基于e1链路的远程sv数据传输和延时补偿方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种基于El链路的远程SV数据传输和延时补偿方法，属于智能电网 通信技术领域。
【背景技术】
[0002] 近年来，我国以特高压电网为骨干网架的各级电网在迅速协调发展，以信息化、自 动化、互动化为特征的智能电网正在逐步形成。而作为智能电网核心组成部分的智能变电 站技术也逐渐成熟，智能变电站的主要优势表现为采用了 IEC61850-9-2协议标准，规范了 变电站内智能电子设备（以下简称IH)设备）之间通过以太网进行信息交互和信息共享的 方式，但IEC61850-9-2协议主要针对变电站内通信，对信息如何实现广域共享没有提及。
[0003] 电力系统是一个广域、动态系统，其本身的形态特征决定了电力系统相关监视、控 制、保护和分析技术具有广域、全局的特征，现有安全稳定控制系统通常基于特定的安全稳 定问题，在电网网架结构和运行方式变化时适应性差，无法满足智能电网"自愈"要求。因 此，迫切需要利用广域测量、高速采集和通信技术成果，系统性、全局性地解决电网安全防 御与控制问题，提升电网控制系统的自适应性和协调性，实现基于高速、同步、多态数据融 合的电网广域保护与控制。
[0004] 目前，区域电网内的变电站间数据交互主要采用专用信道和复用信道两种方式， 其中使用专用信道实现信息广域化虽然简单，但很多时候没有合适链路，且传送距离不能 太远，而借用SDH网络实现多业务共享，不仅可以传输保护信息，还可传输调度电话、远动、 以太网等其他业务，因此备受电力系统青睐，但目前的IH)设备和数字复用设备之间的光 纤通道（El通道）在接口特性、码型、码速和帧结构等很不规范，表现如下，
[0005] (I)IED设备和数字复用设备间接口不规范，使用El通道的不同厂家的保护设备 之间互联互通困难；
[0006] (2)传输通道带宽低或带宽利用率低，虽然在El通道侧带宽为2Mbit/S，但连接El 设备到IH)设备时多采用1B4B编码或曼切斯特编码，导致实际净数据带宽下降，传输信息 量下降和传送间隔变慢，保护信号传输的快速性下降；
[0007] (3)现有El转接设备不能提供满足IEC61850-9-2格式采样值数据的传输接口， 无法直接传送采样率为4000SPS的SV数据，且远传链路延迟必须由IED设备测量完成，IED 设备需对两端时间做同步控制，更增加实现的复杂性。
[0008] 如果能够实现IED设备使用El接口远距离透明传输满足IEC61850-9-2协议标准 的采样值数据，可提高采样点数，为采用更精确的算法提供有利条件，也简化和规范了 IED 设备，是当前需要解决的问题。
【发明内容】
[0009] 本发明的目的是为了解决IED设备使用El接口远距离透明传输IEC61850 - 9 - 2 协议的采样值数据的问题。本发明所述基于El链路的远程SV(采样值Sampled Value，以 下简称SV)数据传输和延时补偿方法，以太网侧采用IEC61850 -9 -2标准定义的SV报文的 传送规范，通过El端口连接SDH网络，再由E1/SV转换设备实现链路延迟测量并补偿软件 处理延迟，保证SDH网络对IED设备透明，极大地简化IED设备采样值数据的广域化能力， 有效地简化延迟测量和系统测试，延时抖动非常小，具有良好的应用前景。
[0010] 为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
[0011] -种基于El链路的远程SV数据传输和延时补偿方法，其特征在于：包括以下步 骤，
[0012] 步骤（1)，构建El链路到SV数据协议转换的E1/SV转换设备；
[0013] 步骤（2)，通过E1/SV转换设备、IED设备构建基于SDH网络的SV数据透传逻辑信 道，位于近端的IH)设备通过IEC61850-9-2协议输入或输出SV数据，并通过以太网连接到 E1/SV转换设备，E1/SV转换设备经过El光端机链接到SDH网络，位于远端的IED设备通过 另一台E1/SV转换设备、另一台El光端机链接到SDH网络，构成基于SDH网络的SV数据透 传逻辑信道；
