專利名稱：面向電力系統(tǒng)同步相量測量的時鐘同步裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種時鐘同步裝置，具體來講，涉及一種使電力系統(tǒng)同步相量 測量網(wǎng)絡中各個測量節(jié)點時鐘同步的裝置。
背景技術：
現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，同步相量測量系統(tǒng)用于提供具有全局同步時間印章的相 量信息，為電力系統(tǒng)的動態(tài)狀態(tài)估計、在線穩(wěn)態(tài)分析提供數(shù)據(jù)。因此，該系統(tǒng) 對確保電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行有著重要的意義。而作為同步相量測量系統(tǒng) 的一個重要組成部分，時鐘同步裝置或者模塊為其提供穩(wěn)定的、高精度的時鐘 同步信號，以保證相量測量滿足一定的精度要求。
目前在電力系統(tǒng)同步相量測量網(wǎng)絡中，時鐘同步方式主要有兩種--廣播式
時鐘同步和全網(wǎng)內采用高精度GPS授時模塊式時鐘同步。
廣播式時鐘同歩在國內外變電站自動化系統(tǒng)中使用普遍，但由于傳播過程 中的延時誤差,采用廣播式時鐘同步方式的校時精度很難得到保證，從而也限制 了電力系統(tǒng)屮全網(wǎng)同步相量測量的應用。近年來，隨著GPS技術的發(fā)展和普及, 采用全網(wǎng)內的高精度GPS授時模塊式的時鐘同步方法在電力系統(tǒng)同步相量測量 中得到了快速地發(fā)展。全網(wǎng)內采用高精度GPS授時模塊式時鐘同步方法即是在 每個相量測量節(jié)點都需要安裝一個GPS高精度授時模塊，從而實現(xiàn)所有測量節(jié) 點的時鐘同步。這種方法對GPS高精度授時模塊的依賴性太大,而且GPS高精 度授時模塊價格較貴，當相量測量網(wǎng)絡中的測量節(jié)點過多的話，整個時鐘同歩系 統(tǒng)將大大增加整個相量測量系統(tǒng)的成本，不適合普遍推廣。
近年來，隨著IEEE1588協(xié)議的發(fā)展，采用IEEE1588協(xié)議實現(xiàn)高精度時鐘 同步的方法漸漸成為時鐘同步領域中的研究熱點。目前，IEEE1588協(xié)議普遍是 由軟件實現(xiàn)或是軟件和硬件結合的方法實現(xiàn)，這樣實現(xiàn)起來相對簡單、經濟， 但是，其不足之處也是顯而易見的時鐘同步精度不高，不能實現(xiàn)廣域的高精 度時鐘同步等。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術中的不足，提供一種經濟的、高精度 的、面向電力系統(tǒng)同步相量測量的時鐘同步裝置。
為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的面向電力系統(tǒng)同步相量測量的時鐘同步裝 置包括一天線和GPS時間接收模塊，以及多個同步相量測量節(jié)點的本地時鐘同 步模塊；
所述的本地時鐘同步模塊通過網(wǎng)絡協(xié)議連接組成同步授時網(wǎng)絡； 所述的天線和GPS時間接收模塊接所述的本地時鐘同步模塊中的一個模
塊，該模塊作為同步授時網(wǎng)絡的主模塊，其余本地時鐘同步模塊作為同步授時
網(wǎng)絡的從模塊；
