CN111884751A - 一种基于ptp的智能电网时间同步方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种基于PTP的智能电网时间同步方法和装置。该方法包括：接收上一级节点发送的第一同步信息；向所述上一级节点发送第二同步信息；接收所述上一级节点在接收到所述第二同步信息后返回的第一同步响应信息，所述第一同步响应信息中携带有所述上一级节点的合并时间；根据第一时间、第二时间以及所述上一级节点的合并时间进行时间同步，所述第一时间为本节点接收到所述第一同步信息的时间，所述第二时间为本节点发送所述第二同步信息的时间。本发明实施例通过采用上述技术方案，能够减少时间同步过程对智能电网系统运行资源和传输资源的占用。

Description

一种基于PTP的智能电网时间同步方法和装置

技术领域

本发明涉及智能电网时间同步技术领域，尤其涉及一种基于PTP的智能电网时间同步方法和装置。

背景技术

时间同步是智能电网系统正常运作的基础，为智能电网系统的运行、维护和计费确立了同一的时间基准。当前智能电网系统中的各类终端设备均依赖本地时钟进行守时。受制于制作成本，智能电网系统中的时钟的守时精度较差，因此，需要对智能电网系统中的终端设备进行高精度的网络时间同步。

目前智能电网系统中最常用的网络时间同步方式是基于高精度时间同步协议(Precision Time Protocol，PTP)的时间同步。如图1所示(图中仅给示出了智能电网系统中的第0级节点、第1级节点和第2级节点)，PTP在智能电网系统的根节点(即图1中的第0级节点)和各级从节点(如图1中的第1级节点和第2级节点或其他从节点)之间进行迭代。例如，在第一次迭代中，将第0级节点作为本次时间同步的主时钟节点，将第1级节点作为本次时间同步的从时钟节点，主时钟节点向从时钟节点发送携带有同步报文(即SYNC报文)发送时间预估值的SYNC报文，并在SYNC报文发送后，向从时钟节点发送携带有SYNC报文发送时间精确值t₁的跟随报文(即FOLLOWUP报文)；相应的，从时钟节点记录SYNC报文的接收时间t₂以及FOLLOWUP报文中携带的FOLLOWUP报文的发送时间t₁，向主时钟节点发送延迟请求报文(即DREQ报文)，并记录DREQ报文的发送时间t₃；主时钟节点在接收到从时钟节点发送的DREQ报文后，生成携带有DREQ报文的接收时间t₄的延时请求响应报文(即DRPLY报文)，从而，从时钟节点在接收到主时钟节点发送的DRPLY报文后，可以根据公式

计算其与主时钟节点之间的时间偏移，并根据该时间偏移进行时间同步。在第1级节点时间同步完成后，将第1级节点作为主时钟节点，将第2级节点作为从时钟节点，重复上述时间同步过程进行时间同步。以此类推，即可完成智能电网系统中的各从节点的时间同步。

然而，现有技术中的PTP时间同步方式，从时钟节点在与主时钟节点进行时间同步时需要进行较多次的信息交互，导致智能电网系统的时间同步过程需要占用较多的运行资源和传输资源。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种一种基于PTP的智能电网时间同步方法和装置，以减少时间同步过程中需要进行信息交互的次数，减少时间同步过程对智能电网系统运行资源和传输资源的占用。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于PTP的智能电网时间同步方法，包括：

接收上一级节点发送的第一同步信息；

向所述上一级节点发送第二同步信息；

接收所述上一级节点在接收到所述第二同步信息后返回的第一同步响应信息，所述第一同步响应信息中携带有所述上一级节点的合并时间；

根据第一时间、第二时间以及所述上一级节点的合并时间进行时间同步，所述第一时间为本节点接收到所述第一同步信息的时间，所述第二时间为本节点发送所述第二同步信息的时间。

第二方面，本发明实施例还提供了一种基于PTP的智能电网时间同步装置，包括：

第一接收模块，用于接收上一级节点发送的第一同步信息；

第一发送模块，用于向所述上一级节点发送第二同步信息；

第二接收模块，用于接收所述上一级节点在接收到所述第二同步信息后返回的第一同步响应信息，所述第一同步响应信息中携带有所述上一级节点的合并时间；

时间同步模块，用于根据第一时间、第二时间以及所述上一级节点的合并时间进行时间同步，所述第一时间为本节点接收到所述第一同步信息的时间，所述第二时间为本节点发送所述第二同步信息的时间。

