一种双主板结构智能变电站仿真调测系统的时间同步方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种时间同步方法，具体地说是一种双主板结构智能变电站仿真调测系统的时间同步方法，属于电力系统自动化技术领域。
【背景技术】
[0002]近年来国家电网公司正在全面建设坚强的智能电网，即建设以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网，并实现电网的信息化、数字化、自动化、互动化。网络智能节点的正常工作和作用的发挥，离不开统一的全网时间基准。随着智能变电站一次设备，二次设备等的全面智能的使用，对时间的精度和稳定提出了更苛刻的要求。
[0003]随着智能变电站的发展，站内设备的集成度也越来越高，一些在数字化变电站中的一二次设备整合在了一起，发展成了智能一次设备；也有一些设备供应商将功能单一且相关的二次设备整合在了一起，以双主板双系统甚至多主板多系统的形式存在；为了站内工作人员的方便，一些站内常用的工具也得到了功能的整合，例如智能变电站的仿真平台与智能变电站调测系统。智能变电站的时间同步技术已日趋成熟，站内各智能设备也可获取较为准确的时钟源，但对于双主板、双系统的设备，如何实现采用两个主板或两套系统的一台设备的时间同步，成为当下亟待解决的问题。
【发明内容】
[0004]为克服上述现有技术存在的不足，本发明提供了一种双主板结构智能变电站仿真调测系统的时间同步方法，其能够实现智能变电站一台设备的两个主板或两套系统的时间同步，并且获取的时钟源准确性高。
[0005]本发明解决其技术问题所采取的技术方案是:一种双主板结构智能变电站仿真调测系统的时间同步方法，其特征是，包括以下步骤:
[0006]选择时钟同步源:确定时钟同步参考源，并从时钟同步参考源中选择时钟同步源；
[0007]产生时间同步消息:获取时间同步源信息并产生时间同步消息；
[0008]进行时间同步:将时间同步消息分发给各个单元进行时间同步。
[0009]优选地，所述选择时钟同步源的具体过程为:时钟同步参考源来自与GPS时间同步器产生的时钟同步参考源，以各路时钟同步参考源发出的指示信息为基础，同时以硬件的性能统计数据进行辅助，最终选择最优的那路时钟同步参考源为时钟同步源。
[0010]优选地，所述产生时间同步消息过程包括以下步骤:利用恒温晶体振荡器(0CX0，Oven Controlled Crystal Oscillator)跟随选定时钟同步源输出的参考PP1S信号；以参考PP1S信号上升沿为基准，采用61.44MHz时钟进行计数，并测量61.44MHz时钟产生本地PP1S信号与参考PP1S信号上升沿的相位计数差；通过滑窗算法进行滤波使本地的PP1S信号与参考PP1S信号实现相位的动态锁定；产生由供系统内的各个单元统一使用的时钟和同步组成的时间同步消息。
[0011]优选地，所述进行时间同步过程包括以下步骤:将各个单元与系统MCU之间采用星型结构连接，每个单元均设计一组同步码流和同步时钟且同时连接系统的主备MCU，主备MCU输出的同步码流和同步时钟在系统背板上进行线与逻辑处理确定主输出MCU，只有主输出MCU才能输出同步码流和同步时钟，另一个MCU禁止输出；主输出MCU将合成后的时钟和同步产生同步码流与系统时钟一起分发给系统内的各个单元，系统内的各个单元进行时间同步。
[0012]优选地，主备MCU采用竞争的方式进行线与逻辑处理确定出主输出MCU。
[0013]进一步地，该双主板时间同步方法还包括时钟同步源的时延补偿过程，用以对时钟同步参考源的线路延时进行补偿。
[0014]优选地，所述时钟同步参考源包括GPS时间同步器产生的IRIG-B码源；所述时钟同步源的时延补偿过程包括对GPS天馈的时延补偿过程，所述对GPS天馈的时延补偿过程通过配置接收机来实现，具体补偿值根据天馈长度现场计算得出或者设定为默认出厂值180nso
[0015]优选地，所述时钟同步参考源包括IEEE 1588V2带内时钟源；所述时钟同步源的时延补偿过程包括IEE 1588V2带内同步方式下的线路时延补偿过程；对IEE 1588V2带内同步方式下的线路时延补偿采用1588调整算法来补偿。
[0016]优选地，所述时钟同步源的时延补偿过程包括外接同步接口的时延补偿过程，对外接同步接口的时延补偿的补偿值根据现场同步电缆长度来确定，设定补偿值后通过配置CPLD来实现时延补偿。
[0017]本发明的有益效果如下:
[0018]本发明首先确定时钟同步参考源，并对时钟同步参考源进行质量评估从中选择时钟同步源，这样不仅可以选择合适的时钟同步参考源，并且保证了获取时钟源的准确性；然后获取时间同步源信息并产生时间同步消息，充分利用时间同步源的长稳特性和0CX0的短稳特性，产生系统可用的高稳时钟和同步，供设备系统内的各单元统一使用；最后将时间同步消息分发给各个单元进行时间同步。本发明实现了对采用两个主板结构智能变电站仿真与调测系统的时间同步，解决了现有双主板双系统设备存在的时间同步问题。
[0019]为了获得更准确的时间同步源信息，本发明还对时钟同步参考源的线路延时进行了补偿，确保了时钟同步源输出的参考PP1S信号尽可能绝对同步，避免了因线路延时等原因产生过大的同步偏移，通过更精确的补偿以达到更高的时钟保持精度。
【附图说明】
[0020]下面结合附图对本发明进一步说明:
[0021]图1是变电站仿真与调测系统的结构框图；
[0022]图2是本发明的方法流程图；
[0023]图3是变电站仿真与调测系统同步码流和同步时钟的信号拓扑图；
[0024]图4是MCU与各个单元的TPI接口之间采用星型连接的结构图。
[0025]图5是本发明对时钟同步源进行时延补偿时的方法流程图。
【具体实施方式】
[0026]为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。
[0027]如图1至图4所示，本发明的一种双主板结构智能变电站仿真调测系统的时间同步方法，所述智能变电站仿真调测系统包括被测试/仿真的智能变电站、一次仿真主板和调测主板，智能变电站、一次仿真主板和调测主板两两相互连接。所述方法包括以下步骤:
[0028]选择时钟同步源:时钟同步参考源来自与GPS时间同步器产生的时钟同步参考源，以各路时钟同步参考源发出的指示信息为基础，同时以硬件的性能统计数据进行辅助，最终选择最优的那路时钟同步参考源为时钟同步源。这样不仅可以选择合适的时钟同步参考源，并且保证了获取时钟源的准确性，本发明在具体实施过程中，默认情况下时钟同步参考源采用IRIG-B码源。
[0029]产生时间同步消息:利用恒温晶体振荡器(0CX0，Oven Controlled CrystalOscillator)跟随选定时钟同步源输出的参考PP1S信号；以参考PP1S信号上升沿为基准，采用61.44MHz时钟进行计数，并测量61.44MHz时钟产生本地PP1S信号与参考PP1S信号上升沿的相位计数差；通过滑窗算法进行滤波使本地的PP1S信号与参考PP1S信号实现相位的动态锁定；产生由供系统内的各个单元统一使用的时钟和同步组成的时间同步消息。充分利用了时间同步源的长稳特性和0CX0的短稳特性，产生系统可用的高稳时钟和同步，供设备系统内的各单元统一使用。
[0030]进行时间同步:将各个单元的TPI (Time Processing Interface Unit，时标处理和接口单元)与系统主备MCU之间采用星型结构连接，每个TPI均设计一组同步码流和同步时钟且同时连