网络时间协议在电力监控系统时钟同步中的应用 application of network time protocol in clock synchronization in power scada system.pdfVIP

第27卷第159期 电 力 系 统通信 V01．27No．159 200 forElectricPower ·29· 6年1月10日Telecommunications Jan．10。2006 System 网络时间协议在电力监控系统时钟同步中的应用 冉懋海1，陈小川1，徐毅2 (1．西南交通大学电气工程学院，四川成都610031；2．重庆市电信局数据通信中心，重庆400042) 摘要：电力监测系统是一个复杂的分布式系统，对时钟同步精度有着不同层次的需求。文章在介 绍实现时钟同步的3种机制(硬时钟同步、软时钟同步、混合时钟同步)以及网络时间协议 (NTP)原理的前提下，针对电力监控系统的特点，给出了一个结合GPS授时和NTP对时的分层 混合时钟同步方案，并指出了今后改进的方向。 关键词：时钟同步；网络时间协议；交换式以太网；传输延迟 中图分类号：TN915．01 文献标识码：B 文章编号：1005—7641(2006)Ol一0029—04 0 引言 最前沿，对时钟同步的精度要求也最高，比如对工 随着电力系统规模的扩大，其自动化系统也越 频50Hz来说，时差1ms就意味着在相位上相差 来越复杂。对大系统采用分布式控制是必要的，而 ms 要做到这一点，首先必须要提供一个统一的系统时 护事件的时钟同步要求为±1ms和±0．12个 钟，使整个控制系统内部各个站点的时钟保持同 等级，对仪表用互感器的时钟同步精度要求为 步。电力系统内部信息交换量大，状态改变快，只 ±25肛s、±4斗s和±1Ixs3个等级一。。 有满足了一定的时钟同步精度，才能对相位比较、 (2)控制主机和控制中心之间的时钟同步 故障记录、事件顺序启动等功能给予保障。现有电 控制主机之间的时钟同步主要是为顺序控制 力监控系统的时钟系统大多由GPS精密时钟系统 和事件记录服务，这时候的精度要求较之lED之 提供：卜引。 间的时钟同步精度稍低，可以容忍±1ms的时差。 与工业以太网在电力监控系统中的发展趋势 更高层次的时钟同步，如控制中心之间的时钟同 相类似，部分基于TCP／IP协议的高层网络应用也步，主要用于故障分析等，其精度只需满足毫秒级 获得了在电力系统中大量应用的契机。其实时钟 就够了。 同步协议已经广泛存在于现在的计算机网络中， 2 时钟同步的实现方法 TCP／IP协议中已经提供了几个用于记录和发送时 按实现机理来分，时钟同步有硬时钟同步、软 间的机制，如Daytime协议、Time协议、ICMP中的 时钟同步和混合时钟同步3种。 时间戳协议、IP中的时间戳选项等，但是它们都还 远远达不到电力监控系统的精度要求。而网络时 2．1 硬时钟同步 Time 硬时钟同步是采用一定的硬件设施(GPS接 间协议(NTP，NetworkProtoc01)通过一定的硬 件配合和算法优化，能达到很高的精度，可以尝试 收机、UTC接收机、外部精密时钟等)实现的局部 应用到电力监控系统之中。 时钟的同步，直接操作的对象就是计算机内部的