在上述基于PTP的智能电网时间同步方法和装置中，在接收上一级节点发送的第一同步信息后，向上一级节点发送第二同步信息，并接收上一级节点发送的对该第二同步信息的第一同步响应信息，进而根据自身接收到该第一同步信息的第一时间、本端向上一级节点发送第二同步信息的第二时间以及第一同步响应信息中携带的上一级节点的合并时间进行时间同步。本实施例通过采用上述技术方案，本节点与上一级节点之间只需要传输第一同步信息、第二同步信息和第一同步响应信息三个数据包即可实现本节点的时间同步，且所传输的第一同步信息中不需要携带第一同步信息的发送时间，能够减少时间同步过程中需要与上一级节点进行数据交互的次数，并减少所传输的数据包的大小，进而减少时间同步过程对智能电网系统运行资源和传输资源的占用，并缩短每个节点的时间同步过程所耗费的时间。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为现有技术中基于PTP的时间同步过程示意图；

图2为本发明实施例一提供的一种基于PTP的智能电网时间同步方法的流程示意图；

图3为本发明实施例一提供的一种基于PTP的时间同步过程示意图；

图4为本发明实施例二提供的一种基于PTP的智能电网时间同步方法的流程示意图；

图5为本发明实施例三提供的一种基于PTP的智能电网时间同步装置的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。此外，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合

实施例一

本发明实施例一提供一种基于PTP的智能电网时间同步方法。该方法可以由基于PTP的智能电网时间同步装置执行，其中，该装置可以由软件和/或硬件实现，可集成于智能电网系统的节点(即终端设备)中，典型的，可以集成在智能电网系统的从节点中。该智能电网系统的网络可以为包括一个根节点和多个从节点的多跳无线网络，各从节点可以通过直接连接或间接连接的方式与根节点建立通信连接。

在本发明实施例中，以根节点为第0级节点为例，假设智能电网中各节点的传输距离相同，则第1级节点为智能电网系统中位于根节点的传输距离内的、与根节点直接连接的节点；第2级节点为智能电网系统中位于第1级节点的传输距离内的、除根节点之外的其他节点；依次类推，智能电网系统中的第n级节点为智能电网系统中位于第n-1级节点的传输距离内的、除第n-2级节点之外的其他节点。智能电网系统中第0级节点之外的其他节点均为从节点，智能电网系统从节点中的第1级节点与根节点直接连接，智能电网系统从节点中除第1级节点之外的其他从节点与根节点间接连接。

可以理解的是，智能电网系统中各节点的级别号仅是本发明实施例为了便于描述而进行的示例性描述，在具体应用时，智能电网系统中各节点的级别号可以根据需要设置，如可以将根节点标记为智能电网系统的第1级节点、第2级节点等等，只要根节点为智能电网系统中级别最小的节点即可，本实施例不对此进行限制。

图2是本发明实施例一提供的一种基于PTP的智能电网时间同步方法的流程示意图。如图2所示，该方法包括：

S110、接收上一级节点发送的第一同步信息。

其中，第一同步信息可理解为智能电网系统中的上一级节点向本节点发送的同步信息，该第一同步信息可用于指示本节点开始执行与根节点(即智能电网系统中的第0级节点)进行时间同步的过程，即本节点在接收到上一级节点发送的第一同步信息时，确定本节点需要进行时间同步，并进行时间同步。本节点可以为智能电网系统中的任意一个从节点，上一节点可以为智能电网系统中的根节点或从节点，第一同步信息可以为同步报文或延时请求报文，具体的，当上一节点为智能电网系统中的根节点时，该第一同步信息可以为同步报文；当上一节点为智能电网系统中的从节点时，该第一同步信息可以为延时请求报文，第一同步信息中无需携带第一同步信息的发送时间。

