CN111756466A - 基于台区停电事件抓取的台区感知终端时钟同步方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于台区停电事件抓取的台区感知终端时钟同步方法及系统，首先选择一台台区感知终端作为时钟同步主设备，对其他台区感知终端通过网络授时的方式进行终端对时；然后所有终端具备停电感知上送能力，在感知停电后将停电信息上送上级主站，上级主站通过确认台区所有终端上送的停电事件为同一停电事件后，以时钟同步主设备上送的时标为基准，计算其他台区感知终端的时标偏差量，并将偏差量下发至对应的台区感知终端。最后台区感知终端根据接收的偏差量对自身时钟进行调整。该方法基于各终端测量到的相同实际发生的事件必定为同一时刻为导向，确定各测量源的实际时标误差，对时准确、高效。

Description

基于台区停电事件抓取的台区感知终端时钟同步方法及系统

技术领域

本发明属于配用电技术领域，具体涉及一种基于台区停电事件抓取的台区感知终端时钟同步方法及系统，具体为通过比较同一台区停电事件终端上送事件时标，基于时标偏差量计算与修正的时钟同步方法。

背景技术

目前国网公司用电信息采集系统所采用的相关设备的时钟精度主要依靠设备自身附带的时钟芯片来保证，然后依靠上一级采集设备对其进行校准和监测。国家对用电信息采集系统时钟(包括采集系统的主站、电能表、采集终端检定(测)装置和计量生产调度平台的时钟)管理办法进行了规定。时钟源设置在采集系统主站和计量生产调度平台，选择北斗卫星导航系统、GPS全球卫星定位系统、NTP网络时钟源之一作为标准时钟源，目前各省电力公司基本都选择NTP网络时钟源。时钟授时是通过逐机溯源的方式实现，将采集系统的主站、计量生产调度平台、采集终端及电能表的时钟和上一级时钟源对比后，对超出误差范围的时钟进行校对。这种NTP网络授时的方式无法避免数据传输时的间隔误差，一般台区的误差大于10ms。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种基于台区停电事件抓取的台区感知终端时钟同步方法及系统，解决了现有技术中授时数据的传输间隔误差问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于台区停电事件抓取的台区感知终端时钟同步方法，其特征是，包括以下过程：

选取其中一台台区感知终端作为时钟同步主设备，对其他台区感知终端进行初步对时；

获取各台区感知终端上送的停电事件，停电事件包括时标；

依据上送的停电事件是否是同一次停电事件，从而确定属于同一个台区内的各台区感知终端；

基于同一个台区内的各台区感知终端上送的停电事件，对此台区内的各感知终端进行对时。

进一步的，所述上送的停电事件是否是同一次停电事件的判断过程为：

(1)上送停电事件的台区感知终端在上级主站中备案的资产从属关系指向的台区编号，与计划停电的台区编号一致，且时钟同步主设备的停电事件时标与计划停电开始时刻的误差不超过阈值；

