[发明专利]基于交换机延时动态补偿的网络传输时延测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及测试技术领域，尤其涉及一种基于交换机延时动态补偿的网络传输时延测试方法。

背景技术

目前的智能变电站继电保护采样值多数采用点对点采样模式，但点对点采样模式加重了电子式互感器和继电保护设备的硬件难度和成本，严重制约了智能变电站网络技术的应用，智能变电站的数字共享的效果没有得到很好的发挥。

电子式互感器采样值由点对点传输过渡到网络化传输是发展趋势，多个电子式互感器将采样值发送到过程层传输网络，需要用到采样值的智能电子设备从传输网络中接收所需要的单个或多个合并单元采样值，实现端对端的采样传输。目前电子式互感器的采样值输出已经可以很好的控制其输出报文的时间特性，绝对延时时间不大于2ms，报文离散度小于10us，时间特性可以满足现有继电保护同步采样的技术要求。但是网络化采样传输过程中的网络设备即交换机设备在报文传输过程中的时间特性却无法得到稳定控制，随着采样值报文数据帧长的改变、网络负载的变化、广播风暴的影响、以及交换机自身任务处理的快慢都会造成数据帧网络交换延迟时间的变化，这是制约采样值网络化传输应用的最大技术障碍

目前有一种方案是让发送采样值的所有电子式互感器接收同步信号，需要接收多个电子式互感器采样值报文的IED设备，通过的采样计数器来实现同步，这种方案严格依赖于同步信号的稳定性，一旦同步信号出现异常，或个别电子式互感器同步过程出现异常，则会给IED设备的同步处理带来问题，特别是继电保护设备的安全稳定运行不应该依赖于外部的同步信号，因而这种方案不可取。

另一种实现方案是基于绝对延时的网络化传输方案，将电子式互感器输出的数字量在网络传输各个环节的时域绝对时延进行精确测量并在报文中标定，该方案不依赖于外部的同步信号和采样计数器，可以很好解决网络化采样由于时域的离散给IED设备带来的同步采样误差。这种方案可靠稳定运行的关键在于网络交换环节是否能够对每帧采样报文进行延时精确测量和标定，然而，现在一般的测试方法的误差较大，且测试过程复杂，缺乏能针对其电子式互感器网络化传输进行精确测试的方法，不能准确了解到电子式互感器的网络化传输质量。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种能保证时间测试精度，测试准确性较高的基于交换机延时动态补偿的网络传输时延测试方法。

本发明所采用的技术方案是：

基于交换机延时动态补偿的网络传输时延测试方法，包括以下步骤：

A、对电子式互感器的一次侧的模拟信号进行采集，得到第一路标准源信号，并对其进行信号处理和时标标定，得到第一路信号时标；

B、对光纤分路器输出的报文信号进行采集，得到第二路标准源信号，并对其进行信号处理和时标标定，得到第二路信号时标；

C、对网络交换机输出的报文信号进行采集，得到第三路信号，并对其进行信号处理和时标标定，得到第三路信号时标；

D、对第三路信号时标进行消除抖动处理，得到消抖后的第三路消抖信号时标，并进而计算得到帧抖动时间；

E、根据第一路信号时标和第三路消抖信号时标，通过计算其波形和相位，得到经交换机输出的电子式互感器的绝对延时时间；

F、根据第二路信号时标和第三路信号时标，计算得出交换机时标误差值和帧延时。

作为所述的基于交换机延时动态补偿的网络传输时延测试方法的进一步改进，所述步骤A包括：

A1、将电子式互感器的电压和电流转换成额定                                                V和5A的模拟信号，得到第一路标准源信号；

A2、对第一步标准源信号进行信号调理，将其转换成可供AD转换器采集的电压信号，并对其进行低通滤波处理；

A3、基于高精度时钟模块，对处理后的信号进行模数转换，并对每一个采样点标定时标，得到第一路信号时标。

作为所述的基于交换机延时动态补偿的网络传输时延测试方法的进一步改进，所述步骤B包括：

B1、对光纤分路器输出的报文信号进行采集，得到第二路标准源信号；

B2、将第二路标准源信号由光以太网信号转换成电以太网信号，并将转换后的信号通过PHY模块传输至FPGA；

B3、接收传输的信号并对每一帧数据标定时标，得到第二路信号时标。

作为所述的基于交换机延时动态补偿的网络传输时延测试方法的进一步改进，所述步骤C包括：

C1、对网络交换机输出的报文信号进行采集，得到第三路信号；