具体的，本节点的上一级节点在当前条件符合向本节点发送第一同步信息的预设条件时，向本节点发送第一同步信息，如当本节点的上一级节点为智能电网系统的根节点时，该上一级节点可以在当前条件满足智能电网系统的预设时间同步条件时，向其下一级节点发送第一同步信息；当本节点的上一级节点为智能电网系统的从节点时，该上一级节点可以在其向该上一级节点的上一级节点发送同步信息的同时向其下一级节点(如本节点)发送第一同步信息。相应的，本节点接收其上一节点发送的第一同步信息，并记录接收到该第一同步信息的第一时间，即该第一同步信息在本节点中的接收时间。在此，预设时间同步条件可以灵活设置，如预设时间同步条件可以为接收到智能电网系统管理人员触发生成的时间同步指令或当前时刻到达智能电网系统进行时间同步的设定时刻，等等，本实施例不对此进行限制。

S120、向所述上一级节点发送第二同步信息。

其中，第二同步信息可理解为本节点在接收到上一级节点发送的第一同步信息后，向智能电网中的其他节点(包括该上一级节点)发送的同步信息，该同步信息可以为延时请求报文，该延时请求报文中无需携带第二同步信息的发送时间。

具体的，本节点在接收上一级节点发送的第一同步信息后，根据该第一同步信息中携带的该上一级节点身份ID，查询得到该上一级节点IP地址，并基于该IP地址向该上一级节点发送第一同步信息；或者，按照预先设定的广播方式广播该第二同步信息，以使该上一级节点接收到第二同步信息。S130、接收所述上一级节点在接收到所述第二同步信息后返回的第一同步响应信息，所述第一同步响应信息中携带有所述上一级节点的合并时间。

其中，第一同步响应信息可以理解为智能电网系统中本节点的上一级节点向本节点发送的、针对本节点向该上一级节点发送的第二同步信息的响应信息。智能电网系统中某一节点的合并时间可以理解为对该节点接收和/或发送相应同步信息的时间以及其上一级节点的合并时间进行运算得到的时间值，其可以通过下述式(1)计算得到：

其中，tⁿ为智能电网系统中第n级节点的合并时间，t^n-1为智能电网系统中第n-1级节点的合并时间，

为第n级节点接收到第n-1级节点发送的第一同步信息的时间，

为第n级节点接收到第n+1级节点发送的第三同步信息的时间，

为第n级节点向第n+1级节点发送第二同步信息的时间；n为大于或等于0的整数，当n＝0时，第0级节点为根节点；当n≥1时，第n级节点为从节点。

在本实施例中，请参考图3(图中仅示出了智能电网系统的第0级节点、第1级节点和第2级节点之间的信息交互，且以根节点发送的同步信息为SYNC报文、从节点发送的同步信息为DREQ报文，各节点发送的同步响应信息为DRPLY报文为例)，假设根节点的级别为0，即根节点为第0级节点，并假设第n级节点接收到第m级节点发送的同步信息的时间为

第n级节点向第m级节点发送同步信息的时间为

第n级节点的合并时间为tⁿ，则，第1级节点相对于根节点的时间偏移offset_(1，0)可以为：

由于第0级节点接收到第1级节点发送的同步信息的时间

和第0级节点向第1级节点发送同步信息的时间

均来自于第0级节点(即由第0级节点确定)，因此，本实施例可以在第0级中对

进行计算，并作为第0级节点的合并时间t⁰发送给第1级节点，此时，令

则有：

第2级节点相对于根节点的时间偏移offset_(2，0)可以为：

由于第1级节点接收到第0级节点发送的同步信息的时间

第1级节点接收到第2级节点发送的同步信息的时间

以及第0级节点的合并时间t⁰均来自于第1级节点(即第2级节点从第1级节点获取此三个时间)，因此，本实施例可以在第1级中对

进行计算，并作为第1级节点的合并时间t¹发送给第2级节点，此时，令

则有：

以此类推，令智能电网系统中第n级节点(n为不小于零的整数)的合并时间为：

则当n≥1时，第n级节点相对于根节点的时间偏移offset_(n，0)为：

因此，在本发明实施例中，智能电网中的各级节点在接收到其下一级节点发送的同步信息后，可以根据式(1)计算本节点的合并时间，并将该合并时间携带在同步响应信息中发送给其下一级节点，从而无需在向下一级节点发送的同步信息中携带该同步信息的发送时间，也无需再向下一级节点发送携带有同步信息的准确发送时间的延时请求报文，减小时间同步过程中所发送的数据包的大小和数量。

