分布式水电厂监控时钟同步系统的研制-控制工程专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 DEVELOPMENT OF MONITORING CLOCK SYNCHRONIZATION SYSTEM IN DISTRIBUTED HYDROPOWER PLANT A Master Thesis Submitted to University of Electronic Science and Technology of China Major: Master of Engineering Author: Chen Banxian Advisor: Professor Huang Qi School : School of Energy Science and Engineering 电子科技大学 硕士学位论文 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地 方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含 为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明 确的说明并表示谢意。 作者签名： 日期： 年 月 日 论文使用授权 本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文 的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁 盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文 的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或 扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 （必威体育官网网址的学位论文在解密后应遵守此规定） 作者签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 摘 要 摘 要 发电厂作为整个电力系统的能量源泉，对国家电网安全可靠运行起着举足轻 重的作用。随着国家电网的规模不断壮大、智能化和自动化程度越来越高，水电 厂的规模和结构也变得日益庞大和复杂。特别是近年来，新的理论、技术和智能 电子设备不断涌入国家电网的建设中，而这些智能电子设备的正常工作均需要一 个精确可靠的参考时钟源，时钟同步技术在分布式水电厂监控系统的地位尤其重 要。本文主要工作就是研制一套具有较高精度的时钟同步系统。 首先调研了当前水电厂时钟同步技术的现状，然后分析了当前各类时钟同步 技术的优缺点，深入研究了 NTP 网络时钟协议的工作原理，设计并实现了一种基 于硬件时间戳的 NTP 网络报文对时方法，即利用 FPGA 技术和 DP83640 物理层驱 动芯片把对时报文的发送和接收时间在数据链路层进行标记，同时在硬件上实现 了数据过滤算法，从而提高了时钟同步精度。 然后根据水电厂对时钟同步技术的实际需求，利用硬件描述语言(Verilog HDL) 和 FPGA 技术设计并实现了一套时钟同步装置，详细介绍了 GPS 对时、NTP 网络 报文时钟同步、硬脉冲授时（1PPS/1PPM）、串口报文授时和 IRIG-B 码授时等模 块的电路设计过程，以及这些模块逻辑功能的程序设计过程。 最后针对当前分布式水电厂的特点，选择了以 GPS 时钟同步技术来实现分布 式水电厂之间以及分布式水电厂与调度中心的时钟同步，而各水电厂内部 LUC、 保护装置和上位机服务器等则通过 IRIG-B 码和 NTP 网络报文对时技术进行时钟 同步，二者共同组成整个分布水电厂监控时钟同步系统。 关键词：分布式水电厂，硬件时钟戳，时钟源装置，时钟同步系统 I ABSTRACT ABSTRACT Power plant is the source of energy for the whole power system, which plays an im portant role in protecting the safe and reliable operation of the National Grid. With the growing scale、increasingly high degree of intelligentialization and automation of National Grid, the size and structure of the hydroelectric power plants have become increasingly large and complex. Especailly in recent years, new theories、technologies and intelligent electronic devices are constantly applied in th