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基于IEEE1588的数字化变电站时钟同步技术的应用研究

张洪源  
【摘要】: 伴随着变电站自动化系统、综合化、网络化的趋势,数字化变电站要求建立更高精度、技术统一的时钟同步系统。一个基于以太网的高精度、统一的时钟同步系统是数字化变电站同步技术的发展方向。 论文比较了当前变电站自动化系统中使用的各种时钟同步技术,分析了这些同步技术各自的特点,指出了这些技术在数字化变电站中使用时存在的不足。通过以上分析指出变电站对时网络化的发展趋势。 本文首先详细阐述了IEEE1588同步协议的原理,并与基于以太网的时钟同步技术NTP进行了分析比较,给出了IEEE 1588的优点;然后结合数字化变电站通信网络结构和IEC61850标准对同步精度和功能的要求,给出了IEEE 1588协议在数字化变电站中使用的原则和具体实施方案。 本文通过对IEEE1588实现过程中产生同步误差的原因进行了研究分析,提出了在介质无关接口层(MⅡ)对同步报文进行时间戳标记的策略。通过分析了晶振频率偏移对同步精度的影响,给出了本地时钟晶振频率补偿的算法和给基于FPGA的时钟晶振频率补偿方案。最后,采用了QuartusII软件对方案进行了建模和时序仿真,仿真结果验证了频率补偿方法实现计时频率动态调整地可行性,为数字化变电站使用IEEE1588建立高精度时钟同步系统提供了较好的技术方案。


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