天線和GPS時間接收模塊接收到GPS衛(wèi)星發(fā)射的含有時間信息的信號，輸
入到同步授時網(wǎng)絡的本地時鐘同步模塊中的主模塊，解析出時間信息，根據(jù)解 析出的時間信息，對主模塊中的本地實時時鐘重新設定，從而完成作為同歩授
吋網(wǎng)絡主模塊的本地時鐘同步模塊的授時；
作為同步授時網(wǎng)絡主模塊的本地時鐘同步模塊將其獲得的時間信息通過網(wǎng) 絡協(xié)議，發(fā)送到作為同歩授時網(wǎng)絡從模塊的本地時鐘同步模塊中，對從模塊中 的本地實時時鐘重新設定，從而完成作為同步授時網(wǎng)絡從模塊的本地吋鐘同步 模塊的授時。
作為本發(fā)明的一種實施方式，所述的作為同步授時網(wǎng)絡主模塊的本地時鐘 同步模塊中還包括有一 時間解析延時計時器；
所述的GPS時間接收模塊接收到時間信息信號時，發(fā)出一脈沖，輸出到時 間解析延時計時器，使其清零，并重新開始計時；
所述的作為同步授時網(wǎng)絡主模塊的本地時鐘同步模塊解析出的時間信息與 時間解析延時計時器的計時相加后，對該模塊中的本地實時時鐘重新設定，從 而完成作為同步授時網(wǎng)絡主模塊的本地時鐘同步模塊的授時。
作為本發(fā)明的一種實施方式，所述的本地時鐘同步模塊還包括控制邏輯模 塊、IEEE1588模塊和實現(xiàn)TCP/IP協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡層和傳輸層的TCP/IP 協(xié)議棧硬件實現(xiàn)模塊以及實現(xiàn)TCP/IP協(xié)議物理層的物理接口收發(fā)器PHY模塊， 用以實現(xiàn)連接組成同歩授時網(wǎng)絡；作為同步授時網(wǎng)絡主模塊的本地時鐘同步模塊中的控制邏輯模塊向
IEEE1588模塊發(fā)送一個同步開始信號，IEEE1588模塊接收到同步開始信號后生 成同步報文，并將該報文交由TCP/IP協(xié)議棧硬件實現(xiàn)模塊發(fā)送，當該報文的第 一個數(shù)據(jù)位被發(fā)送給PHY模塊時，TCP/IP協(xié)議棧硬件實現(xiàn)模塊對控制邏輯模塊 產生一個中斷信號，控制邏輯模塊接收到該中斷信兮記錄住本地時鐘所指示的 時間Tml; IEEE1588模塊通過TCP/IP協(xié)議棧硬件實現(xiàn)模塊發(fā)送含有所記錄本 地時鐘時間Tml的跟隨報文；
作為同步授時網(wǎng)絡從模塊的本地時鐘同步模塊的TCP/IP協(xié)議棧硬件實現(xiàn)模 塊接收到同步報文和跟隨報文的第一個數(shù)據(jù)位，TCP/IP協(xié)議棧硬件實現(xiàn)模塊都 向控制邏輯模塊產生中斷，控制邏輯模塊接收到該中斷信號記錄住本地時鐘模 塊所指不的時間Tsl、 Ts2，同時，將報文交由IEEE1588模塊解析；根據(jù)解析報 文的結果，正EE1588模塊生成相應的延時請求報文，并交由TCP/IP協(xié)議棧硬件 實現(xiàn)模塊發(fā)送出去；
作為同步授時網(wǎng)絡主模塊的本地時鐘同歩模塊接收到延時請求報文時，對 正EE1588模塊和控制邏輯模塊分別產生中斷，記錄住本地時鐘所指示的時間 Tm3，正EE1588模塊生成相應的延時響應報文，并交由TCP/IP協(xié)議棧硬件實現(xiàn) 模塊發(fā)送出去，延時響應報文含有Tm3信息；
