[发明专利]一种基于时间同步的在线监测光信号直接测量方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于时间同步的在线监测光信号直接测量方法及系统，包括标准授时模块，时间同步模块，监测编码模块，监测解码模块，监测比对模块；本发明通过使用重新设计的直流IRIG‑B码，解决了无法获取被监测装置信息的问题；同时，通过使用延时补偿功能并整合进上文所述的直流IRIG‑B码中，解决了光纤传输带来的时延问题。本发明可以获取到被监测装置与监测装置之间纳秒级的偏差，并通过分析被监测单元自身状态，上报合理分析。

技术领域

本发明涉及电力自动化技术领域，尤其涉及一种基于时间同步的在线监测光信号直接测量方法及系统。

背景技术

在电力系统中，二次设备同步对时应用依赖时间同步系统的秒脉冲相位精度。合并单元、PMU(相量测量单元)等二次设备对于秒脉冲相位精度及稳定性的要求很高，其余二次设备为了提高采样精度和方便事故分析，对相位精度要求也会越来越高。因此高精度对时成为了电力系统二次设备的一个基本功能。

为了解决当前电力系统二次设备时间同步缺乏反馈无法获知工作状态的问题，减少因对时错误引起的事件顺序记录无效，装置异常运行等事故，国家陆续出台了一系列时间同步在线监测方法。由于这些方法都是基于常规网络协议的网络监测手段，不能传输秒脉冲的相位信息，精度仅能达到毫秒级，无法对上述合并单元、PMU(相量测量单元)等微秒级被授时二次设备进行监测。

同时，由于监测装置接入的被监测装置数量很多，必须及时获取被监测装置的各类信息，以达到区分装置的目的。常规监测手段可以利用网络报文获取此类信息，但是光纤传输是单向单通道，如果使用报文传输信息，则无法传输相位，那么精度就无法达到要求；如果传输秒脉冲相位信息，则无法传输装置的其它信息，监测装置便无法分辨监测对象。故需要一种新的技术方案以解决上述问题。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种基于时间同步的在线监测光信号直接测量方法及系统，解决了传统监测手段无法对合并单元、PMU(相量测量单元)等微秒级被授时二次设备进行监测以及光纤传输无法同时传输秒脉冲相位信息及报文信息的问题。

为实现上述目的，本发明提供了

一种基于时间同步的在线监测光信号直接测量方法，包括以下步骤：

1)基准时间输出：时间同步在线监测装置的FPGA获取监测基准时间，通过标准授时模块输出标准授时信号，并经由光纤传输给相量测量装置PMU、合并单元；被监测装置(相量测量装置PMU、合并单元)对时接口存在差异性，上述标准授时模块指FPGA将基准时间的时间信息和基于秒脉冲的相位信息根据接口差异性输出不同类型的标准授时信号。

2)基准时间处理：所述被监测装置的FPGA对步骤1)传输过来的标准授时信号通过时间同步模块进行处理，得到包含年月日时分秒这些时间元的时间信息和基于秒脉冲的相位信息；

3)光纤传输延迟补偿：基于光速是固定值，根据光缆的长度得到延迟补偿信息；

4)编码重新设计的直流IRIG-B码：所述被监测装置的FPGA对步骤2)的时间信息和相位信息，以及对步骤3)的延迟补偿信息，加上被监测装置自身标识信息和告警信息，根据直流IRIG-B码的码元规则进行编码，并通过光纤传输给所述监测装置；编码规则为码元0的PR码元使用秒脉冲相位基准，码元1-59编码时间信息，码元60-65编码被监测装置的设备类型，码元66-73编码被监测装置的设备序号，码元75-88编码延迟补偿信息，码元89-97编码装置告警信息，编码完成后通过光纤传输给监测装置；

5)解码重新设计的直流IRIG-B码：所述时间同步在线监测装置的FPGA对步骤4)传输过来的信息按码元规则进行解码，得到所述被监测装置的所有信息；

6)信息比对：所述时间同步在线监测装置的CPU对步骤5)解码的信息与监测装置自身的基准时间进行时间信息和相位信息的比对，获得比对差值，随后将该差值结果上送。