IEEE 1588时间精确同步协议(PTP)在电力系统应用的可行性研究

摘要

电力系统规模的扩大以及电力系统控制技术的发展，对各调度系统以及发电厂和变电站的时间基准都提出了新的要求。实际上，电力系统内部信息交换量大、状态改变快，只有满足一定的时钟同步精度，才能对相位比较、故障记录、事件顺序启动等功能给予保障。因此，为了进一步提高电力系统运行管理水平，满足电力系统快速发展的要求，并提高对系统的控制能力和故障分析能力，首先必须提供一个统一的系统时钟，使整个控制系统内部各个站点的时钟保持同步。2002年出现的IEEE 1588精确时间同步协议，特别是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。 本文首先概述了时间同步的基本概念以及时间同步技术的发展，其次对PTP协议中时钟同步的通信机制、最佳主时钟算法以及PTP报文的收发流程进行了全面系统地分析和研究。在此基础上，结合PTP协议本身时间同步精度高、操作简单、成本低的特点，以及目前所采用的时间同步技术在电力系统应用中的局限性和存在的问题，分析并指出采用IEEE 1588时间同步标准作为电力系统的时间同步方案，不仅可以极大地提高系统内部各个电力设备之间的同步精度，确保线路故障测距和电网参数校验的准确性，改善电网的故障分析能力和稳定控制水平，而且可以降低整个时间同步系统的费用，同时也使得系统中时间基准的更换和升级变得相对简单和容易。