IEEE1588协议在合并单元中的应用与实现.pdf

第24卷第3期
电力系统及其自动化学报
Vo1.24No.3
2012年6月
of the CSU-EPSA
Jun.2012
IEEE1588协议在合并单元中的应用与实现
韩颖,牟龙华,周伟
(同济大学电气工程系,上海201804)
摘要:数字化变电站尤其是过程层设备对同步精度要求越来越高,文中提出应用对时精度达到亚微秒级的
IE1588协议,实现合并单元的同步功能向12路电子式电压电流互感器发送同步采样命令,为实现
IEC61850T5等级的对时精度提供了很好的技术支持。简要阐述了IEEE1588时钟同步系统的工作原理和
时间戳标记的具体设计方法,给出了运用ARM系列STM32F107在过程层合并单元实现IEFE1588协议的
过程,并对该方案进行了性能测试,验证了运用STM32F107能够实现IEEE1588网络协议的高精度对时,满
足变电站过程层对时钟同步精度的需求。
关键词;IEEE1588;时间戳标记;合并单元;数字化变电站;STM32F107
中图分类号:TM732文献标志码:A文章编号:1003-8930(2012)03-0016-06
Application and Realization of IEEE1588 Protocol in the Merging Unit
HAN Ying, MU Iong-hua, ZHOU Wei
Department of Electrical Engineering, Tongji University, Shanghai 201804, China)
Abstract: For the increasingly high requirement of synchronization accuracy in digital substation, especially in
process layer equipments, the application of EEE1588 protocol which can support sub-microsecond level of ac
curacy is put forward in this paper to realize the synchronization function of merging unit, which sends syn
chronized sampling commands to 12 electronic voltage and current transformers, as well as provides good tech
nical support for the realization of synchronization accuracy of IEC61850 T level. The theory of IEEE1588
and specific method of time stamp are expatiated. And this paper presents the process of realization of
IEEE1588 protocol based on ST F107 in the merging unit. At last, the performance is tested, by which the
high synchronization accuracy of IEEE1588 realized by $TM32F107 is verified. It satisfies requirement of
Key words: 1EEE1588; time stamp; merging unit; digital substation; $TM32F107
在数字化变电站中,过程层负载大,同步精度而IEEE1588协议则是专门针对网络测控系统等
要求高,同步误差要求控制在1ps以内。合并单元工业以太网提出的精确时钟同步协议
作为变电站过程层与间隔层进行通信的接口和桥PTP( precision time protocol),它非常适合变电站
梁,是过程层的主要设备,通过向各路电子式电压内工业以太网的应用要求,加以硬件辅助就能达到
电流互感器发送同步转换命令,以保证各路同时进亚微秒级级的同步精度,但普通的单片机由于不具
行电压电流采样。
备实现IEEE1588的功能或者执行精度低而无法
目前大多数变电站广泛采用的是网络时间协达到这一精度要求。
议NTP( network time protocol)进行同步对时,该
本文简要削述了IEEE1588时钟同步系统的
协议是一种软件时钟同步们,精度只能达到ms级。工作原理,给出了时间戳硬件标记的方法,介绍了
收稿日期:2012-03-13;修回日期:2012-04-01
基金项目:国家火炬计划资助项目(2008GH040894);上海市数育委员会科研创新项目(1CXY12);
中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(0800219170)