基于Linux的電力精確對(duì)時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、電力是一種關(guān)系到國計(jì)民生的基礎(chǔ)性資源。目前我國正在大力建設(shè)智能電網(wǎng)。隨著IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的不斷完善，智能變電站對(duì)同步時(shí)鐘精度和穩(wěn)定性要求越來越高。IEEE1588同步時(shí)鐘作為一種網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步系統(tǒng)，具備諸多優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)智能變電站高精度網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步，為實(shí)現(xiàn)IEC61850高精度對(duì)時(shí)提供了可選擇的技術(shù)解決方案。
　　本文根據(jù)IEEE1588協(xié)議內(nèi)容和國家電網(wǎng)對(duì)于PTP授時(shí)的要求，設(shè)計(jì)了一種適用于電力系統(tǒng)的IEEE1588高精度網(wǎng)絡(luò)

2、時(shí)間同步系統(tǒng)。該時(shí)間同步系統(tǒng)支持IEEE1588V2協(xié)議。設(shè)計(jì)的同步時(shí)鐘具備事件報(bào)文和通用報(bào)文的處理能力，支持基于MAC的組播方式和最佳主時(shí)鐘算法，還同時(shí)具備E2E和P2P兩種授時(shí)模式。該系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，各個(gè)模塊協(xié)同工作，保證了系統(tǒng)工作運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性與可靠性。本文分析了IEEE1588協(xié)議的運(yùn)行原理并且結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出協(xié)議可能存在的誤差來源，并且著重介紹了時(shí)鐘同步系統(tǒng)軟硬件的實(shí)現(xiàn)過程和系統(tǒng)測(cè)試以及分析。
　　該系統(tǒng)在硬件上采

3、用ARM+CPLD的架構(gòu)。系統(tǒng)的主時(shí)鐘采用GPS/北斗衛(wèi)星時(shí)間信號(hào)作為時(shí)鐘參考源，使用溫補(bǔ)晶振作為基準(zhǔn)源，利用CPLD對(duì)時(shí)間信號(hào)進(jìn)行處理，使本地DP83640的IEEE1588硬件時(shí)鐘達(dá)到較高的精度。同時(shí)使用AT91RM9200工業(yè)級(jí)芯片滿足了電力系統(tǒng)復(fù)雜的工作環(huán)境。AT91RM9200處理器接收來自衛(wèi)星接收模塊的時(shí)間信息和命令信息，并且和CPLD相互協(xié)同工作，完成了IEEE1588電力精確對(duì)時(shí)系統(tǒng)的核心處理單元。
　　在系統(tǒng)的軟

4、件實(shí)現(xiàn)上，采用了Linux嵌入式系統(tǒng)。Linux嵌入式系統(tǒng)開源并且網(wǎng)絡(luò)功能強(qiáng)大，為實(shí)現(xiàn)程序提供了很大的便利。本文介紹了嵌入式Linux系統(tǒng)在AT91RM9200處理器上的移植方法和過程。本文的核心是PTP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)過程。在PTP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)上，采用了多線程技術(shù)，保證各個(gè)線程之間協(xié)同工作，并且設(shè)計(jì)了看門狗的監(jiān)控程序保證了系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。在軟件實(shí)現(xiàn)過程中，編寫了PTP的內(nèi)核模塊和各種用戶接口，嚴(yán)格按照模塊化設(shè)計(jì)，保證了程序的可靠性。<