(2)上送停电事件的台区感知终端的在上级主站中备案的资产从属关系指向的台区编号一致，且其中有一台台区感知终端的采集点是所有其他台区感知终端的采集点的上游；

当满足以上任意条件时认为台区感知终端上送的停电事件为同一台区停电事件。

进一步的，所述基于同一个台区内的各台区感知终端上送的停电事件，对此台区内的各感知终端进行对时，包括：

计算各台区感知终端相对于时钟同步主设备的时钟偏差量；

对各台区感知终端依据时钟偏差量进行对时。

进一步的，所述时钟偏差量的计算公式为：

ΔT_i＝T_i-T₀；

其中，ΔT_i为台区感知终端i的时标偏差量，T_i为台区感知终端i上送的停电事件时标，T₀为时钟同步主设备上送的停电事件时标。

进一步的，所述对各台区感知终端依据时钟偏差量进行对时，包括：

依据接受到对应的时标偏差量，对台区感知终端自身的时钟进行调整：

其中，

为台区感知终端i调整前的自身时钟时刻值，

是台区感知终端i调整后的自身时钟时刻值。

相应的，本发明提供了一种基于台区停电事件抓取的台区感知终端时钟同步系统，其特征是，包括初步对时模块、停电事件获取模块、同一台区确定模块和终端对时模块，其中：

初步对时模块，用于选取其中一台台区感知终端作为时钟同步主设备，对其他台区感知终端进行初步对时；

停电事件获取模块，用于获取各台区感知终端上送的停电事件，停电事件包括时标；

同一台区确定模块，用于依据上送的停电事件是否是同一次停电事件，从而确定属于同一个台区内的各台区感知终端；

终端对时模块，用于基于同一个台区内的各台区感知终端上送的停电事件，对此台区内的各感知终端进行对时。

进一步的，同一台区确定模块中，所述上送的停电事件是否是同一次停电事件的判断过程为：

(1)上送停电事件的台区感知终端在上级主站中备案的资产从属关系指向的台区编号，与计划停电的台区编号一致，且时钟同步主设备的停电事件时标与计划停电开始时刻的误差不超过阈值；

(2)上送停电事件的台区感知终端的在上级主站中备案的资产从属关系指向的台区编号一致，且其中有一台台区感知终端的采集点是所有其他台区感知终端的采集点的上游；

当满足以上任意条件时认为台区感知终端上送的停电事件为同一台区停电事件。

进一步的，终端对时模块中，包括：

时钟偏差计算单元，用于计算各台区感知终端相对于时钟同步主设备的时钟偏差量；

终端对时单元，对各台区感知终端依据时钟偏差量进行对时。

进一步的，所述时钟偏差量的计算公式为：

ΔT_i＝T_i-T₀；

其中，ΔT_i为台区感知终端i的时标偏差量，T_i为台区感知终端i上送的停电事件时标，T₀为时钟同步主设备上送的停电事件时标。

进一步的，所述终端对时单元，包括：

依据接受到对应的时标偏差量，对台区感知终端自身的时钟进行调整：

其中，

为台区感知终端i调整前的自身时钟时刻值，

是台区感知终端i调整后的自身时钟时刻值。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明基于各终端测量到的相同实际发生的事件必定为同一时刻为导向，确定各台区感知终端的实际时标误差，对时准确、高效。

附图说明

图1为本发明方法的流程图；

图2为台区感知终端初步对时示意图；

图3为停电事件抓取与匹配示意图；

图4为台区感知终端时钟偏差计算示意图；

图5为基于准确偏差的台区感知终端对时示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

由于故障停电作为台区实际发生的比为同一时刻时间，停电时间主动报送技术可以为时钟同步提供数据和技术支撑。

本发明的创新思路是：首先选择一台台区感知终端作为时钟同步主设备，通过北斗卫星授时的方式进行终端对时，对其他台区感知终端通过网络授时的方式进行终端对时；然后所有终端具备停电感知上送能力，在感知停电后将停电信息上送上级主站，上级主站通过确认台区所有终端上送的停电事件为同一停电事件后，以时钟同步主设备上送的时标为基准，计算其他台区感知终端的时标偏差量，并将偏差量下发至对应的台区感知终端。最后台区感知终端根据接收的偏差量对自身时钟进行调整。本发明基于各终端测量到的相同实际发生的事件必定为同一时刻为导向，确定各测量源的实际时标误差，对时准确、高效。

本发明的一种基于台区停电事件抓取的台区感知终端时钟同步方法，参见图1所示，包括以下步骤：

供电台区内部署有若干个台区感知终端，台区感知终端为供电台区的所有具备数据采集能力的终端，且具备停电感知上送能力。

步骤1：台区感知终端初步对时；

任意选择一台台区感知终端作为时钟同步主设备，通过北斗卫星授时的方式对此台区感知终端进行终端对时，对其他台区感知终端通过网络授时的方式进行终端对时。

为了方便描述，对台区内所有台区感知终端进行编号，将作为时钟同步主设备的台区感知终端编号为0，其他台区感知终端的编号从1开始依次递增。

步骤2：停电事件抓取与匹配；

台区感知终端感知停电后生成停电事件上送上级主站，上送停电事件内容包括停电标签和时标，停电标签为一个标志位，表明该事件为停电事件。

因为本案的基本原理是基于各终端测量到的相同实际发生的停电事件必定为同一时刻为导向，确定各台区感知终端的实际时标误差。因此台区感知终端感知的是同一次停电事件是进行时钟同步的先决条件，而判断在同一个台区是同一次停电的判断逻辑是只要判断上送停电事件的是整个台区感知设备(整台区停电)或者台区内的某些区域内的感知设备(台区小区域停电)。

