專利名稱：基于goose機制的ied網絡化時鐘同步精度的測試方法
技術領域：
本發明屬于電力工程的繼電保護自動化技術領域，具體涉及一種基于GOOSE機制的IED網絡化時鐘同步精度的測試方法。
背景技術：
當前智能化變電站系統以及智能設備存在多種時鐘同步方式，例如IEEE1588、 SNTP等。由于同步原理的差別，實現方式也存在差異，因此在時鐘同步精度的測試過程中存在諸多的不便。而在智能化變電站的推進過程中，IEC61850標準已被廣泛接受，智能設備大多能提供GOOSE收發功能。GOOSE是IEC61850標準為解決變電站快速通信需求，尤其是繼電保護跳間信息傳輸，而提出的一種快速報文機制。GOOSE報文經表示層后直接映射到鏈路層和物理層，能采用具有優先級和VLAN標志的交換以太網技術，保證了報文傳輸的實時性。這一點為實現時鐘同步的精確測試提供了技術先決條件。本發明采用一種基于GOOSE機制的IED網絡化時鐘同步精度的測試方法，在相當大程度上改變目前IED時鐘同步精度的測量問題，采用GOOSE機制，利用已有的時鐘測試裝置，在借助GOOSE信號源的幫助下，利用傳輸補償機制，即可以實現對IED同步時鐘的精度測試。
發明內容
本發明的目的是提供一種基于GOOSE機制的IED網絡化時鐘同步精度的測試方法，以解決因IED同步原理不同而造成的測試方法差異的問題。為實現上述目的，本發明的基于GOOSE機制的IED網絡化時鐘同步精度的測試方法步驟如下
(1)從GOOSE源引出兩條等長同性的短距光纖分別與時鐘測試儀和被測IED相連，且時鐘測試儀作為主鐘，被測IED作為從鐘，并使得被測IED與時鐘測試儀時鐘同步；
(2)GOOSE源向時鐘測試儀和被測IED同時發送帶有發送時間標簽Tl的GOOSE報文；
(3)被測IED與時鐘測試儀接收到GOOSE報文，并分別獲取被測IED接收時間標簽T2 與時鐘測試儀接收時間標簽T3 ；
(4)被測IED將帶有發送時間標簽Tl與被測IED接收時間標簽T2的GOOSE報文上送至時鐘測試儀，則被測IED接收時間標簽T2與時鐘測試儀接收時間標簽T3的差值為被測 IED時鐘同步誤差值。進一步的，所述GOOSE報文傳輸直接通過映射到鏈路層實現，采用軟件方式快速獲取此刻設備系統時標而記錄到GOOSE報文中。進一步的，采用通信光纖為短距等長同性光纖，相同GOOSE報文在兩者中的傳輸延時基本相等，二者相減即可把傳輸延時抵消掉，此種方式稱為補償方式
本發明的基于GOOSE機制的IED網絡化時鐘同步精度的測試方法，對GOOSE源的時鐘精度并無要求，只需同時觸發GOOSE報文，并打上發送時標。在傳送過程中，采取等長同性的短距光纖，達到傳輸延時的補償機制，抵消二者的傳輸延時。在GOOSE接收時，利用硬件獲取時間標簽，抵消標簽獲取的時間誤差。本方法中各功能獨立，可以根據需求，實現SNTP 等多種同步方式的時鐘同步精度測試。且在精度測試時，不會對IED時鐘同步過程造成負面影響，借助GOOSE機制精確實現IED時鐘同步的精度測試，能直接應用于以IEC61850標準為基礎建立起來的智能變電站時鐘同步精度的測試中去。
圖1是實施例中測試系統示意圖2是實施例中時鐘同步精度的測試原理圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本專利申請的基于GOOSE機制的IED網絡化時鐘同步精度的測試方法進行詳細說明。圖1為測試系統示意圖，該測試系統由時鐘測試儀、GOOSE源、被測IED組成，時鐘測試儀時鐘精確，可作為測試的標準時鐘。GOOSE源作為一獨立設備，能在同一時刻發送相同2路GOOSE報文，并把發送時刻記錄在GOOSE報文中。如圖1所示，從GOOSE源引出兩條等長同性的短距光纖，該兩條等長同性的短距光纖分別與時鐘測試儀和被測IED相連，時鐘測試儀與被測IED實現時鐘同步，此時時鐘測試儀作為系統的主鐘，被測設備作為測試系統的從鐘，在經過合適的時間后，認為此時被測設備已實現與主鐘同步。隨后，GOOSE源向時鐘測試儀和被測設備同時發送帶有發送時間標簽Tl的GOOSE 報文，當被測IED與時鐘測試儀接收到GOOSE報文后，并分別獲取被測IED接收時間標簽T2 與時鐘測試儀接收時間標簽T3。隨后被測IED將帶有時間標簽Tl與T2的報文上送至時鐘測試儀。本測試方法中，時間測試儀作為系統的主時鐘，默認時鐘誤差為零。這樣可從圖2得出同步時鐘精度測試的公式如下 ΔΤ1=Τ3-Τ1= Δ Tal+ Δ Tbl
