基于IEEE1588的微電網(wǎng)精密時(shí)鐘同步技術(shù)研究.pdf

1、隨著傳統(tǒng)一次能源的枯竭，太陽(yáng)能、風(fēng)力等清潔能源的利用成為能源研究的重要研究方向。微電網(wǎng)是發(fā)揮分布式電源的有效方式，具有巨大的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)意義。微電網(wǎng)工程規(guī)模的增大和自動(dòng)化設(shè)備的大量應(yīng)用，使得微電網(wǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也將趨于復(fù)雜。微電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)微電網(wǎng)中的測(cè)量、控制設(shè)備提出了新的要求，特別是時(shí)鐘同步。這些設(shè)備在運(yùn)行時(shí)，設(shè)備之間是獨(dú)立的進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣、監(jiān)測(cè)、記錄各種電能質(zhì)量數(shù)據(jù)（如電壓、電流、頻率、有功），如果沒有一個(gè)統(tǒng)一的時(shí)序和時(shí)鐘標(biāo)準(zhǔn)將難以滿足微

2、電網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采樣、系統(tǒng)穩(wěn)定性判別、線路故障定位、故障錄波、故障分析、事件時(shí)序記錄(SOE)等功能對(duì)時(shí)間一致性的要求。針對(duì)微電網(wǎng)時(shí)鐘同步問題，本文做了以下的主要研究:
　　(1)從微電網(wǎng)工程應(yīng)用中的功能需求出發(fā)，在綜合考慮微電網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)內(nèi)智能設(shè)備的硬件和軟件功能需要，參考傳統(tǒng)電力系統(tǒng)特別是數(shù)字化智能變電站解決時(shí)鐘同步問題采取的幾種時(shí)鐘同步方法后，提出了一種適合微電網(wǎng)系統(tǒng)的基于IEEE1588的精密時(shí)鐘同步方法。
　　

3、(2)結(jié)合微電網(wǎng)采取的分層控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將微電網(wǎng)系統(tǒng)的時(shí)鐘同步系統(tǒng)分成了多個(gè)時(shí)鐘域并給出了微電網(wǎng)PTP系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。對(duì)微電網(wǎng)中存在的智能設(shè)備如智能網(wǎng)關(guān)斷路器和逆變器進(jìn)行了設(shè)備定義，將這些設(shè)備定義為PTP系統(tǒng)的從時(shí)鐘設(shè)備。為滿足微電網(wǎng)系統(tǒng)授時(shí)的精確可靠性，引入了具備北斗衛(wèi)星授時(shí)功能的根主時(shí)鐘設(shè)備。IEEE1588協(xié)議對(duì)智能設(shè)備的硬件和軟件都有要求，微電網(wǎng)中的智能設(shè)備在實(shí)現(xiàn)自身功能的前提下，需要針對(duì)的IEEE1588功能設(shè)計(jì)，包括IEEE

4、1588協(xié)議棧的植入和硬件時(shí)間戳的獲取。
　　(3)為實(shí)驗(yàn)測(cè)量主從時(shí)鐘間的路徑延時(shí)和時(shí)鐘偏移需要，搭建了簡(jiǎn)單的微電網(wǎng)以太網(wǎng)通信驗(yàn)證平臺(tái)，系統(tǒng)包括子微網(wǎng)控制器、根主時(shí)鐘、智能網(wǎng)關(guān)斷路器、逆變器，采用普通的交換機(jī)設(shè)備建立樹型微電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)驗(yàn)證，設(shè)備的不同功能的分開測(cè)試驗(yàn)證的并行工作提高了工程效率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示微電網(wǎng)系統(tǒng)的時(shí)鐘同步精度在10μs以下，滿足IEC61850協(xié)議對(duì)測(cè)量、控制的T3同步精度。對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示的同步精度與理