一種換流站主時鐘故障判斷系統的製作方法
2023-05-29 03:20:01 1
本發明屬於電力系統高壓直流輸電技術領域，具體涉及一種換流站主時鐘故障判斷系統。
背景技術：
由於直流具有高度可控性、異步隔絕交流電網、直流線路無暫態穩定限制等優點，直流輸電系統通常被應用於遠距離輸電、跨海送電和區域電網之間的聯網，即直流輸電系統一般都是連接兩個不同電網的。當出現故障時，由於故障一般都有連鎖反應，會導致其他故障的出現，因此，在處理和判斷故障性質時，找到故障的起始點，即最開始出現的故障，有很重要的意義。目前電力系統中，主要是依據順序事件記錄中的時間標記來判斷故障的初始，即根據故障出現的時間順序來判斷最開始出現的故障，在所有系統、設備和裝置的時間保持同步時，這種方法很有效並且準確。因此保證所有系統、設備和裝置的時間同步是有重要意義的。
在目前的換流站中，廣泛使用NTP協議進行網絡對時，所有換流站中的主時鐘都支持NTP協議，但是NTP對時的準確性除與常見的網絡狀況有關外，還依賴於主時鐘本身的時間是否準確。
在目前已有的對於主時鐘的檢測手段中，都是建立在主時鐘與GPS或者北鬥保持同步的假設上，一般都是檢測網絡延時等誤差，從而對主時鐘的網絡狀況或者冗餘的兩套主時鐘之間的差異做故障判斷和告警，如申請號201410325610.9，發明名稱《一種監控乙太網時鐘同步的方法及裝置》所公開的從時鐘與主時鐘之間的對時方法。但換流站主時鐘實際運行時，由於信號源的原因或者幹擾因素的影響，經常會導致主時鐘本身的時間出現錯誤時(如時間跳躍)，主時鐘對外表現並無異常(網絡正常返回，延時誤差滿足規範要求)，因此這種故障不能夠通過對時的方式消除，如此一來就會導致整個系統的時間發生錯誤，從而引起時間不同步現象，影響到含有時間戳的順序事件記錄，對故障時的判斷和處理帶來困擾。
技術實現要素：
本發明提供一種換流站主時鐘故障判斷系統，用於解決無法判斷換流站主時鐘故障的問題。
本發明提供一種換流站主時鐘故障判斷設備，包括處理器，以及與處理器相連接的通訊裝置和本地時鐘；所述通訊裝置用於通訊連接換流站的主時鐘，所述本地時鐘用於對換流站主時鐘故障提供基準計時，為主時鐘時間的連續性提供判斷依據。
本發明提供的一種換流站主時鐘故障判斷設備，為了消除外部信號對本地時鐘的影響，本地時鐘不通過外部天線與衛星對時，而是使用上一次與主時鐘成功對時後的時間與本地時鐘自走維持，從而保證短時間內時間的連續性和有效性，並以此作為下一次對時到來時判斷對時是否成功和主時鐘是否故障的依據。由於本發明提供的一種換流站主時鐘故障判斷設備與換流站主時鐘進行通訊，能夠實時獲取換流站的主時鐘時間，能夠及時發現換流站主時鐘所出現故障，保證換流站各設備之間時間的同步。
進一步的，所述通訊裝置通過NTP網絡與換流站的主時鐘通訊連接。
採用NTP網絡能夠對故障判斷設備與換流站的主時鐘進行通訊連接，能夠計算出兩者之間的通訊延時和本地時鐘與主時鐘之間的時間偏差。
進一步的，所述處理器還連接有報警裝置，用於對換流站的主時鐘故障進行報警。
一種換流站主時鐘故障判斷方法，包括如下步驟：
(1)向換流站主時鐘發送對時請求；
如果在對時響應設定時間內沒有接收到換流站主時鐘的對時響應，則判斷為換流站主時鐘與網絡的通訊連接出現故障；
(2)接收到換流站主時鐘對時響應後，獲取換流站主時鐘時間和本地時鐘時間；
(3)計算本地時鐘時間和主時鐘時間之間的差值；
如果上述差值不超過對時設定值，則將本地時鐘時間設置為主時鐘時間；
如果上述差值超過對時設定值，判斷為換流站的主時鐘出現跳時故障。
本發明提供的一種換流站主時鐘故障判斷方法，能夠對換流站主時鐘的通訊連接故障和跳時故障進行判斷，當換流站的主時鐘出現故障時能夠及時發現故障，從而解決無法判斷換流站主時鐘故障的問題，防止出現換流站時間不同步的現象。
