时钟同步技术在微电网中的应用研究

摘要

时钟同步技术能够使电力系统中数量众多、分布广泛的智能电子设备(Intelligent Electronic Device，IED)获得统一的时间基准，这对于电网的实时监控、并网管理和安全保护具有重要意义。基于以太网和IP技术的IEEE1588精确时间协议(Precise Time protocol，PTP)作为一种性能出色的时钟同步技术，在智能电网中将具有广泛的应用前景。
　　 本文研究了IEEE1588 PTP在微电网环境下的典型应用，主要完成了以下工作：⑴按照PTP协议建立普通时钟和E2E透明时钟节点，在OMNeT++仿真环境下完成子模块的设计、编码工作，并根据晶振时钟的运行特性建立PTP节点时间源模型；设计了伺服控制系统对晶振时钟校正，引入晶振时间和频率控制单元，通过自适应算法实现晶振时间和频率误差的快速收敛。⑵实现节点问E2E同步机制的仿真，分析不同条件下的时钟同步过程，通过仿真对比得到晶振频率误差、延迟不对称对时钟同步精度的影响。⑶针对微电网的信息模型及其时钟同步的要求，搭建了具有时钟同步功能的网络系统。在复杂应用条件下，E2E透明时钟能够消除网络不对称延迟的影响，保证时钟同步精度。通过建模仿真的方法证明了PTP协议具有高精度时钟同步的能力，能减小同步相误差，满足微电网的实际应用要求。