所述方法包括以下操作：
配电终端上电后，定时从RTC时钟芯片获取时间，当获取的RTC时间为秒变化时刻时，将RTC时间写入系统时钟；
获取到标准时钟源校对的时间信息后，写入系统时钟，定时检测系统时间，当检测到系统时钟的秒变化时刻时，将系统时钟的时间写入RTC时钟芯片；
根据24小时RTC精度误差x以及配电终端掉电时刻，计算掉电期间RTC时钟芯片精度造成的守时误差，并将调整后的时间T2+Δt写入系统时钟，对RTC时钟再次调整；
所述掉电期间RTC时钟芯片精度造成的守时误差的计算公式如下：
Figure FDA0003191985600000011
Δt为掉电期间RTC时钟芯片精度造成的守时误差，x为24小时RTC精度误差，T1为配电终端掉电时刻，T2为秒变化时刻时的RTC时间。
2.根据权利要求1所述的一种配电自动化终端守时方法，其特征在于，所述24小时RTC精度误差x的获取采用如下操作：
配电终端和标准时钟源同步，记录配电终端上传的SOE信息时标，与标准时钟源对比；
配电终端断电72小时，再接通供电电源，并记录配电终端上传的SOE信息时标，与标准时钟源对比。
3.根据权利要求1所述的一种配电自动化终端守时方法，其特征在于，所述定时为时间间隔为1毫秒。
4.一种配电自动化终端守时系统，其特征在于，所述系统包括：
系统时钟写入模块，用于配电终端上电后，定时从RTC时钟芯片获取时间，当获取的RTC时间为秒变化时刻时，将RTC时间写入系统时钟；
RTC时钟写入模块，用于获取到标准时钟源校对的时间信息后，写入系统时钟，定时检测系统时间，当检测到系统时钟的秒变化时刻时，将系统时钟的时间写入RTC时钟芯片；
RTC时钟调整模块，用于根据24小时RTC精度误差x以及配电终端掉电时刻，计算掉电期间RTC时钟芯片精度造成的守时误差，并将调整后的时间T2+Δt写入系统时钟，对RTC时钟再次调整；
所述掉电期间RTC时钟芯片精度造成的守时误差的计算公式如下：
Figure FDA0003191985600000021
Δt为掉电期间RTC时钟芯片精度造成的守时误差，x为24小时RTC精度误差，T1为配电终端掉电时刻，T2为秒变化时刻时的RTC时间。
5.根据权利要求4所述的一种配电自动化终端守时系统，其特征在于，所述定时为时间间隔为1毫秒。
6.一种配电自动化终端守时设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序，以实现根据权利要求1-3任意一项所述的配电自动化终端守时方法。
7.一种可读存储介质，其特征在于，用于保存计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现根据权利要求1-3任意一项所述的配电自动化终端守时方法。
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