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勢，重點介紹了淇縣220KV數字化變電站網絡對時系統的具體方案，最后簡述了東土科技工業交換機同步以太網的技術特點。
關鍵詞：工業交換機 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勢
IEEE1588對時系統是網絡測量和對時系統的精密時鐘同步協議標準，其同步精度可以達到亞微秒級，相對于傳統的B碼對時方式，IEEE1588不但實現了更高的對時精度，而且節省了大量的人力物力，保證了變電站內各個節點的時鐘同步。傳統的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工業交換機用少量的光纜連接，通過IEEE1588工業交換機實現對時網絡的全覆蓋，即可實現全站對時系統的時鐘同步，由于工業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內各個節點的時鐘同步。
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，分支交換機與終端設備之間采用百兆光口互聯。由于工業交換機是構建網絡的基本單元，因此在整個對時系統中工業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同步以太網協議，通過同時啟用同步以太網協議和IEEE1588V2的精密同步時鐘傳輸協議，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，實現與上級節點頻率同步，通過IEEE1588協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展提供更多的選擇。東土公司將繼續發揮本土企業的優勢，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、電力企業等機構加強交流和合作，共同創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的力量。
