廣域保護系統ptn同步網bc模式的主、備用同步時鐘切換方法及系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及廣域保護系統PTN同步網BC模式的主、備用同步時鐘切換方法及系統，適用于廣域保護系統通信網絡和高精度時間同步系統。屬于電力通信設備技術領域。
【背景技術】
[0002]廣域保護系統指的是將緊密關聯的若干變電站作為一個區域，區域內的各保護裝置通過光纖互聯，通過信息共享，根據網絡拓撲結構，快速定位故障點，智能的對區域電網進行保護與控制。
[0003]廣域保護控制可定義為依賴電力系統多點的信息，對故障進行快速、可靠、精確的切除，同時分析故障切除對系統安全穩定運行的影響，并采取相應的控制措施，可提高輸電線可用容量或系統可靠性，同時實現繼電保護和自動控制功能的系統。
[0004]廣域保護系統站間通信可采用PTN網絡傳輸電網監控控制信息，同時利用PTN網絡(IEEE 1588v2協議)實現各站點廣域保護裝置的時間同步。即PTN網絡實現全網時間同步(時間精度小于lus)，各站廣域保護裝置都同步于PTN網元，從而各站裝置都實現了時間同步。
[0005]現有技術中，廣域保護系統采用PTN網絡實現站間同步還存在時鐘源切換問題:當PTN網絡采用BC模式時，采用BMC算法實現網絡同步與故障切換，當主同步時鐘故障后，如備用同步時鐘與主同步時鐘有誤差(目前各變電站時間同步BITS時間不一致)，現有的PTN網元將逐站進行切換，同時在跟蹤備用同步時鐘過程中對外授時接口將不停止對外時間信號輸出。會造成全網各站點已經切換時鐘源的PTN網元和還未切換時鐘源的設備輸出時間不一致，導致各站廣域保護裝置獲取的時間信號不一致，造成裝置間不同步而出現誤動作問題。目前的PTN網元在主、備時鐘源切換時，是逐步跟蹤逼近備用同步時鐘同步信號，同步精度在切換跟蹤的初始階段往往精度不能達到廣域控制系統的同步精度要求，就把不同步的信息授時給廣域控制裝置，也會出現問題。

【發明內容】

[0006]本發明的目的之一，是為了解決現有的廣域保護系統站間時間同步故障切換過程中主同步時鐘和備用同步時鐘的誤差使得廣域控制保護裝置產生誤動作的問題，提供一種廣域保護系統PTN同步網BC模式的主、備用同步時鐘切換方法。
[0007]本發明的目的之二，是為了提供一種廣域保護系統PTN同步網BC模式的主、備用同步時鐘切換系統。
[0008]本發明的目的之一可以通過以下的技術方案達到:
[0009]廣域保護系統PTN同步網BC模式的主、備用同步時鐘切換方法，其特征在于包括以下步驟:
[0010]1)設置PTN網元及實現站間時間同步
[0011]設置可以區分單獨設置與廣域保護設備對接的端口信息的外接廣域保護裝置的PTN網元，該PTN網元可以接收上游節點通知的PTN網絡時鐘源故障的信息，利用該PTN網元連接各個變電站的廣域控制保護裝置，采用傳輸IEEE1588V2協議的BC同步功能實現站間時間同步，實現各站點廣域保護裝置的時間同步；
[0012]2)主時鐘源停止給廣域保護設備授時
[0013]外接主時鐘源的PTN網元檢測PTN網絡的外接主時鐘源是否故障，當檢測到主時鐘源故障信息時，通知全網的PTN網元停止給廣域保護設備授時，主時鐘源停止給廣域保護設備授時；
[0014]3)切換到外接備用時鐘源及恢復給廣域保護設備授時
[0015]外接備用時鐘源的PTN網元跟蹤PTN網絡的外接備用時鐘源，當PTN網絡跟蹤上備用時鐘源并且確認時間同步精度達到預設值時，切換到外接備用時鐘源，即完成從主時鐘源到備用時鐘源的切換，通知全網PTN網元恢復給廣域保護設備授時。
[0016]進一步的，步驟1)所述設置PTN網元及實現站間時間同步，是指:選取兩個距離較近的廣域控制保護裝置，分別在其連接的PTN網元接入同步時鐘，或直接在一個PTN網元接入兩個同步時鐘，分別作為主同步時鐘和備用同步時鐘，以實現站間時間同步對時和時鐘源故障不會導致保護裝置因時間失同步而誤動作。
