智能變電站IEEE 1588同步偏差對同步相量量測的影響

劉 灝, 李勁松, 劉敬誠, 畢天姝, 田建南

(1. 新能源電力系統國家重點實驗室(華北電力大學), 北京市 102206;2. 南方電網電力調度控制中心, 廣東省廣州市 510663)

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時間同步是電力系統安全穩定運行的重要保障。隨著大量電力電子設備的接入及交直流電網高度混聯,電網動態過程發生了深刻變化[1],電網安全穩定運行對繼電保護裝置、安全穩定控制系統和能量管理系統(EMS)等的時間同步提出了更高要求。智能變電站網絡化通信的普及,使時間同步系統逐漸由IRIG-B碼等傳統同步方式向網絡同步方式轉變。IEEE 1588協議提出了一種應用于電力、通信、工業控制等領域的精度高于±1 μs的高精度網絡同步協議,在現有網絡同步方式中精度最高[2]。

目前智能變電站試點采用最多的IEEE 1588同步模式為“兩步鐘-ETH-P2P”[3],但運行中暴露了IEEE 1588協議理解不統一、裝置設計不合理、穩定性差等缺陷[4]。針對這些缺陷,高性能IEEE 1588設備的研制和測試已有深入的研究。基于高斯和指數隨機延遲兩種模型,憑借極大似然估計法理論上可對IEEE 1588對時的偏差進行補償[5]。依托仿真技術,文獻[6]提出了可在普通背景流量作用下提升IEEE 1588對時系統安全性的模型。在不增加硬件開支的前提下,還可以采用鎖頻—鎖相環,對IEEE 1588設備的報文延遲進行校正[7]。高性能IEEE 1588交換機已有研制,并對其在端到端(E2E)和點對點(P2P)兩種延時測量機制下的抗普通網絡風暴能力進行了測試,效果良好[8]。然而,這些測試未針對實際智能變電站二次系統的運行環境。……