摘要：文章闡述了淇縣220KV數字化變電站投運的意義，分析了IEEE1588在淇縣220KV數字化變電站應用的主要技術優(yōu)勢，重點介紹了淇縣220KV數字化變電站網絡對時系統(tǒng)的具體方案，最后簡述了東土科技工業(yè)交換機同步以太網的技術特點。
關鍵詞：工業(yè)交換機 IEEE1588 同步以太網 數字化變電站 B碼對時
1、淇縣220KV數字化變電站建設的意義
淇縣220kV數字化變電站是國家電網公司智能電網建設的試點項目，該變電站也是河南省首座220kV等級的數字化站，過程層網絡通過工業(yè)以太網組建GOOSE和SV網絡，全站通訊成功應用IEEE1588精密時鐘對時技術。淇縣220kV數字化變電站于2010年12月25日全面投產送電，該站的成功投運將為我國智能電網建設提供更多的參考選擇，為智能變電站建設提供更多的參考依據。
2、IEEE1588在淇縣220kV數字化變電站應用的主要技術優(yōu)勢
IEEE1588對時系統(tǒng)是網絡測量和對時系統(tǒng)的精密時鐘同步協(xié)議標準，其同步精度可以達到亞微秒級，相對于傳統(tǒng)的B碼對時方式，IEEE1588不但實現了更高的對時精度，而且節(jié)省了大量的人力物力，保證了變電站內各個節(jié)點的時鐘同步。傳統(tǒng)的B碼對時需要給對時設備提供點到點的線纜鋪設，對時網絡需要大量的光纜，光纖熔接等工程實施需要耗費大筆的資金，占用大量人力，同時也給后期的檢測和維修帶來了一定困難，由于對時設備與時鐘的距離不同，對時產生的路徑延遲也各不相同，而采用IEEE1588對時，只需要將對時設備與IEEE1588工業(yè)交換機用少量的光纜連接，通過IEEE1588工業(yè)交換機實現對時網絡的全覆蓋，即可實現全站對時系統(tǒng)的時鐘同步，由于工業(yè)以太網對時接線簡單，占用資源達到了最小化，而且采用了獨特的網絡延遲請求算法，將網絡延時誤差消除到最小，因此能夠保證對時系統(tǒng)內各個節(jié)點的時鐘同步。
3、淇縣220kV數字化變電站網絡方案具體說明：
3.1系統(tǒng)概述:
淇縣220kV數字化變電站過程層按照不同的電壓等級組建SV網和GOOSE網，其中220KV和110KV均采用雙母線接線，220KV母線設備、母聯(lián)間隔、線路間隔以及主變間隔均采用雙網結構，GOOSE網、SV網、IEEE1588對時網三網合一，110KV母線設備、母聯(lián)間隔、線路間隔采用單網結構，35KV部分采用分段接線，按間隔配置交換機。網絡對時采用IEEE1588精密對時協(xié)議，網絡拓撲結構如圖1所示。
圖1.
3.2 IEEE1588對時方案具體描述:
淇縣220kV數字化變電站自動化系統(tǒng)設備涉及到多個裝置廠家，網絡對時需要各廠家裝置支持IEEE1588協(xié)議。整個過程層網絡根據高、中、低三個電壓等級分為三個部分，每一部分網絡均采用星型的網絡結構，中心交換機與分支交換機采用千兆光口互聯(lián)，分支交換機與終端設備之間采用百兆光口互聯(lián)。由于工業(yè)交換機是構建網絡的基本單元，因此在整個對時系統(tǒng)中工業(yè)交換機起著傳輸時鐘信息的神經紐帶作用，整體網絡采用透明時鐘P2P的對時模式，網絡對時系統(tǒng)具有如下技術特點：
采用IEEE1588 V2透明時鐘P2P對時模式
以太網光電口、PPS、B碼一體化的接口平臺
時鐘信息透傳VLAN的同步方式
全千兆PTP接口選擇
簡潔的中文配置界面
圖2.
東土交換機PTP配置界面如圖2所示，根據淇縣220kV數字化變電站對時系統(tǒng)的配置要求，只需要將對應的版本選擇、時鐘類型、網絡類型和延時測量機制設置配置為對應模式，將交換機需要對時的接口配置為使能，就能夠實現全網的時鐘同步。
5、同步以太網技術特點簡介
東土IEEE1588交換機支持G.8261同步以太網協(xié)議，通過同時啟用同步以太網協(xié)議和IEEE1588V2的精密同步時鐘傳輸協(xié)議，可以使網絡的對時精度更高。
同步以太網是一種采用以太網鏈路碼流恢復時鐘的技術,由于以太網的物理層編碼是4B/5B（FE）和8B/10B（GE），平均每4個BIT就要插入一個附加比特，因此此種編碼方式絕對不會出現連續(xù)4個1或者4個0，更加便于提取時鐘。本地時鐘根據同步以太網時鐘線路碼流中恢復出的時鐘信息，調整本地時鐘，實現與上級節(jié)點頻率同步，通過IEEE1588協(xié)議的延時測量算法計算相位偏移，從而實現高精度的時鐘同步。采用同步以太網技術與IEEE1588技術相結合的技術方案，其結果可以使單級PTP精密時鐘精度達到±10ns。
6、結束語：
淇縣220kV數字化變電站的全面投產送電，不僅標志著IEEE1588對時系統(tǒng)在國內首次成功應用到220KV數字化變電站中，也將為我國智能電網的發(fā)展提供更多的選擇。東土公司將繼續(xù)發(fā)揮本土企業(yè)的優(yōu)勢，為中國智能電網建設提供豐富、更加符合實際應用的工業(yè)網絡通信產品，同時東土公司希望通過與著名學府、智能電網組織、研究機構、電力企業(yè)等機構加強交流和合作，共同創(chuàng)造中國堅強的智能電網，希望通過我們的努力，為智能電網建設貢獻中國民族企業(yè)的力量。