[0017]進一步的，步驟2)所述主時鐘源停止給廣域保護設備授時，是指:
[0018]外接主同步時鐘的PTN網元不間斷檢測主同步時鐘，若檢測到主同步時鐘故障，則開始向與該PTN網元直接相連的下級PTN網元發出主同步時鐘故障的信號，故障信號以1588Ann報文的擴展字節進行傳遞；
[0019]當外接廣域控制保護裝置的PTN網元接收到上游節點通知的PTN網絡主同步時鐘故障信號時，即刻閉鎖PTN網元與廣域控制保護裝置的1588Ann報文傳輸端口，停止給廣域控制保護裝置授時。
[0020]進一步的，步驟3)所述切換到外接備用時鐘源及恢復給廣域保護設備授時，是指:
[0021]外接備用同步時鐘的PTN網元在接收到主同步時鐘故障信號后，停止給廣域保護設備授時的同時，跟蹤上外接的備用同步時鐘，并且判斷時間同步精度；
[0022]外接備用同步時鐘的PTN網元跟蹤上備用同步時鐘并且時間同步精度達到預設值后，向各級PTN網元發送時鐘源切換完成信號，通知全網PTN網元恢復給廣域保護設備授時，同時發出備用同步時鐘時間同步信號；
[0023]外接廣域保護裝置的PTN網元接收PTN網絡時鐘切換完成信號后，接收備用同步時鐘時間同步信號并確認精度是否達到預設值，若達到預設值則開始恢復對廣域控制保護設裝置的授時。
[0024]進一步的，所述時間同步精度達到預設值，是指時間同步誤差小于10us。
[0025]進一步的，外接廣域控制保護裝置的PTN網元通過BMC算法跟蹤上備用同步時鐘后判斷時間同步精度。
[0026]本發明的目的之二可通過以下的技術方案達到:
[0027]廣域保護系統PTN同步網BC模式的主、備用同步時鐘切換系統，包括一個廣域控制保護裝置主站、若干個廣域控制保護裝置子站、若干個PTN網絡裝置、主同步時鐘和備用同步時鐘，其特征在于:所述廣域控制保護裝置主站和若干個廣域控制保護裝置子站各對應連接一個PTN網絡裝置，主站連接的PTN網絡裝置外接主同步時鐘及選取一個離主站較近的子站設置備用同步時鐘，備用同步時鐘與該子站對應的PTN網絡裝置連接；各個PTN網絡裝置通過運行IEEE1588v2協議的BC模式使得各個廣域控制保護裝置子站和主站進行信息聯網和時間同步；所述PTN網絡裝置具備同步時鐘檢測功能，當PTN網絡裝置檢測到主同步時鐘發生故障時，與主同步時鐘相連的PTN網絡裝置通過1588Ann報文的擴展字節傳遞主同步時鐘故障的信號；所述PTN網絡裝置具備閉鎖功能，由1588Ann報文的擴展字節觸發，觸發閉鎖功能后，該PTN網絡裝置將斷開其對廣域控制保護裝置子/主站的1588Ann報文傳輸端口，終止對廣域控制保護裝置子/主站的授時；所述與備用同步時鐘相連的PTN網絡裝置具備跟蹤并鎖定備用同步時鐘的功能，由1588Ann報文的擴展字節觸發，該功能被觸發后PTN網絡裝置將自動跟蹤并鎖定備用同步時鐘，鎖定備用同步時鐘后，將根據BMC算法確定時間精度偏差，當時間精度偏差小于預設的偏差門限時，向各PTN網絡裝置恢復發送正常的1588Ann報文，同時打開該PTN網絡裝置與其對應的廣域控制保護裝置子站的1588Ann報文對接端口，使其對應的廣域控制保護裝置子站重新接收時間信息；下游的PTN網絡裝置接收到正常的1588Ann報文后，并且確定時間精度偏差小于預設偏差門限時，打開其對應的廣域控制保護裝置子站的1588Ann報文接收端口，重新接收時間信息。
[0028]進一步的，所述PTN網絡裝置之間的時間同步信號和故障信號具有單向性，并且信號的傳輸方式能按照預設的方向進行傳輸，以達到最快的傳輸率。
[0029]本發明具有以下突出的有益效果:
[0030]1、本發明的涉及的廣域保護系統PTN同步網BC模式的主、備用同步時鐘切換方法，采用PTN網元連接各個變電站的廣域控制保護裝置并采用傳輸IEEE1588V2協議的BC同步功能實現站間時間同步，以BMC算法實現網絡同步與故障切