其中Δ Tl為時鐘測試儀接收到報文時間與GOOSE源發送報文時間差，AT al測試儀路徑傳輸延時；δτμ測試儀獲取時間標簽的延時； ΔΤ2=Τ2_Τ1= Δ Ta2+Δ T b2+Δ Tc
其中Δ Τ2為IED設備接收報文時間與GOOSE源發送報文時間差，Δ Ta2被測IED路徑傳輸延時；Δ Tb2被測IED獲取時間標簽的延時，Δ Tc為被測IED時鐘誤差。本方法中，GOOSE源至時間測試儀與被測IED之間采用參數一致的光纖，故 ATal=ATa20時鐘測試儀與被測IED獲去接收GOOSE報文時間標簽，采用相同機制實現，故 Δ Tbl= Δ Tb2。那么便可得被測IED時鐘同步誤差為 ATc =ΔΤ2-ΔΤ1=Τ2_Τ3。采用本同步時鐘精度測試方式，對GOOSE源的時鐘精度并無要求，只需同時觸發GOOSE報文，并打上發送時標。在傳送過程中，采取等長同性的短距光纖，相同GOOSE報文在兩者中的傳輸延時基本相等，二者相減即可把傳輸延時抵消掉，此種方式可稱為補償方式， 能抵消二者的傳輸延時，最大程度的減弱傳輸延時對時鐘精度測試的影響。這樣即可實現目前智能IED基于Goose機制的網絡化時鐘同步精度的測試。本方法中所有的GOOSE報文均實現快速時間標簽獲取，GOOSE報文傳輸直接通過映射到鏈路層實現，可以采用軟件方式快速獲取此刻設備系統時標而記錄到GOOSE報文中。 以上所述的具體實施例，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而已，并不用于限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種基于GOOSE機制的IED網絡化時鐘同步精度的測試方法，其特征在于，該方法的步驟如下(1)從GOOSE源引出兩條等長同性的短距光纖分別與時鐘測試儀和被測IED相連，且時鐘測試儀作為主鐘，被測IED作為從鐘，并使得被測IED與時鐘測試儀時鐘同步；(2)GOOSE源向時鐘測試儀和被測IED同時發送帶有發送時間標簽Tl的GOOSE報文；(3)被測IED與時鐘測試儀接收到GOOSE報文，并分別獲取被測IED接收時間標簽T2 與時鐘測試儀接收時間標簽T3 ；(4)被測IED將帶有發送時間標簽Tl與被測IED接收時間標簽T2的GOOSE報文上送至時鐘測試儀，則被測IED接收時間標簽T2與時鐘測試儀接收時間標簽T3的差值為被測 IED時鐘同步誤差值。
2.根據權利要求1所述的基于GOOSE機制的IED網絡化時鐘同步精度的測試方法，其特征在于所述GOOSE報文傳輸直接通過映射到鏈路層實現，采用軟件方式快速獲取此刻設備系統時標而記錄到GOOSE報文中。
3.根據權利要求1或2所述的基于GOOSE機制的IED網絡化時鐘同步精度的測試方法，其特征在于采用通信光纖為短距等長同性光纖，相同GOOSE報文在兩者中的傳輸延時基本相等，二者相減即可把傳輸延時抵消掉，此種方式稱為補償方式。
全文摘要
本發明涉及基于GOOSE機制的IED網絡化時鐘同步精度的測試方法，從GOOSE源引出兩條等長同性的短距光纖分別與時鐘測試儀和被測IED相連，且被測IED與時鐘測試儀時鐘同步；GOOSE源向時鐘測試儀和被測IED同時發送GOOSE報文；被測IED與時鐘測試儀接收到報文，并分別獲取時間標簽T2、T3；被測IED將GOOSE報文上送至時鐘測試儀，則時間標簽T2與T3的差值為被測IED時鐘同步誤差值。本方法中各功能獨立，可以根據需求，實現IEEE1588、SNTP等多種同步方式的時鐘同步精度測試。在精度測試時，不會對IED時鐘同步過程造成負面影響，能直接應用于以IEC61850標準為基礎建立起來的智能變電站時鐘同步精度的測試中去。
文檔編號H04L7/00GK102315928SQ20111025160
公開日2012年1月11日 申請日期2011年8月30日 優先權日2011年8月30日
發明者史宏光, 崔全勝, 李俊剛, 楊穎安, 梁曉兵, 狄軍鋒, 禤文健, 陳炯聰, 魏勇, 黃曙 申請人:廣東電網公司電力科學研究院, 許昌許繼軟件技術有限公司, 許繼電氣股份有限公司