S140、根据第一时间、第二时间以及所述上一级节点的合并时间进行时间同步，所述第一时间为本节点接收到所述第一同步信息的时间，所述第二时间为本节点发送所述第二同步信息的时间。

示例性的，本节点可以在接收到上一级节点发送的第一同步响应信息之后，对该第一同步响应信息进行解析，得到该第一同步响应信息中携带的上一级节点的合并时间；根据自身接收到第一同步信息的第一时间、向上一级节点发送第二同步信息的第二时间以及解析得到的该合并时间计算本节点相对于根节点的时间偏移，并根据该时间偏移进行时间同步。

本发明实施例一提供的基于PTP的智能电网时间同步方法，在接收上一级节点发送的第一同步信息后，向上一级节点发送第二同步信息，并接收上一级节点发送的对该第二同步信息的第一同步响应信息，进而根据自身接收到该第一同步信息的第一时间、本端向上一级节点发送第二同步信息的第二时间以及第一同步响应信息中携带的上一级节点的合并时间进行时间同步。本实施例通过采用上述技术方案，本节点与上一级节点之间只需要传输第一同步信息、第二同步信息和第一同步响应信息三个数据包即可实现本节点的时间同步，且所传输的第一同步信息中不需要携带第一同步信息的发送时间，能够减少时间同步过程中需要与上一级节点进行数据交互的次数，并减少所传输的数据包的大小，进而减少时间同步过程对智能电网系统运行资源和传输资源的占用，并缩短每个节点的时间同步过程所耗费的时间。

实施例二

图4为本发明实施例二提供的一种基于PTP的智能电网时间同步方法的流程示意图。本实施例在上述实施例的基础上，将“向所述上一级节点发送第二同步信息”优化为：以广播的形式发送第二同步信息，以使所述上一级节点和本节点的下一级节点接收所述第二同步信息。

进一步地，本实施例提供的基于PTP的智能电网时间同步方法还包括：接收所述下一级节点发送的第三同步信息；根据所述上一级节点的合并时间、第一时间以及本节点接收到所述第三同步信息的第三时间计算本节点的合并时间；向所述下一级节点发送携带有本节点的合并时间的第二同步响应信息，以使下一级节点进行时间同步。

进一步地，所述根据第一时间、第二时间以及所述上一级节点的合并时间进行时间同步，包括：根据第一时间、第二时间和所述上一级节点的合并时间计算本节点相对于智能电网系统中的根节点的时间偏移量；基于所述时间偏移量进行时间校准，以使本节点的时间与所述根节点的时间保持同步。

相应的，如图4所示，本实施例提供的基于PTP的智能电网时间同步方法包括：

S210、接收上一级节点发送的第一同步信息。

S220、以广播的形式发送第二同步信息，以使所述上一级节点和本节点的下一级节点接收所述第二同步信息。

在本实施例中，假设智能电网中各节点的传输距离相同，即各节点进行无线通信(包括广播)时无线信号能够传输的距离相同，此时，由于本节点位于其上一级节点的传输距离之内，相应的，上一级节点也位于本节点的传输距离之内，即本节点的上一级节点和下一级节点均位于本节点的传输距离之内，因此，本节点在接收到上一级节点发送的第一同步信息后，可以向外广播第二同步信息，从而使得位于本节点的传输距离之内的本节点的上一级节点和下一级节点接收该第二同步信息。

S230、接收所述上一级节点在接收到所述第二同步信息后返回的第一同步响应信息和所述下一级节点发送的第三同步信息，所述第一同步响应信息中携带有所述上一级节点的合并时间。

其中，本节点的上一级节点和下一级节点可由工作人员预先标识确定；也可以由本节点自行确定，如当本节点在本次时间同步的过程中首次接收到其他节点发送的时间信息时，可以将发送该时间信息的该其他节点确定为本节点的上一级节点，并将该时间信息确定为上一级节点发送的第一同步信息；当本节点在本次时间同步的过程中非首次接收到其他节点发送的时间信息时，可以将发送该时间信息的该其他节点确定为本节点的下一级节点，并将该时间信息确定为下一级节点发送的第三同步信息。