[0014] 步骤（3)，将E1/SV转换设备内的El控制器选择为PCM31成帧模式，同时把以太网 控制器、El控制器的数据通道划分为LVl和LVO两个逻辑优先级，其中，逻辑信道LVO用来 传送链路延迟测量数据、用户级链路管理数据，逻辑信道LVl用来转发来自IED设备端到端 的实时采样值；
[0015] 步骤（4)，测量在近端的E1/SV转换设备的El数据发送侧到远端的E1/SV转换设 备的El数据接收侧的逻辑链路延迟Tdelay;
[0016] 步骤（5)，测量近端的IED设备到远端的IED设备的全路径延时，并计算对应的延 迟补偿；
[0017] 步骤（6)，远端的IED设备根据延迟测量值推断该采样值的实际采集时间tsextCTn;
[0018] 步骤（7)，远端的IED设备通过读取本地采样值采集时刻ts>al，根据推断出的对 端IED设备的SV报文采集时间tSMtCTn，通过插值实现采样值的二次采样同步。
[0019] 前述的基于El链路的远程SV数据传输和延时补偿方法，其特征在于：步骤（1)所 述El链路到SV数据协议转换的E1/SV转换设备包括El物理层、El控制器、El优先级控 制器、以太网物理层、以太网控制器、以太网优先级控制器、时间戳发生器、时间戳记录器和 MCU子系统，所述El物理层通过El控制器与El优先级控制器相连接，所述El优先级控制 器与MCU子系统相连接，所述以太网物理层通过以太网控制器与以太网优先级控制器相连 接，所述以太网优先级控制器与MCU子系统相连接，所述El物理层还通过时间戳发生器与 时间戳记录器相连接，所述时间戳记录器利用El控制器恢复出的数据时钟作为工作时钟 并分别与El控制器、以太网控制器相连接，所述El控制器用于处理El链路数据，所述以太 网控制器用于处理SV报文数据；
[0020] 所述MCU子系统包括El数据收发控制单元、El链路测距及链路管理单元、以太网 管理业务数据单元、SV数据收发控制单元、SV数据编解码单元和E1/SV数据双向映射单元， 所述El数据收发控制单元、El链路测距及链路管理单元分别与El优先级控制器相连接， 所述以太网管理业务数据单元、SV数据收发控制单元分别与以太网优先级控制器相连接， 所述El数据收发控制单元与El/SV数据双向映射单元相连接，所述El/SV数据双向映射单 元通过SV数据编解码单元与SV数据收发控制单元相连接。
[0021]前述的基于El链路的远程SV数据传输和延时补偿方法，其特征在于：步骤（4)， 逻辑链路延迟T&lay的测量方法，包括以下步骤，
[0022](1)，在近端的E1/SV转换设备内El控制器的发送侧构建延迟测量请求报文，当延 迟测量请求报文被调度发送时，在发送帧同步信号TSYN的上升沿记录发送时间，并更新到 延迟测量请求报文的原始发送时间Tmg，随后传送该延迟测量请求报文；
[0023](2)，在远端的E1/SV转换设备内El控制器的接收侧，当接收帧的同步信号RSYN 到达时，记录当前到达时间T_v，并与数据报文一起存入接收缓冲区；
[0024] (3)，在远端的E1/SV转换设备的识别出延迟测量请求报文后，提取该报文的原始 发送时间Tmg和到达时间T 构建延迟测量响应报文；
[0025](4)，在远端的E1/SV转换设备的延迟测量响应报文在LVO信道空闲时，在发送帧 同步信号TSYN的上升沿记录当前响应报文发送时间Txnilt，并更新到该报文中发送时间字段 随后发出；
[0026] (5)，在近端的E1/SV转换设备内El控制器的发送侧，当El的接收帧同步信号 RSYN上升沿到达时，记录当前到达时间Tamre，并与数据报文一起存入接收缓冲区；
[0027] (6)，在近端的E1/SV转换设备内识别出一个延迟测量响应报文后，提取报文中原 始发送时间Tcfflg、远端达到时间T_v、远端发送时间Txnilt、响应报文到达时间Tamre，并根据 公式（1)，计算近端的E1/SV转换设备的El数据发送侧到远端的E1/SV转换设备的El数据 接收侧的逻辑链路延迟Tdelay,
[0028] Tdelay= [(Tarrive-Torig) - (Txmit-Trecv) ] /2
[0029] (1) 0
[0030]