专利名称：基于goose机制的ied网络化时钟同步精度的测试方法
技术领域：
本发明属于电力工程的继电保护自动化技术领域，具体涉及一种基于GOOSE机制的IED网络化时钟同步精度的测试方法。
背景技术：
当前智能化变电站系统以及智能设备存在多种时钟同步方式，例如IEEE1588、 SNTP等。由于同步原理的差别，实现方式也存在差异，因此在时钟同步精度的测试过程中存在诸多的不便。而在智能化变电站的推进过程中，IEC61850标准已被广泛接受，智能设备大多能提供GOOSE收发功能。GOOSE是IEC61850标准为解决变电站快速通信需求，尤其是继电保护跳间信息传输，而提出的一种快速报文机制。GOOSE报文经表示层后直接映射到链路层和物理层，能采用具有优先级和VLAN标志的交换以太网技术，保证了报文传输的实时性。这一点为实现时钟同步的精确测试提供了技术先决条件。本发明采用一种基于GOOSE机制的IED网络化时钟同步精度的测试方法，在相当大程度上改变目前IED时钟同步精度的测量问题，采用GOOSE机制，利用已有的时钟测试装置，在借助GOOSE信号源的帮助下，利用传输补偿机制，即可以实现对IED同步时钟的精度测试。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于GOOSE机制的IED网络化时钟同步精度的测试方法，以解决因IED同步原理不同而造成的测试方法差异的问题。为实现上述目的，本发明的基于GOOSE机制的IED网络化时钟同步精度的测试方法步骤如下
(1)从GOOSE源引出两条等长同性的短距光纤分别与时钟测试仪和被测IED相连，且时钟测试仪作为主钟，被测IED作为从钟，并使得被测IED与时钟测试仪时钟同步；
(2)GOOSE源向时钟测试仪和被测IED同时发送带有发送时间标签Tl的GOOSE报文；
(3)被测IED与时钟测试仪接收到GOOSE报文，并分别获取被测IED接收时间标签T2 与时钟测试仪接收时间标签T3 ；
(4)被测IED将带有发送时间标签Tl与被测IED接收时间标签T2的GOOSE报文上送至时钟测试仪，则被测IED接收时间标签T2与时钟测试仪接收时间标签T3的差值为被测 IED时钟同步误差值。进一步的，所述GOOSE报文传输直接通过映射到链路层实现，采用软件方式快速获取此刻设备系统时标而记录到GOOSE报文中。进一步的，采用通信光纤为短距等长同性光纤，相同GOOSE报文在两者中的传输延时基本相等，二者相减即可把传输延时抵消掉，此种方式称为补偿方式
本发明的基于GOOSE机制的IED网络化时钟同步精度的测试方法，对GOOSE源的时钟精度并无要求，只需同时触发GOOSE报文，并打上发送时标。在传送过程中，采取等长同性的短距光纤，达到传输延时的补偿机制，抵消二者的传输延时。在GOOSE接收时，利用硬件获取时间标签，抵消标签获取的时间误差。本方法中各功能独立，可以根据需求，实现SNTP 等多种同步方式的时钟同步精度测试。且在精度测试时，不会对IED时钟同步过程造成负面影响，借助GOOSE机制精确实现IED时钟同步的精度测试，能直接应用于以IEC61850标准为基础建立起来的智能变电站时钟同步精度的测试中去。
图1是实施例中测试系统示意图2是实施例中时钟同步精度的测试原理图。
具体实施例方式下面结合附图对本专利申请的基于GOOSE机制的IED网络化时钟同步精度的测试方法进行详细说明。图1为测试系统示意图，该测试系统由时钟测试仪、GOOSE源、被测IED组成，时钟测试仪时钟精确，可作为测试的标准时钟。GOOSE源作为一独立设备，能在同一时刻发送相同2路GOOSE报文，并把发送时刻记录在GOOSE报文中。如图1所示，从GOOSE源引出两条等长同性的短距光纤，该两条等长同性的短距光纤分别与时钟测试仪和被测IED相连，时钟测试仪与被测IED实现时钟同步，此时时钟测试仪作为系统的主钟，被测设备作为测试系统的从钟，在经过合适的时间后，认为此时被测设备已实现与主钟同步。随后，GOOSE源向时钟测试仪和被测设备同时发送带有发送时间标签Tl的GOOSE 报文，当被测IED与时钟测试仪接收到GOOSE报文后，并分别获取被测IED接收时间标签T2 与时钟测试仪接收时间标签T3。随后被测IED将带有时间标签Tl与T2的报文上送至时钟测试仪。本测试方法中，时间测试仪作为系统的主时钟，默认时钟误差为零。这样可从图2得出同步时钟精度测试的公式如下 ΔΤ1=Τ3-Τ1= Δ Tal+ Δ Tbl