進一步的，還包括如下步驟：當接收到換流站主時鐘的對時響應時，計算本次對時請求的網絡延時，然後計算出本次對時網絡延時與本次對時之前所有對時網絡延時平均值之間的差值；如果該差值大於延時設定時間值，則判斷為換流站的主時鐘出現延時故障。
正常情況下，對時過程中的網絡延時雖然不是確定的值，但會穩定在一個區間內，如果網絡延時突然增加時，則是由於換流站主時鐘性能下降或者功能不正常引起的。
進一步的，還包括如下步驟：當判斷換流站的主時鐘出現故障時，向報警裝置發送相應的報警信號。
一種換流站主時鐘故障判斷裝置，包括通訊故障判斷模塊、時間獲取模塊和跳時故障判斷模塊；
所述通訊故障判斷模塊用於向換流站主時鐘發送對時請求；
如果在對時響應設定時間內沒有接收到換流站主時鐘的對時響應，則判斷為換流站主時鐘與網絡的通訊連接出現故障；
所述時間獲取模塊用於接收到換流站主時鐘對時響應後，獲取換流站主時鐘時間和本地時鐘的時間；
所述跳時故障判斷模塊用於計算本地時鐘時間和主時鐘時間之間的差值；
如果上述差值不超過對時設定值，則將本地時鐘時間設置為主時鐘時間；
如果上述差值超過對時設定值，判斷為換流站的主時鐘出現跳時故障。
還包括如延時故障判斷模塊下模塊，用於當接收到換流站主時鐘的對時響應時，計算本次對時請求的網絡延時，然後計算出本次對時網絡延時與本次對時之前所有對時網絡延時平均值之間的差值；如果該差值大於延時設定時間值，則判斷為換流站的主時鐘出現延時故障。
進一步的，還包括報警模塊，用於當判斷換流站的主時鐘出現故障時，向報警裝置發送相應的報警信號。
附圖說明
圖1為設備實施例中故障判斷設備的結構圖；
圖2為NTP網絡通訊原理圖；
圖3為方法實施例中故障判斷設備的連接圖；
圖4為方法實施例中故障判斷方法流程圖。
具體實施方式
本發明提供一種換流站主時鐘故障判斷系統，用於解決無法判斷換流站主時鐘故障的問題。
下面結合附圖對本發明進行詳細說明。
設備實施例：
本實施例提供一種換流站主時鐘故障判斷設備，其結構原理圖如圖1所示，包括處理器，處理器連接有通訊裝置、報警裝置和本地時鐘。通訊裝置通過NTP網絡與換流站主時鐘之間通訊連接，可以連接一個換流站的主時鐘，也可以連接多個換流站的主時鐘，本地時鐘用於對換流站主時鐘故障提供基準計時，報警裝置用於對換流站的主時鐘故障進行報警。
NTP(Network Time Protocol)是用來使計算機時間同步化的一種協議，它可以使計算機與時鐘源保持同步，其基本原理如圖2所示：
由於T2＝T1+t+d/2；T2-T1＝t+d/2；T4＝T3-t+d/2；T3-T4＝t-d/2；
可得知d＝(T4-T1)-(T3-T2)；t＝((T2-T1)+(T3-T4))/2
其中：t為客戶端和服務端的時間差，T1為客戶端的發送時間戳，T2為服務端的接收時間戳，T3為服務端的發送時間戳，T4為客戶端的接收時間戳，d為客戶端和服務端的往返延時事件。
由以上公式可知，只要在一個發送和接收過程中，記錄下發送和接收點的時標，即可完成對時過程。
在本實施例中，本地時鐘為時鐘晶片；作為其他實施方式，守時功能可以由處理器通過相應的軟體模塊實現。
在本實施例中，通訊裝置通過NTP網絡與換流站主時鐘之間通訊連接；作為其他實施方式，通訊裝置可以通過其他方式與換流站主時鐘之間通訊連接。
作為其他實施方式，可以不設置報警裝置，而採用一個顯示裝置現實出故障信息。
方法實施例：