上级主站通过同一台区上送的停电事件确认终端上送的停电事件是否为台区同一停电事件。具体判断过程为：

(1)所述上送停电事件的台区感知终端在上级主站中备案的资产从属关系指向的台区编号，与计划停电的台区编号一致，且时钟同步主设备的停电事件时标与计划停电开始时刻的误差不超过5分钟(表明与计划停电事件相近)；

(2)所述上送停电事件的台区感知终端的在上级主站中备案的资产从属关系指向的台区编号一致，且其中有一台台区感知终端的采集点(终端在台区线路中位置)是所有其他台区感知终端的采集点的上游(更靠近配电变压器)。此判断条件是整台区或台区小区域停电的判断逻辑，“其中有一台台区感知终端的采集点(终端在台区线路中位置)是所有其他台区感知终端的采集点的上游(更靠近配电变压器)”这个逻辑是为了剔除台区存在多个小区域停电的场景，因为多个小区域时，必然不会有一台设备同时是其他的设备的上游。

当满足以上任意条件时认为台区感知终端上送的停电事件为同一台区停电事件，进而认为对应的台区感知终端为同一个台区内。

选择判定为同一台区的终端进行对时。若此台区内主设备未上送停电事件，则不对时。也就是说只针对同一个台区内的设备进行对时，并且此台区内还包括主设备。

步骤3：台区感知终端时钟偏差计算：

确认上送同一停电事件的台区感知终端根据资产从属划分为同一台区后，根据台区感知终端时标偏差计算方法，计算得到上送停电事件的台区感知终端的时标偏差量，并将偏差量下发至对应的台区感知终端。

所述台区感知终端时标偏差计算方法为：

以时钟同步主设备上送的停电事件时标T₀为基准，通过以下公式计算其他台区感知终端的时标偏差量：ΔT_i＝T_i-T₀。

其中，ΔT_i为台区感知终端i的时标偏差量，T_i为台区感知终端i上送的停电事件时标，i为其他台区感知终端的编号，从1开始。

步骤4：台区感知终端根据接收的时标偏差量进行对时(对自身时钟进行调整)。

除时钟同步主设备以外的其他台区感知终端，接受到对应的时标偏差量，按照以下公式对自身的时钟进行调整：

其中，

为台区感知终端i调整前的自身时钟时刻值，

是台区感知终端i调整后的自身时钟时刻值。

其他台区感知终端接受到调整指令后，直接减去时标偏差量，就可以把误差消除。

实施例

本发明的一种基于台区停电事件抓取的台区感知终端时钟同步方法，参见图1所示，通过以下步骤实现台区感知终端时钟同步：

步骤1：台区感知终端初步对时。

如图2所示，在11个台区感知终端的台区中，选择了编号为0的一台台区感知终端作为时钟同步主设备，该设备采集点是所有感知终端采集点的上游。该设备通过北斗卫星授时的方式进行终端对时，对其他台区感知终端通过上级主站网络授时的方式进行终端对时。

步骤2：停电事件抓取与匹配。

对所有台区感知终端设定的停电事件抓取上报报文内容，包括停电时标和停电标签，终端感知停电后将停电信息上送上级主站，上级主站通过同一台区停电事件判定方法，确认终端上送的停电事件为台区同一停电事件。如图3所示，在整个台区发生停电事件后，每个终端都发送停电事件时标和停电标至上级主站。

当满足以下任意条件时认为是台区感知终端上送的停电事件为同一台区停电事件：

1)所述上送停电事件的台区感知终端在同一计划停电的台区，且时钟同步主设备的停电事件时标与计划停电开始时刻的误差不超过5分钟。

2)所述上送停电事件的台区感知终端的资产从属划分为同一台区，且其中有一台台区感知终端的采集点是所有其他台区感知终端的采集点的上游。所述上游指靠近配电变压器的方向。

