基于DLPTP 时钟同步机制的电力用电信息采集系统对时方法研究.pdf
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1、第 5 l卷第 1 3期 2 0 1 4年7月 1 0日 电测与仪表 El e c t r i c a l M e a s u r e m e n t& I ns t r u me n t a t i o n V0 1 5l NO 1 3 J u 1 1 3, 2 01 4 基于 D L P T P时钟 同步机制 的电力用 电信 息 采集 系统对 时方法研究 术 徐睛, 纪峰, 鲍进, 穆小星, 田正其, 周超 ( 江苏省 电力公司电力科学研 究院, 南京 2 1 1 1 0 0 ) 摘要: 针对电力用电信息采集系统内主站、 采集终端、 电能表时钟的准确性问题 , 在电力系统传输规约的基础上
2、自定义 D L P T P协议 , 采用 G P S首先对主站时问进行校准 , 然后 以主站为基准, 采用 D L P T P协议对采集终端进 行对时, 最后调整电能表设备的时钟 , 逐步实现系统时钟的同步 , 从而保证了系统 内所有设备时钟 的一致性 , 有 效提升了系统内采集数据的准确性。 关键词: 电力用电信息采集; 时钟同步; D L F F P 协议; 采集终端 中图分类号: T M 9 3 3 文献标识码 : A 文章编号 : 1 0 0 11 3 9 0 ( 2 0 1 4 ) 1 3 0 0 0 9 0 5 Re s e a r c h o n Po we r I nf o r
3、 m a t i o n Co l | e c t i o n S y s t e m Ti m e Ti c k Ba s e d o n DLPTP Ti me Cl o c k S y nc hr 0 ni z a t i 0 n M e c ha ni s m X U Q i n g , j I F e n g , B A O J i n ,MU X i a o x i n g , T I A N Z h e n g q i , Z H O U C h a o ( S t a t e G r i d J i a n g s u E l e c t r i c P o w e r C o
4、 m p a n y R e s e a r c h I n s t i t u t e , N a n j i n g 2 1 0 0 0 0 ,C h i n a ) Abs t r a c t : Ai mi n g a t t h e p r o b l e m o f t h e c l o c k a c c u r a c y i n t h e e l e c t r i c i n f o r ma t i o n a c q ui s i t i o n s y s t e m ma s t e r s t a t i o n, d a t a a c q u i s i
5、t i o n t e r mi n a l a n d t h e e l e c t r i c e n e r g y me t e r c l o c kt h e DL FF P p r o t o c o l h a s b e e n de fin e d b a s e d o n t h e t r a d i t i o n a l t r a n s mi s s i o n p r o t o c o l o f p o we r s y s t e mGP S i s a d o p t e d fir s t l y t o c a l i b r a t e t
6、h e ma s t e r t i me,a n d t h e n DLP TP p r o t o c o l i S t a k e n t o p e r f o r m t i me t i c k f o r t h e a c q u i s i t i o n t e r mi n a l w i t h t h e ma i n s t a t i o n a s r e f e r e n e e F i n a l l y t h e e l e c t r i c e n e r g y m e t e r c l o c k w i l l b e a d j u
7、s t e d t o r e a l i z e t i m e s y n c h r o n i z a t i o n s t e p b y s t e p , S O a s t o g u a r a n t e e t h e t i m e c o n s i s t e n c y 0 f a l l e q ui pme n t s i n s y s t e m c l o c kwhi c h wi l l e f f e c t i v e l y i mp r o v e t h e a c c u r a c y o f d a t a a c q u i s
8、i t i o n s y s t e m Ke y wo r ds: e l e c t r i c i n f o r ma t i o n a c q u i s i t i o n,c l o c k s y n c h r o n i z a t i o n,DLP TP pr o t o c o l ,d a t a a c q u i s i t i o n t e r mi n a l 0 引 言 目 前电力用电信息采集系统 时钟的同步, 多 数使用的方式是主 站对采集终端 对时 , 采集终端 每 天定时对 电能表进 行对时的两级对 时方法 。但是 , 如果主站与采集终端的通信
9、因传输延时, 或者因采 集终端 自身 的故 障, 都会 使电能表 的时钟 出现较 大 的误差。目 前国内针对此电力用电信息采集系统时 钟同步问题的解决方法有 : ( 1 ) 在对 时的过程 中, 加 入信道传输延时的补偿, 即对时前控制台和对时对 象进行一次( 或数次 ) 通信 , 将返 回延时的一半作 为 命令下发的传输延时 , 在下发对时命令时 , 当前时钟 基金项目 : 国家 电网公 司总部科技资助项 目( 国家 电网发展 2 0 1 3 1 7 0号 ) 加上传输延时作为下发命令 中的时钟 , 然而 , 由于信 道存在不稳定性 , 前几次通信 的延 时并不代表 真 正对时命令 的延时
10、, 有可能 出现真正下发 的对时命 令传输延时超过正常延时数倍 的情况 , 另外 , 采集终 端与电能表在接收到对时命令后到返回时有一段处 理延时, 采集终端与 电能表处理延 时也存 在 因 自身 处理任务的繁重程度而具备一定 的不确定性 , 有 可 能会达到数秒级别, 因此, 依然存在一定的出现不可 预知的对时误差 的风险 ; ( 2 ) 采用 P r r P协议或 N T P协 议 J , 其协议 比较完整地定义了时间同步过程 中使 用的结构和算法 , 该协议使 用方便 , 实用性强 , 能 够 相对精确地对系统 内时间进行 同步 , 值得推广 应 用, 但是电力系统因通信信道较复杂, 无
11、法完全实现 P T P协议或者 N T P协议。另外 , 国内一些 主流的对 一 9 一 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 5 1卷第 1 3期 2 0 1 4年7月 1 0日 电测与仪表 El e c t r i c a l M e a s ur e m e nt I n s t r ume n t a t i o n Vo I 5 1 No 1 3 J u 1 1 3。 2 01 4 时技术 j , 系统 建设 成本高 , 软硬件 实施难度大 , 技 术推广的周期十分漫长。 针对上述两种方法的不足, 并且考虑方案在实际应 用中的可行 , 本文对 P T P
12、协议进行了改进, 提出了一 种基于 D L P T P时钟同步机制的对时方法, 解决了信道 延时计算不准确 、 无法实现 P T P协议的问题。 1 D L P T P时钟同步机制 1 1 D L V F P时钟同步原理 如图 1 所示 , 主 、 从 时钟之 问交互同步报文并记 录报文的收发时间 , 通过计算报文往 返的时间差来 计算主 、 从时钟之 间的往返总延时 , 如果网络是对称 的( 即两个方 向的传输延时相同) , 则往 返总延 时的 一 半就是单 向延时 , 这个单 向延时便是主、 从时钟之 间的时钟偏差 , 从时钟按照该偏差来调整本地时间, 就可以实现其与主时钟的同步。 主站
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