作為同步授時網(wǎng)絡從模塊的本地時鐘同步模塊接收到延時響應報文， TCP/IP協(xié)議棧硬件實現(xiàn)模塊對正EE1588模塊產生中斷，并將該延時響應報文交 由1EEE1588模塊解析處理
M,1-濕，3-間 (1)
0#" = 7M-7M-D勿 (2)
D^/;;表示從時鐘與主時鐘之間的網(wǎng)絡延時，。僑W表示從時鐘與主時鐘之間 的時間偏差；
根據(jù)處理得到的Oi^,值，對該從模塊中的本地實時時鐘重新設定，從而完 成作為同步授時網(wǎng)絡從模塊的本地時鐘同歩模塊的授時。
依據(jù)本發(fā)明的面向電力系統(tǒng)同步相量測量的時鐘同步裝置，在電力系統(tǒng)同歩相量測量系統(tǒng)中，根據(jù)地理等因素將整個相量測量節(jié)點構成網(wǎng)絡劃分為幾個 子網(wǎng)，各個子網(wǎng)之間通過gps時間接收模塊實現(xiàn)時鐘同歩，子網(wǎng)內部采用本發(fā) 明的時鐘同步裝置實現(xiàn)時鐘同步。
由于本發(fā)明的時鐘同步裝置釆用高精度的gps授時模式和低成本的主從網(wǎng)
絡授時模式，這種時鐘同步模式既可以滿足電力系統(tǒng)同步相量測量對高精度時
鐘同步的要求，又大大減小了全網(wǎng)內采用高精度gps授時模式對gps時間接收
模塊的依賴，降低了成本。


圖1是本發(fā)明面向電力系統(tǒng)同步相量測量的時鐘同步裝置原理框圖； 圖2是圖1所示的本地時鐘同步模塊的一種具體實施方式
原理框圖； 圖3是時鐘特性寄存器格式；
圖4是同步觸發(fā)寄存器格式；
圖5是ieee1588協(xié)議的時鐘同步過程示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖，對本發(fā)明優(yōu)選具體實施方式
進行描述。需要提醒注意的是， 盡管相似部件出現(xiàn)在不同附圖中，但它們被賦予相似的附圖標記。在以下的描 述中，當采用的已知功能和設計的詳細描述也許會淡化本發(fā)明的主題內容時， 這些描述在這兒將被忽略。
圖1是本發(fā)明面向電力系統(tǒng)同步相量測量的時鐘同步裝置原理框圖。圖中， 該時鐘同歩裝置包括一天線和gps時間接收模塊1，以及多個同步相量測量節(jié) 點的本地時鐘同步模塊2。本地時鐘同步模塊2通過網(wǎng)絡協(xié)議連接組成同步授時 網(wǎng)絡，與天線和gps時間接收模塊1連接的本地時鐘同步模塊2為同步授時網(wǎng) 絡的主模塊，其余本地時鐘同步模塊2為從模塊；
天線和gps時間接收模塊1接收到gps衛(wèi)星發(fā)射的含有時間信息的信號， 輸入到同步授時網(wǎng)絡的本地時鐘同步模塊2中的主模塊，解析出時間信息，根 據(jù)解析出的時間信息，對主模塊中的本地實時時鐘重新設定，從而完成作為同 步授時網(wǎng)絡主模塊的本地時鐘同步模塊的授時。作為同步授時網(wǎng)絡主模塊的本地時鐘同步模塊將其獲得的時間信息通過網(wǎng)絡協(xié)議，發(fā)送到作為同步授時網(wǎng)絡 從模塊的本地時鐘同步模塊中，對從模塊中的本地實時時鐘重新設定，從而完 成作為同步授時網(wǎng)絡從模塊的本地時鐘同步模塊的授時。圖2是圖1所示的本地時鐘同步模塊的一種具體實施方式