其中Δ Tl为时钟测试仪接收到报文时间与GOOSE源发送报文时间差，AT al测试仪路径传输延时；δτμ测试仪获取时间标签的延时； ΔΤ2=Τ2_Τ1= Δ Ta2+Δ T b2+Δ Tc
其中Δ Τ2为IED设备接收报文时间与GOOSE源发送报文时间差，Δ Ta2被测IED路径传输延时；Δ Tb2被测IED获取时间标签的延时，Δ Tc为被测IED时钟误差。本方法中，GOOSE源至时间测试仪与被测IED之间采用参数一致的光纤，故 ATal=ATa20时钟测试仪与被测IED获去接收GOOSE报文时间标签，采用相同机制实现，故 Δ Tbl= Δ Tb2。那么便可得被测IED时钟同步误差为 ATc =ΔΤ2-ΔΤ1=Τ2_Τ3。采用本同步时钟精度测试方式，对GOOSE源的时钟精度并无要求，只需同时触发GOOSE报文，并打上发送时标。在传送过程中，采取等长同性的短距光纤，相同GOOSE报文在两者中的传输延时基本相等，二者相减即可把传输延时抵消掉，此种方式可称为补偿方式， 能抵消二者的传输延时，最大程度的减弱传输延时对时钟精度测试的影响。这样即可实现目前智能IED基于Goose机制的网络化时钟同步精度的测试。本方法中所有的GOOSE报文均实现快速时间标签获取，GOOSE报文传输直接通过映射到链路层实现，可以采用软件方式快速获取此刻设备系统时标而记录到GOOSE报文中。 以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种基于GOOSE机制的IED网络化时钟同步精度的测试方法，其特征在于，该方法的步骤如下(1)从GOOSE源引出两条等长同性的短距光纤分别与时钟测试仪和被测IED相连，且时钟测试仪作为主钟，被测IED作为从钟，并使得被测IED与时钟测试仪时钟同步；(2)GOOSE源向时钟测试仪和被测IED同时发送带有发送时间标签Tl的GOOSE报文；(3)被测IED与时钟测试仪接收到GOOSE报文，并分别获取被测IED接收时间标签T2 与时钟测试仪接收时间标签T3 ；(4)被测IED将带有发送时间标签Tl与被测IED接收时间标签T2的GOOSE报文上送至时钟测试仪，则被测IED接收时间标签T2与时钟测试仪接收时间标签T3的差值为被测 IED时钟同步误差值。
2.根据权利要求1所述的基于GOOSE机制的IED网络化时钟同步精度的测试方法，其特征在于所述GOOSE报文传输直接通过映射到链路层实现，采用软件方式快速获取此刻设备系统时标而记录到GOOSE报文中。
3.根据权利要求1或2所述的基于GOOSE机制的IED网络化时钟同步精度的测试方法，其特征在于采用通信光纤为短距等长同性光纤，相同GOOSE报文在两者中的传输延时基本相等，二者相减即可把传输延时抵消掉，此种方式称为补偿方式。
全文摘要
本发明涉及基于GOOSE机制的IED网络化时钟同步精度的测试方法，从GOOSE源引出两条等长同性的短距光纤分别与时钟测试仪和被测IED相连，且被测IED与时钟测试仪时钟同步；GOOSE源向时钟测试仪和被测IED同时发送GOOSE报文；被测IED与时钟测试仪接收到报文，并分别获取时间标签T2、T3；被测IED将GOOSE报文上送至时钟测试仪，则时间标签T2与T3的差值为被测IED时钟同步误差值。本方法中各功能独立，可以根据需求，实现IEEE1588、SNTP等多种同步方式的时钟同步精度测试。在精度测试时，不会对IED时钟同步过程造成负面影响，能直接应用于以IEC61850标准为基础建立起来的智能变电站时钟同步精度的测试中去。
文档编号H04L7/00GK102315928SQ20111025160
公开日2012年1月11日 申请日期2011年8月30日 优先权日2011年8月30日
发明者史宏光, 崔全胜, 李俊刚, 杨颖安, 梁晓兵, 狄军锋, 禤文健, 陈炯聪, 魏勇, 黄曙 申请人:广东电网公司电力科学研究院, 许昌许继软件技术有限公司, 许继电气股份有限公司