步骤3：台区感知终端时标偏差计算。

确认上送同一停电事件的台区感知终端根据资产从属划分为同一台区后，如图4所示，根据台区感知终端时标偏差计算方法，计算得到上送停电事件的台区感知终端的时标偏差量，并将偏差量下发至对应的台区感知终端。

所述台区感知终端时标偏差计算为：

以时钟同步主设备上送的停电事件时标T₀为基准，通过以下公式计算其他台区感知终端的时标偏差量：ΔT_i＝T_i-T₀。

所述T_i为其他台区感知终端上送的停电事件时标，i为其他台区感知终端的编号。

步骤4：基于准确偏差的台区感知终端对时。

台区感知终端根据接收的偏差量对自身时钟进行调整：

除时钟同步主设备以外的其他台区感知终端，接受到对应的时标偏差量，按照以下公式对自身的时钟进行调整：

所述

为台区感知终端i调整前的自身时钟时刻值，

是调整后的自身时钟时刻值。

如图5所示，按照调整公式对1～11号台区感知终端进行时钟调整。

本发明基于各终端测量到的相同实际发生的事件必定为同一时刻为导向，确定各台区感知终端的实际时标误差，对时准确、高效。

实施例

相应的，本发明提供了一种基于台区停电事件抓取的台区感知终端时钟同步系统，包括初步对时模块、停电事件获取模块、同一台区确定模块和终端对时模块，其中：

初步对时模块，用于选取其中一台台区感知终端作为时钟同步主设备，对其他台区感知终端进行初步对时；

停电事件获取模块，用于获取各台区感知终端上送的停电事件，停电事件包括时标；

同一台区确定模块，用于依据上送的停电事件是否是同一次停电事件，从而确定属于同一个台区内的各台区感知终端；

终端对时模块，用于基于同一个台区内的各台区感知终端上送的停电事件，对此台区内的各感知终端进行对时。

进一步的，同一台区确定模块中，所述上送的停电事件是否是同一次停电事件的判断过程为：

(1)上送停电事件的台区感知终端在上级主站中备案的资产从属关系指向的台区编号，与计划停电的台区编号一致，且时钟同步主设备的停电事件时标与计划停电开始时刻的误差不超过阈值；

(2)上送停电事件的台区感知终端的在上级主站中备案的资产从属关系指向的台区编号一致，且其中有一台台区感知终端的采集点是所有其他台区感知终端的采集点的上游；

当满足以上任意条件时认为台区感知终端上送的停电事件为同一台区停电事件。

进一步的，终端对时模块中，包括：

时钟偏差计算单元，用于计算各台区感知终端相对于时钟同步主设备的时钟偏差量；

终端对时单元，对各台区感知终端依据时钟偏差量进行对时。

进一步的，所述时钟偏差量的计算公式为：

ΔT_i＝T_i-T₀；

其中，ΔT_i为台区感知终端i的时标偏差量，T_i为台区感知终端i上送的停电事件时标，T₀为时钟同步主设备上送的停电事件时标。

进一步的，所述终端对时单元，包括：

依据接受到对应的时标偏差量，对台区感知终端自身的时钟进行调整：

其中，

为台区感知终端i调整前的自身时钟时刻值，

是台区感知终端i调整后的自身时钟时刻值。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于台区停电事件抓取的台区感知终端时钟同步方法，其特征是，包括以下过程：

选取其中一台台区感知终端作为时钟同步主设备，对其他台区感知终端进行初步对时；

获取各台区感知终端上送的停电事件，停电事件包括时标；

依据上送的停电事件是否是同一次停电事件，从而确定属于同一个台区内的各台区感知终端；

基于同一个台区内的各台区感知终端上送的停电事件，对此台区内的各感知终端进行对时。

2.根据权利要求1所述的一种基于台区停电事件抓取的台区感知终端时钟同步方法，其特征是，所述上送的停电事件是否是同一次停电事件的判断过程为：

(1)上送停电事件的台区感知终端在上级主站中备案的资产从属关系指向的台区编号，与计划停电的台区编号一致，且时钟同步主设备的停电事件时标与计划停电开始时刻的误差不超过阈值；