原理框圖。圖中 的本地時鐘同歩模塊既可以用作同步授時網(wǎng)絡的主模塊，也可以用作從模塊， 用戶可以通過控制接口，設置對外寄存器的參數(shù)實現(xiàn)?？刂七壿嬆K201控制波形發(fā)生及波特率產生模塊202產生符合 NMEA-0183協(xié)議的時鐘信號，提供信號讀取所需要的時鐘節(jié)拍，即波特率為 9600Baud的方波。該時鐘信號ffl于GPS模塊硬件接口模塊203讀取天線和GPS 時間接收模塊1輸入來的含有時間信息的信號，送入GPS信息解析模塊204中 解析出時間信息，并轉換為特定的數(shù)據(jù)格式，對本地時鐘模塊205內的本地實 時時鐘的重新設定。在本實施例中，用于讀取并解析GPS時間接收模塊1內的、接收來自GPS 衛(wèi)星的時間信息，整個GPS時間信息的讀取和解析是基于NMEA-0183協(xié)議實 現(xiàn)的；在本實施例中，解析出時間信息的格式為"YYYYMMDDHHFFSS"的時間 數(shù)據(jù)，其中"YYYY"為年，"MM，，為月，"DD"為日，"HH，，為時，"FF"為分，"SS"為秒，例如"20080220211006"即為2008年02月20日21點10分06秒。該時間數(shù)據(jù)用于本地實時時鐘的年、月、日、時、分、秒重新設定。本地時鐘模塊205中還有一時間解析延時計時器，天線和GPS時間接收模 塊1接收到時間信息信號時，發(fā)出一脈沖，輸出到時間解析延時計時器，使其 清零，并重新開始計時。在本實施例中，由于該脈沖每一秒發(fā)送一次，該脈沖 也稱為秒脈沖。GPS模塊硬件接口模塊203和GPS信息解析模塊204解析出的時間信息與 時間解析延時計時器的計時相加后，對本地實時時鐘重新設定，從而完成作為 同步授時網(wǎng)絡主模塊的本地時鐘同步模塊的授時。在本實施例中，本地時鐘模塊205內置的時間解析延時計時器對109他的計 時脈沖進行計數(shù)。每當本地時鐘模塊205接收到秒脈沖時，該計時器就清零， 并重新開始計時，計時所得到的數(shù)即是本地實時時鐘所指示時間的納秒部分。解析出的時間信息與時間解析延時計時器的計時相加后，對本地實時時鐘重新 設定，從而完成作為同歩授時網(wǎng)絡主模塊的本地時鐘同步模塊的授時。在本實施例中，GPS模塊硬件接口模塊203和GPS信息解析模塊204接收 本身的延遲和解析的延遲，會影響授時精度。本實施例，采用硬件解析含有時 間信息的GPS信號和秒脈沖控制時間解析延時計時器相結合的方式對本地實時 時鐘重新設定，提高授時精度。在本實施例巾，本地時鐘同步模塊還包括有一對外寄存器206，用戶可以通 過控制接口設置其存儲數(shù)據(jù)。對外寄存器206包括時鐘特性寄存器和同步觸發(fā) 寄存器，所有寄存器數(shù)據(jù)格式都為二進制格式。圖3是時鐘特性寄存器格式。圖中，時鐘源為2位OO表示該本地時鐘同 步模塊為同步授時網(wǎng)絡主模塊，lx表示從模塊，其它數(shù)據(jù)格式保留。在本實施 例中，用戶可以通過現(xiàn)場設置時鐘源的方式，將圖2所示的本地時鐘同步模塊 設定為主模塊或從模塊，從而實現(xiàn)模塊的獨立和生產制造的標準化。跳數(shù)是指 主模塊與從模塊線路之間的集線器個數(shù)，3位，即是說，跳數(shù)至多為8。時鐘級 別是指本地時鐘模塊5的穩(wěn)定性，3位， 一律為OOO，即不使用，其它數(shù)據(jù)格式 保留。時鐘標志為該本地時鐘同步模塊的標志，以區(qū)別其它本地時鐘同歩模塊， 為8位，可任意設定，但同一同步授時網(wǎng)絡的本地時鐘同步模塊的時鐘標志不 能一樣。上述參數(shù)是根據(jù)IEEE1588協(xié)議要求設定的。