基于HPLC通信网络延时修正的时钟同步方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了基于HPLC通信网络延时修正的时钟同步方法及系统，该方法包括：CCO向集中器请求时钟；CCO模块向STA模块的时钟精确同步；STA模块向各类基表获取本地时钟；STA根据自身时钟与基表时钟比对做出相应校时策略。本发明专利技术的基于HPLC载波通信网络的采集系统时钟同步方法及系统，可以将集中器的时钟精准同步到分支箱监测单元、表箱监测单元与电能表等各级采集设备，实现低压台区所有采集设备时钟的微秒级同步，各级采集设备根据自身时钟采集并冻结电网参数，由此采集各时间点的曲线数据时间偏差远小于原采集系统的曲线数据时间偏差。间偏差远小于原采集系统的曲线数据时间偏差。间偏差远小于原采集系统的曲线数据时间偏差。

【技术实现步骤摘要】
基于HPLC通信网络延时修正的时钟同步方法及系统


[0001]本专利技术涉及通信
，具体涉及基于HPLC通信网络延时修正的时钟同步方法及系统。

技术介绍

[0002]低压台区的采集系统主要包括集中器、分支箱监测终端、表箱监测终端、电能表等设备，上述设备之间通过HPLC载波通信实现数据交互。目前低压台区的集中器与电能表之间的时钟同步及精确管理是依托于HPLC低延时特性和广播校时机制，设计了精确广播对时业务，一般认为HPLC的广播时延可以忽略不计。
[0003]此时钟精确管理方案基于HPLC载波通信可以将低压台区的设备时钟同步到误差控制在十秒以内，能够满足目前分时电价、阶梯电价政策的技术需求。
[0004]现有技术存在以下不足：目前正在大力推广的线损分段计算、回路阻抗计算及预警、大数据计算变线户拓扑关系等功能，都因各级设备内部时钟不能同步而导致计算结果存在偏差，对于台区变线户关系拓扑大数据计算、线损分段化精细化、回路阻抗的有效判定等功能实现，对于时钟精确度有更高的需求。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的在于提供基于HPLC通信网络延时修正的时钟同步方法及系统，可以将集中器时钟精确同步到台区各级采集设备中，同步误差可达到微秒级，满足台区变线户关系拓扑大数据计算、线损分段化精细化计算、回路阻抗有效判定等功能对数据采集同步时钟的需求，本专利技术的目的是在HPLC通信技术的基础上，利用其通信信标同步规则，实现低压台区所有采集设备的时钟精准同步。
[0006]一个HPLC载波通信网络中的所有设备必须同步到一个共用时钟，本地载波通信模块CCO必须维护一个32位定时器，叫做网络基准时间(Network Time Base,NTB)，NTB由CCO在中央信标中“信标时间戳”发送，HPLC载波通信网络中的每个站点STA设备必须同步到这个NTB。
[0007]信标时间戳是发送信标的设备在发送信标时标记的网络基准时间，网络基准时间由CCO维护，全网站点需要和CCO的网络基准时间保持同步。在中央信标中，信标时间戳是网络基准时间，在代理信标中，信标时间戳是由代理节点(PCO)评估出的网络基准时间，在发现信标中，信标时间戳是由STA评估出的网络基准时间。
[0008]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0009]第一方面，本专利技术提供了基于HPLC通信网络延时修正的时钟同步方法，采集系统包括集中器、分支箱监测终端、表箱监测终端、电能表，该采集系统为应用于低压台区的采集系统；该方法包括以下步骤：
[0010]步骤1，根据CCO模块向集中器发起的时钟精确同步请求，集中器向CCO模块进行时钟精确同步：集中器通过串口向CCO模块发送时钟同步指令，通过输出硬件秒脉冲信号到
CCO模块，并根据串口波特率计算串口通信延时，进行时钟延时修正，从而实现微秒级时钟同步；
[0011]步骤2，CCO模块向STA模块进行时钟精确同步：基于HPLC载波通信网络中的网络基准时间NTB，根据信标中的“信标时间戳”，使每个STA模块与CCO模块实现时间的微秒级同步，CCO模块将当前万年历与信标绑定，并通过HPLC通信将对时指令发送到各STA模块，STA模块基于网络基准时间NTB实现对万年历微秒单元的自动补偿及更新；
[0012]步骤3，STA模块向各类基表进行时钟精确同步：STA模块通过串口向电能表模块发出读取电能表时钟指令，通过输出硬件秒脉冲信号到基表，并根据串口波特率计算串口通信延时，进行时钟延时修正，实现微秒级时钟同步。
[0013]本专利技术利用集中器向CCO模块进行时钟精确同步及STA模块向各类基表进行时钟精确同步的过程中根据串口波特率计算串口通信延时，进行时钟延时修正，从而实现微秒级时钟同步；同时，在CCO模块向STA模块进行时钟精确同步的过程中STA模块基于网络基准时间NTB实现对万年历微秒单元的自动补偿及更新。本专利技术可以将集中器时钟精确同步到台区各级采集设备中，同步误差可达到微秒级，满足台区变线户关系拓扑大数据计算、线损分段化精细化计算、回路阻抗有效判定等功能对数据采集同步时钟的需求。
[0014]进一步地，在步骤1至步骤3的基于采集系统时钟同步基础上，根据电表时钟偏差值的大小来选择不同的时钟校时策略；该方法还包括以下步骤：
[0015]步骤4，将STA模块将基表时钟与集中器时钟进行对比，计算得到基表时钟与集中器时钟的时钟差值；
[0016]步骤5，根据所述时钟差值，STA模块和主站选取不同的校时策略进行校时处理。
[0017]进一步地，步骤5包括以下子步骤：
