低压台区电能表对时的时钟校准方法和装置与流程

本发明涉及电力仪器仪表领域，尤其涉及一种低压台区电能表对时的时钟校准方法和装置。

背景技术：

1、低压台区的用电信息采集系统是一个多层的主从模型，每一层的节点均是下一层设备的时钟基准源。采集主站以gps时钟为基准源，可以确保时钟精准；集中器由采集主站进行对时，以gprs为通信链路，时钟偏差主要来源于gprs通信延时；电能表由集中器进行对时，时钟偏差主要来源于集中器-路由-采集模块-电能表间的通信延时。目前，低压台区中多采用电力载波(power line carrier，plc)通信技术实现集中器对电能表的对时，plc通信网中，并没有采用精确的时间同步技术，而且低压台区分布广泛而分散，造成集中器、电能表之间的时间误差较大，且误差会随着运行时间的增加越来越大，无法保证电力信息数据的实时性和可靠性，从而导致电能表各类事件记录数据的时间戳不准确、电能表冻结时间不统一、远程费控命令操作失败等相关问题，更不符合智能用电峰谷分时计价的发展要求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决背景技术中的至少一个技术问题，提供一种低压台区电能表对时的时钟校准方法和装置。

2、为实现上述目的，本发明提供一种低压台区电能表对时的时钟校准方法，包括：

3、通过用电采集主站对集中器对时，计算用电采集主站对集中器对时的校时误差，将校时误差补偿至集中器时钟；

4、时钟校准装置获取集中器的时间；

5、时钟校准装置向用电采集主站发送请求报文，请求对电能表进行对时；

6、时钟校准装置接收用电采集主站的允许报文后，计算时钟校准装置与电能表之间的第一时钟误差，根据该第一时钟误差进行校时，直至第一时钟误差处于允许误差范围内，完成时钟校准装置对电能表对时的时钟校时。

7、根据本发明的一个方面，所述通过用电采集主站对集中器对时为：

8、用电采集主站以gps时钟为基准源，通过gprs信道向集中器发送对时信号，集中器的gprs模块接收采集主站发送的信号进行对时。

9、根据本发明的一个方面，所述通过用电采集主站对集中器对时，包括：

10、用电采集主站利用主从模式的ntp工作模式对集中器进行对时；

11、在ntp工作模式对时过程中，根据校时误差阈值对信息包进行滤波，选取多组校时误差在校时误差阈值范围内的信息包，剔除畸变数据。

12、根据本发明的一个方面，所述时钟校准装置向用电采集主站发送请求报文，请求对电能表进行对时为：

13、时钟校准装置向用电采集主站发送请求报文，用电采集主站根据请求报文的时间戳判断时钟校准装置与用电采集主站之间的第二时钟误差是否在误差范围内，若是，则允许时钟校准装置对电能表进行对时，若否，用电采集主站重新对集中器进行对时，直至用电采集主站与时钟校准装置之间的第二时钟误差在误差范围内以后，允许时钟校准装置对电能表进行对时。

14、根据本发明的一个方面，所述时钟校准装置接收用电采集主站的允许报文后，计算时钟校准装置与电能表之间的第一时钟误差，当第一时钟误差超过5min时，每日校时5min，持续校时，直到电能表时钟与时钟校准装置时钟误差在5min以内，再采用主动时间补偿方法对对时报文中的时间进行补偿；

15、当第一时钟误差小于等于5min时，直接采用主动时间补偿的方法，对对时报文中的时间进行补偿。

16、根据本发明的一个方面，所述时钟校准装置对电能表的对时包括：

17、时钟校准装置计算通信链路的时间延时，并将计算出的通信最大延时时间计入对时时间内，对通信延时进行主动时间补偿；

18、将时钟校准装置设置为0级中继接收时钟校准装置、1级中继接收时钟校准装置、2级中继接收时钟校准装置、…、n级中继接收时钟校准装置；

19、0级中继接收时钟校准装置接收对时命令后，0级中继接收时钟校准装置等待1级中继接收时钟校准装置、2级中继接收时钟校准装置、…、n级中继接收时钟校准装置接收对时命令，到达等待时间后，0级中继接收时钟校准装置、1级中继接收时钟校准装置、2级中继接收时钟校准装置、…、n级中继接收时钟校准装置同时执行对时命令，对电能表进行对时。

20、根据本发明的一个方面，所述等待时间的算法为：

21、过零点个数与报文长度存在函数关系，即m＝f(l)，t1＝m*10ms；

22、经0级中继接收时钟校准装置接收到命令后，需等待时间为：t＝(n-0)*t1，经1级中继接收时钟校准装置接收到命令后，需等待时间为：t＝(n-1)*t1，经2级中继接收时钟校准装置接收到命令后，需等待时间为：t＝(n-2)*t1，……，经n级中继接收时钟校准装置接收到命令时无等待时间；

23、其中，l为报文长度，n为最大中继数，m为过零点个数，t为等待时间，t1为单级传输时间。

24、根据本发明的一个方面，还包括：

25、时钟校准装置与用电采集主站断联或者掉电复位重启以后，需等待用电采集主站对时钟校准装置对时完成以后重新授权，时钟校准装置再对电能表进行对时。

26、根据本发明的一个方面，还包括：利用计算出的校时误差对用电采集主站对时钟校准装置对时的时间进行补偿。

27、为实现上述目的，本发明还提供一种低压台区电能表对时的时钟校准装置，包括：

28、第一对时校时模块，通过用电采集主站对集中器对时，计算用电采集主站对集中器对时的校时误差，将校时误差补偿至集中器时钟；

29、时间获取模块，时钟校准装置获取集中器的时间；

30、对时请求模块，时钟校准装置向用电采集主站发送请求报文，请求对电能表进行对时；

31、第二对时校时模块，时钟校准装置接收用电采集主站的允许报文后，计算时钟校准装置与电能表之间的第一时钟误差，根据该第一时钟误差进行校时，直至第一时钟误差处于允许误差范围内，完成时钟校准装置对电能表对时的时钟校时。

32、根据本发明的方案，用电采集主站以全球定位系统时钟为基准源，以通用分组无线服务技术为信道，对集中器进行对时，参考网络时间协议，通过校时误差阈值滤波算法结合最小二乘法多次迭代计算，确保集中器的时钟精度。

33、本发明采用网络分层校时原则，保证低压台区用电信息采集系统各层网络的校时精度。用电采集主站和时钟校准装置之间采用改进的ntp对时方案，保证时钟校准装置自身的时钟精度；时钟校准装置和电能表之间基于主动时间补偿方法，通过报文广播对时，确保对低压台区用电信息系统内的所有电能表同时对时，确保系统内的所有设备单元时钟误差在1s以内。

34、本发明提供的方法及装置应用主要集中在低压台区的电能表集抄领域，为用电信息采集系统提供了一种优秀的可实现智能传输的支持智能校时的系统解决方案。

35、本发明提供的对时方法采用分层校时的设计原则，通过ntp结合迭代算法保证时钟校准装置的对时精度，然后利用时钟校准装置将“通信最大延时时间”加入集中器至电能表的对时时间补偿中，可将低压台区中电能表时钟偏差控制在1s以内，确保采集主站可以采集到同一时刻的电能表数据。