圖4是同步觸發(fā)寄存器格式。同歩觸發(fā)寄存器用于控制本地時鐘模塊205 同步觸發(fā)信號的脈沖信號輸出。時、分、秒、微秒分別為8位、8位、8位、16 位，當觸發(fā)模式為單次觸發(fā)模式時，它們指示當天同步觸發(fā)的時刻，當觸發(fā)模 式為連續(xù)觸發(fā)模式時，它們指示當天第一次同步觸發(fā)的時刻。間隔秒、間隔微 秒分別為8位、16位，它們指示當同步寄存器觸發(fā)模式為連續(xù)觸發(fā)模式時觸發(fā) 時間的間隔。觸發(fā)模式為8為，Oxxxxxxx表示單次觸發(fā)，lxxxxxxx表示連續(xù)觸 發(fā)模式。同步觸發(fā)信號的脈沖信號用于控制電信號采樣裝置的工作，電信號采 樣裝置每接收到一個同步觸發(fā)信號的脈沖信號就進行一次采樣。圖5是IEEE1588協(xié)議的時鐘同步過程不意圖。結合圖2，在本實施例中， 本地時鐘同步模塊的控制邏輯模塊201、正EE1588模塊207和實現(xiàn)TCP/IP協(xié)議 數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡層和傳輸層的TCP/IP協(xié)議棧硬件實現(xiàn)模塊208以及實現(xiàn)TCP/IP協(xié)議物理層的物理接口收發(fā)器PHY模塊209，用以實現(xiàn)連接組成同步授 時網(wǎng)絡，即本地時鐘同步模塊的物理接口收發(fā)器PHY模塊209通過外部的交換 機構成同步授時以太網(wǎng)。作為同步授時網(wǎng)絡主模塊的本地時鐘同步模塊中的控制邏輯模塊201向 IEEE1588模塊207發(fā)送一個同步開始信號，IEEE1588模塊207接收到同步開始 信號后生成同步報文，并將該報文交由TCP/IP協(xié)議棧硬件實現(xiàn)模塊208發(fā)送， 當該報文的第一個數(shù)據(jù)位被發(fā)送給PHY模塊209時，TCP/IP協(xié)議棧硬件實現(xiàn)模 塊208對控制邏輯模塊201產生一個中斷信號，控制邏輯模塊201接收到該中 斷信號記錄仵本地實時時鐘所指示的時間Tml，即同步報文發(fā)送時間；IEEE1588 模塊207通過TCP/IP協(xié)議棧硬件實現(xiàn)模塊208發(fā)送含有所記錄本地時鐘時間 Tml，即同步報文發(fā)送時間的跟隨報文，跟隨報文發(fā)送時間為Tm2。作為同歩授時網(wǎng)絡從模塊的本地時鐘同步模塊的TCP/IP協(xié)議棧硬件^現(xiàn)模 塊208接收到同步報文和跟隨報文的第一個數(shù)據(jù)位，TCP/IP協(xié)議棧硬件實現(xiàn)模 塊208都向控制邏輯模塊201產生中斷，控制邏輯模塊201接收到該中斷信號 記錄住本地時鐘模塊所指示的時間Tsl、 Ts2，即同步報文接收時間和跟隨報文 接收時間。同時，將報文交由IEEE1588模塊207解析；根據(jù)解析報文的結果， IEEE1588模塊207生成相應的延時請求報文，并交由TCP/IP協(xié)議棧硬件實現(xiàn)模 塊208發(fā)送出去，延時請求報文發(fā)送時間為Ts3。