[0018]步骤51：STA模块根据所述时钟差值进行不同的校时处理：根据所述时钟差值进行判断，若所述时钟差值的绝对值小于等于第一设定阈值，则根据集中器发起的广播校时命令进行校时；若所述时钟差值的绝对值大于第一设定阈值，则STA模块生成时钟超差事件，上报超差时间；
[0019]步骤52：主站根据所述超差时间的大小，选取不同的校时策略进行校时处理：根据所述超差时间进行判断，若所述时钟差值的绝对值小于等于第一设定阈值，则主站选择配置集中器每天进行的周期性广播校时命令；若所述时钟差值的绝对值大于第一设定阈值且小于等于第二设定阈值，则主站选择STA每天自动对基表进行校时，STA每天自动校时可以有效减少广播校时带来的弊端，以及降低载波信道占用，增强其他业务开展；若所述时钟差值的绝对值大于第二设定阈值，则主站选择单表ESAM模块修改时间；若基表时钟混乱且无法恢复正常，则主站选择STA模块辅助冻结数据，在系统中，STA时钟与集中器保持绝对准确，因此对于无法校时的设备，STA辅助冻结数据可以提升数据可靠性，提升数据质量。
[0020]进一步地，步骤51中若所述时钟差值的绝对值小于等于第一设定阈值，则根据集中器发起的广播校时命令进行校时，在进行校时的同时，修正HPLC网络延时，使之达到精准校时。
[0021]进一步地，步骤51中的第一设定阈值为5分钟，这是考虑到广播校时命令不能大于5分钟，不然只能采取STA自动校时或者单表校时。
[0022]进一步地，步骤52中的第二设定阈值为20分钟，第二设定阈值是根据客户可接收
的范围进行设置的。
[0023]进一步地，步骤1、步骤3中的根据串口波特率计算串口通信延时，进行时钟延时修正；其中串口通信延时计算公式为：
[0024][0025]式中，T为时间，微秒；α为通信波特率(bps)，即通信速率；S为报文字节长度即字节数。
[0026]进一步地，步骤1中集中器毫秒、微秒单元均为0时，输出硬件秒信号，CCO模块根据串口波特率修正延时补偿。
[0027]第二方面，本专利技术还提供了基于HPLC通信网络延时修正的时钟同步系统，该系统支持所述的基于HPLC通信网络延时修正的时钟同步方法，该系统包括：
[0028]CCO模块向集中器同步单元，用于集中器通过串口向CCO模块发送时钟同步指令，通过输出硬件秒脉冲信号到CCO模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于HPLC通信网络延时修正的时钟同步方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1，根据CCO模块向集中器发起的时钟精确同步请求，集中器向CCO模块进行时钟精确同步：集中器通过串口向CCO模块发送时钟同步指令，通过输出硬件秒脉冲信号到CCO模块，并根据串口波特率计算串口通信延时，进行时钟延时修正，实现微秒级时钟同步；步骤2，CCO模块向STA模块进行时钟精确同步：基于HPLC载波通信网络中的网络基准时间NTB，根据信标中的“信标时间戳”，使每个STA模块与CCO模块实现时间的微秒级同步，CCO模块将当前万年历与信标绑定，并通过HPLC通信将对时指令发送到各STA模块，STA模块基于网络基准时间NTB实现对万年历微秒单元的自动补偿及更新；步骤3，STA模块向各类基表进行时钟精确同步：STA模块通过串口向电能表模块发出读取电能表时钟指令，通过输出硬件秒脉冲信号到基表，并根据串口波特率计算串口通信延时，进行时钟延时修正，实现微秒级时钟同步。2.根据权利要求1所述的基于HPLC通信网络延时修正的时钟同步方法，其特征在于，该方法还包括以下步骤：步骤4，将STA模块将基表时钟与集中器时钟进行对比，计算得到基表时钟与集中器时钟的时钟差值；步骤5，根据所述时钟差值，STA模块和主站选取不同的校时策略进行校时处理。3.根据权利要求2所述的基于HPLC通信网络延时修正的时钟同步方法，其特征在于，步骤5包括以下子步骤：步骤51：STA模块根据所述时钟差值进行不同的校时处理：根据所述时钟差值进行判断，若所述时钟差值的绝对值小于等于第一设定阈值，则根据集中器发起的广播校时命令进行校时；若所述时钟差值的绝对值大于第一设定阈值，则STA模块生成时钟超差事件，上报超差时间；步骤52：主站根据所述超差时间的大小，选取不同的校时策略进行校时处理：根据所述超差时间进行判断，若所述时钟差值的绝对值小于等于第一设定阈值，则主站选择配置集中器每天进行的周期性广播校时命令；若所述时钟差值的绝对值大于第一设定阈值且小于等于第二设定阈值，则主站选择STA每天自动对基表进行校时；若所述时钟差值的绝对值大于第二设定阈值，则主站选择单表ESAM模块修改时间；若基表时钟混乱且无法恢复正常，则主站选择STA模块辅助冻结数据。4.根据权利要求3所述的基于HPLC通信网络延时修正的时钟同步方法，其特征在于，步骤51中若所述时钟差值的绝对值小于等于第一设定阈值，则根据集中器发起的广播校时命令进行校时，在进行校时的同时，修正HPLC网络延时，达到精准校时。5.根据权利要求3所述的基于HPLC通信网络延时修正的时钟同步方法，其特征在于，步骤51中的第一设定阈值为5分钟。6.根据权利要求3所述的基于HPLC通信网络延时修正的时钟同步方法，其特征在于，步骤52中的第二设定阈值为2...

【专利技术属性】
技术研发人员：王韬，刘丽娜，申杰，周一飞，李方硕，屈鸣，王姝，吴勇，冯军，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司营销服务中心，
类型：发明
国别省市：