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1 概述1

1.1 时间尺度1

1.1.1 世界时（UT）2

1.1.2 历书时（ET）2

1.1.3 原子时（AT）3

1.1.4 协调世界时（UTC）3

1.1.5 脉冲星时间尺度4

1.2 同步技术4

1.2.1 时钟同步协议6

1.2.2 IEEE 1588精确时间协议分析8

1.3 国内外研究现状10

1.3.1 国外研究现状10

1.3.2 国内研究现状11

2 电力系统同步时钟技术12

2.1 电力系统同步时钟系统简介12

2.1.1 电力系统同步时钟的意义12

2.1.2 电力系统对同步时钟的需求13

2.1.3 电力系统时间比对系统13

2.1.4 电力自动化设备的对时方式17

2.2 电力系统同步时钟体系结构及方案18

2.2.1 电力系统同步时钟体系结构18

2.2.2 电力系统同步时钟体系方案20

2.3 电力系统同步时钟技术应用实例23

3 IEEE 1588同步技术的基本原理25

3.1 IEEE 1588简介25

3.1.1 IEEE 1588同步协议概述25

3.1.2 IEEE 1588产生的背景25

3.1.3 PTP协议的基本原理26

3.2 IEEE 1588同步时钟技术的实现27

3.2.1 高精度实现同步精度分析27

3.2.2 NTP时间同步技术27

3.3 IEEE 1588时钟同步技术研究31

3.3.1 IEEE 1588标准规范31

3.3.2 最佳主时钟算法37

3.3.3 PTP时钟端口状态管理39

3.3.4 PTP报文管理44

4 数字化变电站继电保护及同步系统59

4.1 变电站自动化系统59

4.2 继电保护技术的发展62

4.2.1 继电保护的基本概念64

4.2.2 继电保护的构成及作用64

4.2.3 未来继电保护技术的发展前景65

4.3 数字化变电站的概念67

4.3.1 IEC 61850概述68

4.3.2 数字化变电站的过程总线通信关键技术72

4.3.3 数字化变电站的继电保护的结构特点76

4.4 数字化变电站时钟同步系统79

4.4.1 时钟同步的意义79

4.4.2 数字化变电站对时钟同步的要求79

4.4.3 对时方式及结构81

4.4.4 数字化变电站采样同步83

5 数字化保护装置时钟同步的实现87

5.1 全数字化保护87

5.2 继电保护对时网络88

5.2.1 不同对时网络时钟源分析88

5.2.2 时钟误差分析90

5.3 数字化变电站中的差动保护同步92

5.3.1 光纤纵差保护的应用环境93

5.3.2 合并单元同步94

5.3.3 数字化变电站保护装置和合并单元同步98

5.3.4 变电站间的时间同步99

5.3.5 数字化变电站与传统变电站间的同步101

6 IEEE 1588协议在电力系统的其他应用104

6.1 IEEE 1588在同步相量测量中的应用104

6.1.1 广域相量测量系统的结构105

6.1.2 相量测量在电力系统的应用方向108

6.1.3 广域同步技术的研究109

6.1.4 基于FPGA的IEEE 1588协议的实现111

6.2 IEEE 1588在故障录波中的应用114

6.3 IEEE 1588在故障测距中的应用117

7 IEEE 1588在变电站内的应用分析121

7.1 基于IEC 61850的变电站全站应用方案121

7.1.1 网络结构121

7.1.2 IEEE 1588的全站应用方案121

7.1.3 IEEE 1588误差分析124

7.2 IEEE 1588的全网应用分析125

7.3 鹤壁220kV淇县变电站时间同步系统方案126

7.3.1 工程方案126

7.3.2 对时网络128

7.3.3 设置及指标130

7.3.4 同步时钟系统131

附录 时钟同步在数字化变电站中的应用方案138

参考文献140