作為同步授時網(wǎng)絡主模塊的本地時鐘同歩模塊接收到延時請求報文時，對 IEEE1588模塊207和控制邏輯模塊201分別產生中斷，記錄住本地時鐘所指示 的時間Tm3，即延時請求報文接收時間；IEEE1588模塊207生成相應的延時響 應報文，并交由TCP/IP協(xié)議棧硬件實現(xiàn)模塊208發(fā)送出去，延時響應報文含有 Tm3時間信息，延時響應報文發(fā)送時間為Tm4;作為同步授時網(wǎng)絡從模塊的本地時鐘同步模塊接收到延時響應報文，接收 時間為Ts4; TCP/IP協(xié)議棧硬件實現(xiàn)模塊208對IEEE1588模塊207產生中斷， 并將該延時響應報文交由IEEE1588模塊207解析處理崎,1—，,) (1)<formula>formula see original document page 12</formula>(2 )D加&表示從時鐘與主時鐘之間的網(wǎng)絡延時，q併e/表示從時鐘與主時鐘之間 的時間偏差；根據(jù)處理得到的O炎W值，對該從模塊中的本地實時時鐘重新設定，從而完 成作為同步授時網(wǎng)絡從模塊的本地時鐘同歩模塊的授時。需要說明的是，在本實施例中，構成同步授時網(wǎng)絡的本地時鐘同步模塊硬 件上是完全-致的，用戶可以通過現(xiàn)場時鐘源的方式，本地時鐘同歩模塊設定 為主模塊或從模塊。因而，在上述說明中各硬件模塊采用了相同的附圖標記， 在說明中用主模塊或從模塊加以限定。在本實施例中，同步授時網(wǎng)絡是被IEEE1588協(xié)議報文獨享的，也就是說， 該同步授時網(wǎng)絡只進行授時相關的報文發(fā)送和接收，不用作其它數(shù)據(jù)或報文的 傳送，這樣克服其數(shù)據(jù)或報文傳送帶來的延時，從而提高授時的精度。在本實施例中，為了實現(xiàn)高精度的時鐘同步和模塊功能的獨立，本發(fā)明采 用硬件實現(xiàn)TCP/IP協(xié)議、IEEE1588協(xié)議和GPS解析(1)根據(jù)IEEE1588協(xié)議，時間印章的獲取越接近網(wǎng)絡物理媒介，IEEE1588 協(xié)議所能實現(xiàn)的時鐘同步精度就越高。為此，本發(fā)明采用硬件實現(xiàn)TCP/IP協(xié)議 棧和IEEE588協(xié)議，這樣就可以在MAC層以下，PHY層以上獲得較高精度的 吋間印章。(2)將功能模塊和本地實時時鐘集成在一個電路屮，并采用FPGA實現(xiàn)該電 路，這樣實現(xiàn)該時鐘同步模塊功能的獨立。在本實施中，電源模塊210向時鐘同步模塊裝置提供電源和時鐘同步模塊 的電路復位；晶振模塊211向整個時鐘同步模塊裝置提供初始的外部時鐘信號。 本發(fā)明是對電力系統(tǒng)同歩相量測量的時鐘同步中現(xiàn)有技術的革新和完善， 不包括物理層的TCP/IP協(xié)議、IEEE1588協(xié)議、GPS時間信息的讀取和解析用 硬件實現(xiàn)，并將它們集成在一片F(xiàn)PGA芯片中，通過GPS時間接收模塊1、 PHY 模塊209和FPGA模塊，完成對電力系統(tǒng)同歩相量測量系統(tǒng)中各個測量節(jié)點的 時鐘同步。同時將該FPGA芯片和GPS時間接收模塊1、 PHY模塊209等其它 功能模塊集成在本地時鐘同步模塊2內，通過對外寄存器設置其主從模式，實現(xiàn)了本地時鐘同步模塊2的功能獨立和標準化。本發(fā)明與現(xiàn)有技術中面向電力系統(tǒng)同步相量測量的時鐘同步裝置相比，具 有時鐘同步精度高，經濟，外圍接口簡單的特點，完全可以滿足電力系統(tǒng)中同 步相量測量對時鐘同步的要求。盡管上面對本發(fā)明說明性的具體實施方式