本實施例提供一種換流站主時鐘故障判斷方法，故障判斷裝置與換流站主時鐘的連接關係如圖3所示，故障判斷裝置通過網絡連接各換流站的主時鐘，各換流站的主時鐘與北鬥或則GPS系統通訊連接進行對時，故障判斷裝置連接有繼電器，當檢測到主時鐘出現故障時，控制相應的繼電器動作，發出報警信號，具體的換流站主時鐘故障判斷方法流程如圖4所示，步驟如下：
(1)向換流站主時鐘發送對時請求，如在時間10:00:00.000時發送對時請求；
如果在對時響應設定時間內沒有接收到換流站主時鐘的對時響應，如對時響應設定時間為3s，在10:00:04時沒有收到換流站主時鐘的對時響應，則判斷為換流站主時鐘與網絡的通訊連接出現故障，發出換流站主時鐘通訊連接出現故障的報警；
(2)當接收到換流站主時鐘的對時響應時，計算本次對時請求的網絡延時，並計算出本次對時網絡延時與本次對時之前指定對時次數網絡延時平均值之間的差值；如果該差值大於延時設定時間值，則判斷為換流站的主時鐘出現延時故障；
如當前時間已經運行到10:00:00.000，設置延時時間窗口顯示5次的對時網絡延時時間，其中各個對時網絡延時分別為3ms，2ms，4ms，3ms，3ms，則對時網絡延時平均值為(3+2+4+3+3)/5＝3ms，如果本次通信延時大於3ms，則判斷為主時鐘故障，如果小於3ms，則更新對時網絡延時時間數據；否則更新延時時間窗口；
(3)獲取換流站主時鐘時間和本地時鐘的時間，計算本地時鐘時間和主時鐘時間之間的差值；
如果上述差值不超過對時設定值，則將本地時鐘時間設置為主時鐘時間；
如果上述差值超過對時設定值，判斷為換流站的主時鐘出現跳時故障；
如換流站主時鐘時間為10:00:01.005，而本地時鐘的時間為10:00:01.002，計算接收時間和本地時間之間的差值絕對值為|10:00:01.005-10:00:01.002|＝3毫秒，小於對時設定值10毫秒，設定自身時間為10:00:01.005，其差值為本地時鐘守時誤差；
如換流站主時鐘時間為10:01:01.005，而本地時鐘的時間為10:00:01.002，兩者之間的時間差值的絕對值為|10:01:01.005-10:00:01.002|＝60秒又3毫秒，超過對時設定值10毫秒，判定時間跳躍60秒，換流站主時鐘出現跳時故障，發出換流站主時鐘出現跳時故障的報警信號。
在本實施例中，設有判斷延時是否均勻的步驟；作為其他實施方式，可以不設置該步驟，或者通過其他方式判斷延時是否均衡。
作為其他實施方式，當判斷換流站的主時鐘出現故障時可以不設置報警的步驟，而是採用顯示裝置將故障顯示出來。
裝置實施例：
本實施例一種換流站主時鐘故障判斷裝置，包括通訊故障判斷模塊、時間獲取模塊和跳時故障判斷模塊；
所述通訊故障判斷模塊用於向換流站主時鐘發送對時請求；
如果在對時響應設定時間內沒有接收到換流站主時鐘的對時響應，則判斷為換流站主時鐘與網絡的通訊連接出現故障；
所述時間獲取模塊用於接收到換流站主時鐘對時響應後，獲取換流站主時鐘時間和本地時鐘的時間；
所述跳時故障判斷模塊用於計算本地時鐘時間和主時鐘時間之間的差值；
如果上述差值不超過對時設定值，則將本地時鐘時間設置為主時鐘時間；
如果上述差值超過對時設定值，判斷為換流站的主時鐘出現跳時故障。
本實施例所提供的一種換流站主時鐘故障判斷裝置，其中各模塊不是硬體模塊，而是按照上述方法進行編程所的到的軟體模塊，運行在換流站主時鐘故障判斷裝置的處理器中，可以存儲在移動存儲裝置或固定存儲裝置中。
以上給出了本發明涉及的具體實施方式，但本發明不局限於所描述的實施方式。在本發明給出的思路下，採用對本領域技術人員而言容易想到的方式對上述實施例中的技術手段進行變換、替換、修改，並且起到的作用與本發明中的相應技術手段基本相同、實現的發明目的也基本相同，這樣形成的技術方案是對上述實施例進行微調形成的，這種技術方案仍落入本發明的保護範圍內。