S240、根据所述上一级节点的合并时间、第一时间以及本节点接收到所述第三同步信息的第三时间计算本节点的合并时间，所述第一时间为本节点接收到所述第一同步信息的时间。

具体的，由于本节点在智能电网系统中存在上一节点，即本节点不为智能电网系统的根节点，此时，本节点可以通过计算上一级节点的合并时间与本节点接收到上一接节点发送的第一同步信息的第一时间之和同本节点接收到下一级发送的第三同步信息的第三时间之间的差值，作为本节点的合并时间。即，假设本节点为智能电网系统中的第n级节点，n≥1且n为整数，则本节点的合并时间可以采用下述式(2)计算得到：

其中，tⁿ为智能电网系统中第n级节点的合并时间，t^n-1为智能电网系统中第n-1级节点的合并时间，

为第n级节点接收到第n-1级节点发送的第一同步信息的时间，

为第n级节点接收到第n+1级节点发送的第三同步信息的时间。

可以理解的是，在本实施例中，智能电网系统中的各节点也可以不计算自身的合并时间，直接将其合并时间的各计算因子发送给下一级节点，由下一级节点计算本节点的合并时间。即，本节点在接收到下一级节点发送的第三同步信息后，可以直接生成携带有本节点的上一级节点的合并时间、本节点接收到上一级节点发送的第一同步信息的第一时间以及本节点接收到该下一级节点发送的第三同步信息的第三时间发送给该下一级节点，由下一级节点计算本节点的合并时间。此时，相应的，本节点接收到的上一级节点发送的第一同步响应信息中可以携带有该上一级节点的合并时间的计算因子，如当该上一级节点为智能电网系统的根节点时，该第一同步响应信息中可以携带有该上一级节点接收到本节点发送的第二同步信息的时间以及该上一级节点向本节点发送第一同步信息的时间；当该上一级节点为智能电网系统的从节点时，该第一同步响应信息中可以携带有该上一级节点的上一级节点的同步时间、该上一级节点接收到该上一级节点的上一级节点发送的同步信息的时间以及该上一级节点接收到本节点发送的同步信息的时间，从而，本节点在接收到该上一级节点发送的第一同步响应信息后，可以根据该第一同步响应信息中携带的上一级节点的合并时间的各计算因子计算该上一级节点的合并时间。

S250、向所述下一级节点发送携带有本节点的合并时间的第二同步响应信息，以使下一级节点进行时间同步。

其中，第二同步响应信息可理解为本节点在接收到本节点的下一级节点发送的第三同步信息后，向该下一级节点发送的、针对该第三同步信息的响应信息，如当下一级节点发送的第三同步信息为延时请求报文时，该第二同步响应信息可以为延时请求响应报文。

具体的，本节点在计算得到本节点的合并时间后，生成携带有该合并时间的第二同步相应信息，并将该第二同步响应信息通过广播或双向通信的方式发送给该下一级节点；从而，该下一级节点在进行时间同步时，可以将其接收到的本节点发送的该第二同步信息作为其接收到的第一同步信息、将其向本节点发送的第三同步信息作为其发送的第二同步信息以及将其接收到的本节点的第二同步响应信息作为其接收到的第一同步响应信息，并进一步根据其接收到第一同步信息的时间、其发送第二同步信息的时间以及其接收到的第二同步响应信息中携带合并时间进行时间同步。