進行/描述，但應當清楚，本發(fā) 明不限于具體實施方式
的范圍，對本技術領域的普通技術人員來講，只要各種 變化在所附的權利要求限定和確定的木發(fā)明的精神和范圍內，這些變化是顯而 易見的， 一切利用本發(fā)明構思的發(fā)明創(chuàng)造均在保護之列。
權利要求
1、一種面向電力系統(tǒng)同步相量測量的時鐘同步裝置，其特征在于，包括一天線和GPS時間接收模塊，以及多個同步相量測量節(jié)點的本地時鐘同步模塊；所述的本地時鐘同步模塊通過網(wǎng)絡協(xié)議連接組成同步授時網(wǎng)絡；所述的天線和GPS時間接收模塊接所述的本地時鐘同步模塊中的一個模塊，該模塊作為同步授時網(wǎng)絡的主模塊，其余本地時鐘同步模塊作為同步授時網(wǎng)絡的從模塊；天線和GPS時間接收模塊接收到GPS衛(wèi)星發(fā)射的含有時間信息的信號，輸入到同步授時網(wǎng)絡的本地時鐘同步模塊中的主模塊，解析出時間信息，根據(jù)解析出的時間信息，對主模塊中的本地實時時鐘重新設定，從而完成作為同步授時網(wǎng)絡主模塊的本地時鐘同步模塊的授時；作為同步授時網(wǎng)絡主模塊的本地時鐘同步模塊將其獲得的時間信息通過網(wǎng)絡協(xié)議，發(fā)送到作為同步授時網(wǎng)絡從模塊的本地時鐘同步模塊中，對從模塊中的本地實時時鐘重新設定，從而完成作為同步授時網(wǎng)絡從模塊的本地時鐘同步模塊的授時。
2、 根據(jù)權利要求1所述的時鐘同步裝置，其特征在于，所述的作為同步授時網(wǎng)絡主模塊的本地時鐘同歩模塊中還包括有一時間解析延時計時器；所述的天線和GPS時間接收模塊接收到時間信息信號時，發(fā)出脈沖，輸 出到時間解析延時計時器，使其清零，并重新開始計時；所述的作為同歩授時網(wǎng)絡主模塊的本地時鐘同步模塊解析出的時間信息與 時間解析延時計時器的計時相加后，對該模塊中的本地實時時鐘重新設定，從 而完成作為同步授時網(wǎng)絡主模塊的本地時鐘同步模塊的授時。
3、 根據(jù)權利要求l所述的時鐘同步裝置，其特征在于，所述的本地時鐘同 步模塊還包括控制邏輯模塊、IEEE1588模塊和實現(xiàn)TCP/IP協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng) 絡層和傳輸層的TCP/IP協(xié)議棧硬件實現(xiàn)模塊以及實現(xiàn)TCP/IP協(xié)議物理層的物 理接口收發(fā)器PHY模塊，用以實現(xiàn)連接組成同步授時網(wǎng)絡；作為同步授時網(wǎng)絡主模塊的本地時鐘同步模塊中的控制邏輯模塊向 正EE1588模塊發(fā)送一個同步開始信號，正EE1588模塊接收到同步開始信號后生 成同歩報文，并將該報文交由TCP/IP協(xié)議棧硬件實現(xiàn)模塊發(fā)送，當該報文的第一個數(shù)據(jù)位被發(fā)送給PHY模塊時，TCP/IP協(xié)議棧硬件實現(xiàn)模塊對控制邏輯模塊 產生一個中斷信號，控制邏輯模塊接收到該中斷信號記錄住本地實時時鐘所指示的時間Tml;正EE1588模塊通過TCP/IP協(xié)議棧硬件實現(xiàn)模塊發(fā)送含有所記 錄本地時鐘時間Tml的跟隨報文；作為同歩授時網(wǎng)絡從模塊的本地時鐘同歩模塊的TCP/IP協(xié)議棧硬件實現(xiàn)模 