智能变电站 IEEE1588(IEC61588) 研究生开题报告.ppt

基于IEC61588网络对时协议的变电站自动化系统研究
研究生:黄振中
导师:王维庆教授
专业:控制理论与控制工程
研究方向:过程检测、诊断与控制技术
11/11/2017
选题的目的、意义
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国内外研究综述及本人对综述的评价
研究内容、研究中所要突破的难题
预期结果
现有研究条件和可能存在的问题
拟采取的研究方法,有何特色与创新之处
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11/11/2017
一、选题的目的、意义
电力系统信息化的完善以及电网调度自动化的实现,使得工程人员可以通过计算机和各种仪器设备,采用时间同步技术,对系统中的各个站点和设备进行集中控制与管理,从而提高电力系统的运行效率和可靠性。然而,电力系统的现场设备由于温度变化、电磁干扰、振荡器老化,甚至还包括计算机负载等多种原因,多数设备的时钟是不精确的,而且时间误差是累积的,随着时间的推移,设备之间的时间同步问题也凸现出来,特别是在一些对时间精度要求比较严格的领域,如变电站、电力监控系统等,使得这一问题更加突出。
国际电工委员会IEC61588 Edition 2009-02即用于网络化测量和控制的精确时钟同步协议。它可能达到的高精度和较低的开销为人们实现特定场所的应用提供了现实可行的途径。实现1588对时协议只需在原有网络上添加时间同步报文,这些报文占用少量的网络资源,它们只是和控制数据包或其他信息包共享网络。与GPS和NTP(SNTP)对时方式相比,该协议不仅成本低,而且独立于操作系统之外,适应性强,安装简单,无需做复杂的配置工作,理论上其同步精度可以达到纳秒级,使整个网络的定时同步指标有显著的改善。可以提高电网运行可靠性,实现电网高效经济运行;为智能变电站的大规模推广应用积累经验;为提升变电站运行和检修管理水平奠定基础,对提高我国的统一坚强智能电网建设有重要意义。因此具有广泛深远的应用前景。
11/11/2017
二、国内外研究综述及本人对综述的评价
IEEE 1588(网络测控系统精确时钟同步协议)最初由Agilent Laboratories(安捷伦实验室)的 John Eidson 以及来自其它公司和组织的 12 名成员开发,后来得到IEEE的赞助,并于2002 年 11 月得到 IEEE批准。IEEE 1588设计初期是用于测量和控制系统, 后来受到自动化领域尤其是分布式运动控制领域的关注,而且其军事应用的初始计划也已经起步,远程通信和电力系统等相关组织也对其表现出浓厚的兴趣。
我国正在将IEC 61588版本2转换制定为国标DL/T860. × ×-2006 ,以更好的促进相关技术在中国的发展。PTP协议时建立在网络基础上的,但它不需要为时间信息传递建立特别的网络,实现该协议只需在原有网络上添加时间同步报文,这些报文只占用少量的网络资源,它们只是和其他信息共享网络。PTP能够在所有支持多播的网络上实现,特别适合于以太网;也可以用于不提供多播的网络上(例如,许多IP网络)。
11/11/2017
国际电工委员会(IEC)TC 57技术委员会(电力系统控制和通术委员会)在制定IEC 61850(变电站通信网络和系统)标准时,把变电站自动化系统的功能在逻辑上分配在3个层次(变电站层、间隔层或单元层、过程层),如图所示为传统变电站和变电自动化系统对比:
11/11/2017
传统变电站缺点:
,运行维护难度大。而且存在工程和投资量大、系统精度低, 易受干扰、调试麻烦, 维护工作量大, 扩容灵活性差等不足等问题。
自动化变电站优点:
智能自动化变电站具有统一的光纤以太网。它是各个设备之间交互信息的基础平台。。
11/11/2017
三、研究内容、研究中所要突破的难题
,并在此基础上提出需要采用一种更为可靠、精度更高的时间同步技术——IEC61588-Precision clock synchronization protocol worked measurement and control systems即用于网络化测量和控制系统的精确时钟同步协议。重点研究 IEC61588标准中精确时间同步协议(PTP,Precision Time Protocol)的关键技术,包括 PTP 系统的体系结构、最佳主时钟算法以及 PTP 报文的收发流程。
PTP 时间同步的算法进行描述,详细分析并研究各类 PTP 报文的定时机制,最后对时钟协议模型中内部堆栈的时间延迟问题进行探讨并给出解决方案。