系统采用支持IEEE 1588的以太网交换机,传输路径的延迟可被从钟精确补偿。稳定跟踪后,从钟与主钟时间误差在100ns以内,为便于分析探讨,可将该误差忽略不计,从钟时间可视作与主钟时间完全同步。
将一个全局独立的同步脉冲(同步采样脉冲)设于保护测控装置内,每个同步脉冲到来时,可得到该脉冲时刻每个从钟的精确时间值。由于合并单元的主钟时间与从钟时间实现同步,且合并单元主钟的秒内时刻由采样值包的采样序号表示,因此采样值序号与从钟时间存在着互相对应的关系,保护测控装置内的同步脉冲时刻对应的采样序号可设为:
n=Ts1vN(1)
式中,Ts1v为同步脉冲时刻从钟的秒内时间(S), 0≤TS1v ≤1;N为采样速率,每秒内采样序号从。到(N-1)变化。合并单元同步脉冲时刻对应的采样序号n为非整数时,表示n取整采样序号时刻到下个采样序号中间的某时刻,可通过这两个时刻的采样值插值得到对应于n的采样值。
由于系统传输的延迟,可能导致采样序号对应的数据包在同步脉冲时刻未被传输至测控装置。为实现数据内插,以及丢包时也能正确的插值,必须回溯一个固定的时间TB,同时根据采样值插值方式、丢包的允许次数及传输最大延迟来确定TB的时间长度。TB设置可由配置工具完成,可按照当前IEC 61850-9-2传输规约中80点/周波的标准进行,最大延迟通常考虑为1ms延迟时间((4个包间隔),允许丢包次数为1次,根据线性插值方式,设置的TB约为5个包间隔。由此可得插值采样值的实际序号为:
n=(TS1V-TB)N(2)
采样值的插值可采用样条、拉格朗日、线性插值的方式,具体由插值精度决定。如图4所示,线性插值为:
Sn=Sintn+[n-int(n ) ] [ Sintn-Sintn ] (3)
式中,int(n)为取整后的插值采样值序号;Sintn为对应于int(n)采样序号的采样值原始值。
每个保护测控装置内的从钟对应的合并单元采样数据的处理都可通过上述方式进行,即可得出不同合并单元同步脉冲时刻之间同步后的采样值。
由以上分析可知,分布式同步采样值组网技术不需要全局同步,只需合并单元与单个从钟之间进行同步。当单个合并单元故障时,只有使用这个合并单元的设备才会受到影响,而不会对整个系统功能造成影响。
3 结束语
智能变电站分布式同步采样值组网技术解决了采样值同步传输环节对外部全局同步系统的依赖问题,使得采样值同步传输的稳定性、安全性和可靠性得到大幅提升。在智能变电站的建设过程中应加大对分布式同步采样值组网技术的研发力度并积极推广,以促进智能电网事业的发展。
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