S260、根据第一时间、第二时间和所述上一级节点的合并时间计算本节点相对于智能电网系统中的根节点的时间偏移量，所述第二时间为本节点发送所述第二同步信息的时间。

具体的，假设本节点为智能电网系统中的第n级节点，则本节点可以采用下述式(3)计算本节点相对于智能电网系统中的根节点的时间偏移量：

其中，offset_(n，0)为智能电网系统中第n级节点相对智能电网系统中的于根节点的时间偏移量，

为第n级节点接收到第n-1级节点发送的第一同步信息的时间，

为第n级节点向第n-1级节点发送第二同步信息的时间，t^n-1为智能电网系统中第n-1级节点的合并时间。

S270、基于所述时间偏移量进行时间校准，以使本节点的时间与所述根节点的时间保持同步。

具体的，本节点根据自身相对于智能电网系统中的根节点的时间偏移量校准自身的时间，从而，将自身的时间校准为与根节点的时间同步。

需要说明的是，在实际应用时，上述各步骤的执行顺序可以根据需要灵活设置，如S260也可以在S240和/或S250之前执行或与S240和/或S250同时执行，本实施例并不对上述各步骤的执行顺序进行限制。

本发明实施例二提供的基于PTP的智能电网时间同步方法，在接收上一级节点发送的第一同步信息后，以广播的形式同时向本节点的上一级节点和下一级节点发送第二同步信息，接收上一级节点在接收到第二同步信息后返回的第一同步响应信息以及下一级节点发送的第三同步信息，根据上一级节点的合并时间、本节点接收到第一同步信息的第一时间以及本及节点接收到第三同步信息的第三时间计算本节点的合并时间，将本节点的合并时间携带在第二同步响应信息中发送给下一级节点，并根据该第一时间、本节点发送第二同步信息的第二时间以及上一级及节点的合并时间计算本节点相对于智能电网系统中的根节点的时间偏移量，基于该时间偏移量进行时间同步。本实施例通过采用上述技术方案，能够减少时间同步过程对智能电网系统运行资源和传输资源的占用，缩短每个节点的时间同步过程所耗费的时间；并且，由于在向上一级节点发送第二同步信息时即同步将该第二同步信息发送给下一级节点，通过该第二同步信息指示下一级节点开始执行时间通过过程，使得下一级节点无需待本节点时间同步完成后再进行时间同步，因此，本实施例通过采用上述方案，还能够缩短各级节点的等待时间，进而缩短智能电网系统在时间同步时的收敛时间。

实施例三

本发明实施例三提供一种基于PTP的智能电网时间同步装置。该装置可以由软件和/或硬件实现，可集成于智能电网系统的节点(即终端设备)中，典型的，可以集成在智能电网系统的从节点中，可通过执行基于PTP的智能电网时间同步方法进行时间同步。图5为本发明实施例三提供的基于PTP的智能电网时间同步装置的结构框图。如图5所示，该装置包括：第一接收模块301、第一发送模块302、第二接收模块303和时间同步模块304，其中，

第一接收模块301，用于接收上一级节点发送的第一同步信息；

第一发送模块302，用于向所述上一级节点发送第二同步信息；

第二接收模块303，用于接收所述上一级节点在接收到所述第二同步信息后返回的第一同步响应信息，所述第一同步响应信息中携带有所述上一级节点的合并时间；

时间同步模块304，用于根据第一时间、第二时间以及所述上一级节点的合并时间进行时间同步，所述第一时间为本节点接收到所述第一同步信息的时间，所述第二时间为本节点发送所述第二同步信息的时间。

本发明实施例三提供的基于PTP的智能电网时间同步装置，通过第一接收模块接收上一级节点发送的第一同步信息，通过第一发送模块向上一级节点发送第二同步信息，并通过第二接收模块接收上一级节点发送的对该第二同步信息的第一同步响应信息，进而通过时间同步模块根据自身接收到该第一同步信息的第一时间、本端向上一级节点发送第二同步信息的第二时间以及第一同步响应信息中携带的上一级节点的合并时间进行时间同步。本实施例通过采用上述技术方案，本节点与上一级节点之间只需要传输第一同步信息、第二同步信息和第一同步响应信息三个数据包即可实现本节点的时间同步，且所传输的第一同步信息中不需要携带第一同步信息的发送时间，能够减少时间同步过程中需要与上一级节点进行数据交互的次数，并减少所传输的数据包的大小，进而减少时间同步过程对智能电网系统运行资源和传输资源的占用，并缩短每个节点的时间同步过程所耗费的时间。