(2)上送停电事件的台区感知终端的在上级主站中备案的资产从属关系指向的台区编号一致，且其中有一台台区感知终端的采集点是所有其他台区感知终端的采集点的上游；

当满足以上任意条件时认为台区感知终端上送的停电事件为同一台区停电事件。

3.根据权利要求1所述的一种基于台区停电事件抓取的台区感知终端时钟同步方法，其特征是，所述基于同一个台区内的各台区感知终端上送的停电事件，对此台区内的各感知终端进行对时，包括：

计算各台区感知终端相对于时钟同步主设备的时钟偏差量；

对各台区感知终端依据时钟偏差量进行对时。

4.根据权利要求3所述的一种基于台区停电事件抓取的台区感知终端时钟同步方法，其特征是，所述时钟偏差量的计算公式为：

ΔT_i＝T_i-T₀；

其中，ΔT_i为台区感知终端i的时标偏差量，T_i为台区感知终端i上送的停电事件时标，T₀为时钟同步主设备上送的停电事件时标。

5.根据权利要求4所述的一种基于台区停电事件抓取的台区感知终端时钟同步方法，其特征是，所述对各台区感知终端依据时钟偏差量进行对时，包括：

依据接受到对应的时标偏差量，对台区感知终端自身的时钟进行调整：T_i ¹＝T_i ⁰-ΔT_i；

其中，T_i ⁰为台区感知终端i调整前的自身时钟时刻值，T_i ¹是台区感知终端i调整后的自身时钟时刻值。

6.一种基于台区停电事件抓取的台区感知终端时钟同步系统，其特征是，包括初步对时模块、停电事件获取模块、同一台区确定模块和终端对时模块，其中：

初步对时模块，用于选取其中一台台区感知终端作为时钟同步主设备，对其他台区感知终端进行初步对时；

停电事件获取模块，用于获取各台区感知终端上送的停电事件，停电事件包括时标；

同一台区确定模块，用于依据上送的停电事件是否是同一次停电事件，从而确定属于同一个台区内的各台区感知终端；

终端对时模块，用于基于同一个台区内的各台区感知终端上送的停电事件，对此台区内的各感知终端进行对时。

7.根据权利要求6所述的一种基于台区停电事件抓取的台区感知终端时钟同步系统，其特征是，同一台区确定模块中，所述上送的停电事件是否是同一次停电事件的判断过程为：

(1)上送停电事件的台区感知终端在上级主站中备案的资产从属关系指向的台区编号，与计划停电的台区编号一致，且时钟同步主设备的停电事件时标与计划停电开始时刻的误差不超过阈值；

(2)上送停电事件的台区感知终端的在上级主站中备案的资产从属关系指向的台区编号一致，且其中有一台台区感知终端的采集点是所有其他台区感知终端的采集点的上游；

当满足以上任意条件时认为台区感知终端上送的停电事件为同一台区停电事件。

8.根据权利要求6所述的一种基于台区停电事件抓取的台区感知终端时钟同步系统，其特征是，终端对时模块中，包括：

时钟偏差计算单元，用于计算各台区感知终端相对于时钟同步主设备的时钟偏差量；

终端对时单元，对各台区感知终端依据时钟偏差量进行对时。

9.根据权利要求8所述的一种基于台区停电事件抓取的台区感知终端时钟同步系统，其特征是，所述时钟偏差量的计算公式为：

ΔT_i＝T_i-T₀；

其中，ΔT_i为台区感知终端i的时标偏差量，T_i为台区感知终端i上送的停电事件时标，T₀为时钟同步主设备上送的停电事件时标。

10.根据权利要求9所述的一种基于台区停电事件抓取的台区感知终端时钟同步系统，其特征是，所述终端对时单元，包括：

依据接受到对应的时标偏差量，对台区感知终端自身的时钟进行调整：T_i ¹＝T_i ⁰-ΔT_i；

其中，T_i ⁰为台区感知终端i调整前的自身时钟时刻值，T_i ¹是台区感知终端i调整后的自身时钟时刻值。

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