應用IEEE1588協(xié)議的電力系統(tǒng)對時技術.pdf

1、隨著控制技術的發(fā)展、電力系統(tǒng)規(guī)模的擴大以及數(shù)字化變電站的應用，電力系統(tǒng)中IED(Intelligent Electronic Device)開始采用網(wǎng)絡通信方式傳輸信息，不適合采用傳統(tǒng)的對時方法和目前廣泛使用的GPS硬接線對時，為此IEC61850標準引入了簡單網(wǎng)絡時間協(xié)議(SNTP)。但SNTP同步精度較低，要實現(xiàn)IEC61850標準對智能電子設備規(guī)定的T3等級精度(25μs)很困難。
　　 2002年出現(xiàn)的IEEE1588精

2、確時間協(xié)議(Precision Time Protocol，PTP)，具有亞微秒級的同步精度，并且所占用的網(wǎng)絡和硬件資源較少，為人們實現(xiàn)特定場所的網(wǎng)絡時間同步提供了切實可行的途徑。針對電力系統(tǒng)中現(xiàn)有對時方式的缺陷，本文提出了應用IEEE1588精確時間協(xié)議的對時方案，設計出高性能的PTP時鐘同步裝置。
　　 文章系統(tǒng)的分析了IEEE1588協(xié)議的網(wǎng)絡結(jié)構、設備模型、報文類型以及PTP時鐘同步原理，總結(jié)出IEEE1588協(xié)議實現(xiàn)高

3、精度同步的主要因素：硬件打印時間戳、PTP報文傳輸速率的提高以及邊界時鐘和透明時鐘的應用，為實現(xiàn)方案的設計奠定了基礎。
　　 完成了網(wǎng)絡時鐘節(jié)點軟硬件方案的設計與實現(xiàn)，突出了硬件與軟件之間功能分離的特點。其中，硬件設計主要包括：微處理器和PHY芯片的選擇以及底板的制作，并簡單介紹了微處理器MC9S12NE64對以太網(wǎng)的支持以及PHY芯片DP83640對IEEE1588協(xié)議的硬件支持。軟件設計主要包括：首先針對MC9S12NE64

4、處理器，引入了免費的輕量級TCP/IP協(xié)議棧OpenTCP，提出了OpenTCP的裁減目的和裁減方案，完成了網(wǎng)絡協(xié)議棧的“瘦身”；其次介紹了基于DP83640驅(qū)動程序的設計，包括基本通信功能的實現(xiàn)和IEEE1588時鐘的設置與調(diào)整；最后詳細敘述了PTP時鐘報文的結(jié)構，給出了報文收發(fā)程序的流程，完成了主從時鐘各自功能的設計。
　　 測試了所開發(fā)的PTP時鐘同步裝置的性能，包括PTP報文收發(fā)程序的測試、時鐘對時準確度的測試、守時性能