塊接收到同步報文和跟隨報文的第一個數(shù)據(jù)位，TCP/IP協(xié)議棧硬件實現(xiàn)模塊都 向控制邏輯模塊產生中斷，控制邏輯模塊接收到該中斷信號記錄住本地時鐘模 塊所指示的時間Tsl、 Ts2，同時，將報文交由正EE1588模塊解析；根據(jù)解析報 文的結果，IEEE1588模塊生成相應的延時請求報文，并交由TCP/IP協(xié)議棧硬件 實現(xiàn)模塊發(fā)送出去；作為同步授時網(wǎng)絡主模塊的本地時鐘同步模塊接收到延時請求報文時，對 IEEE1588模塊和控制邏輯模塊分別產生中斷，記錄住本地時鐘所指示的時間 Tm3， IEEE1588模塊生成相應的延時響應報文，并交由TCP/IP協(xié)議棧硬件實現(xiàn) 模塊發(fā)送出去，延時響應報文含有Tm3吋間信息；作為同步授時網(wǎng)絡從模塊的本地時鐘同步模塊接收到延時響應報文， TCP/IP協(xié)議棧硬件實現(xiàn)模塊對正EE1588模塊產生中斷，并將該延時響應報文交 由IEEE1588模塊解析處理<formula>formula see original document page 3</formula> (1) <formula>formula see original document page 3</formula> (2)^"^表示從時鐘與主時鐘之間的網(wǎng)絡延時，O,a表示從時鐘與主時鐘之間 的時間偏差；根據(jù)處理得到的O,e,值，對該從模塊中的本地實時時鐘重新設定，從而完 成作為同步授時網(wǎng)絡從模塊的本地時鐘同步模塊的授時。
4、 根據(jù)權利要求3所述的時鐘同步裝置，其特征在于，所述的同步授時網(wǎng) 絡是被IEEE1588協(xié)議報文獨享的。
5、 根據(jù)權利要求1所述的時鐘同步裝置，其特征在于，所述的本地時鐘同 步模塊中有一對外寄存器，用于設定該本地時鐘同歩模塊在同步授時網(wǎng)絡的主從模式。
6、 根據(jù)權利要求5所述的時鐘同步裝置，其特征在于，所述的外寄存器中 有一同歩觸發(fā)寄存器，用于控制電信號采樣裝置的工作，電信號采樣裝置每接 收到一個同歩觸發(fā)信號的脈沖信號就進行一次采樣。
7、 根據(jù)權利要求6所述的時鐘同步裝置，其特征在于，所述的同步觸發(fā)寄存器控制采樣的時間和采用為單次觸發(fā)模式還是連續(xù)觸發(fā)模式。
全文摘要
本發(fā)明公開了面向電力系統(tǒng)同步相量測量的時鐘同步裝置，其本地時鐘同步模塊通過網(wǎng)絡協(xié)議連接組成同步授時網(wǎng)絡，天線和GPS時間接收模塊接收時間信息的信號，主模塊解析出時間信息，對主模塊中的本地實時時鐘重新設定；主模塊將其獲得的時間信息通過網(wǎng)絡協(xié)議，發(fā)送從模塊，對從模塊中的本地實時時鐘重新設定，從而完成作為同步授時網(wǎng)絡主從模塊的本地時鐘同步模塊的授時。本發(fā)明的時鐘同步裝置采用高精度的GPS授時模式和低成本的主從網(wǎng)絡授時模式，滿足了電力系統(tǒng)同步相量測量對高精度時鐘同步的要求，減小了全網(wǎng)內采用高精度GPS授時模式對GPS時間接收模塊的依賴，降低了成本。
文檔編號G01S1/02GK101242231SQ20081004487
公開日2008年8月13日 申請日期2008年3月3日 優(yōu)先權日2008年3月3日
發(fā)明者實 井, 張昌華, 易建波, 梁志光, 勇 陳, 琦 黃 申請人:電子科技大學