在上述方案中，所述第一发送模块302具体可用于：以广播的形式发送第二同步信息，以使所述上一级节点和本节点的下一级节点接收所述第二同步信息。

进一步地，所述基于PTP的智能电网时间同步装置还可以包括：第三接收模块，用于接收所述下一级节点发送的第三同步信息；时间计算模块，用于根据所述上一级节点的合并时间、第一时间以及本节点接收到所述第三同步信息的第三时间计算本节点的合并时间；第二发送模块，用于向所述下一级节点发送携带有本节点的合并时间的第二同步响应信息，以使下一级节点进行时间同步。

在上述方案中，所述智能电网系统中各级节点的合并时间可采用下述公式计算得到：

其中，tⁿ为智能电网系统中第n级节点的合并时间，t^n-1为智能电网系统中第n-1级节点的合并时间，

为第n级节点接收到第n-1级节点发送的第一同步信息的时间，

为第n级节点接收到第n+1级节点发送的第三同步信息的时间，

为第n级节点向第n+1级节点发送第二同步信息的时间；n为大于或等于0的整数，当n＝0时，第0级节点为根节点；当n≥1时，第n级节点为从节点。

在上述方案中，所述时间同步模块304可以包括：偏移计算单元，用于根据第一时间、第二时间和所述上一级节点的合并时间计算本节点相对于智能电网系统中的根节点的时间偏移量；时间同步单元，用于基于所述时间偏移量进行时间校准，以使本节点的时间与所述根节点的时间保持同步。

在上述方案中，所述偏移计算单元具体可用于：采用下述公式计算本节点相对于智能电网系统中的根节点的时间偏移量：

其中，offset_(n，0)为智能电网系统中第n级节点相对智能电网系统中的于根节点的时间偏移量，

为第n级节点向第n-1级节点发送第二同步信息的时间。

本发明实施例三提供的基于PTP的智能电网时间同步装置可执行本发明任意实施例提供的基于PTP的智能电网时间同步方法，具备执行基于PTP的智能电网时间同步方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任意实施例所提供的基于PTP的智能电网时间同步方法。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种基于PTP的智能电网时间同步方法，其特征在于，包括：

接收上一级节点发送的第一同步信息；

向所述上一级节点发送第二同步信息；

接收所述上一级节点在接收到所述第二同步信息后返回的第一同步响应信息，所述第一同步响应信息中携带有所述上一级节点的合并时间；

根据第一时间、第二时间以及所述上一级节点的合并时间进行时间同步，所述第一时间为本节点接收到所述第一同步信息的时间，所述第二时间为本节点发送所述第二同步信息的时间。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述向所述上一级节点发送第二同步信息，包括：

以广播的形式发送第二同步信息，以使所述上一级节点和本节点的下一级节点接收所述第二同步信息。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：

接收所述下一级节点发送的第三同步信息；

根据所述上一级节点的合并时间、第一时间以及本节点接收到所述第三同步信息的第三时间计算本节点的合并时间；

向所述下一级节点发送携带有本节点的合并时间的第二同步响应信息，以使下一级节点进行时间同步。

4.根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，所述智能电网系统中各级节点的合并时间采用下述公式计算得到：

其中，tⁿ为智能电网系统中第n级节点的合并时间，t^n-1为智能电网系统中第n-1级节点的合并时间，

为第n级节点接收到第n-1级节点发送的第一同步信息的时间，

为第n级节点接收到第n+1级节点发送的第三同步信息的时间，

为第n级节点向第n+1级节点发送第二同步信息的时间；n为大于或等于0的整数，当n＝0时，第0级节点为根节点；当n≥1时，第n级节点为从节点。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据第一时间、第二时间以及所述上一级节点的合并时间进行时间同步，包括：

根据第一时间、第二时间和所述上一级节点的合并时间计算本节点相对于智能电网系统中的根节点的时间偏移量；

基于所述时间偏移量进行时间校准，以使本节点的时间与所述根节点的时间保持同步。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据第一时间、第二时间和所述上一级节点的合并时间计算本节点相对于智能电网系统中的根节点的时间偏移量，包括：

采用下述公式计算本节点相对于智能电网系统中的根节点的时间偏移量：

其中，offset_(n，0)为智能电网系统中第n级节点相对智能电网系统中的于根节点的时间偏移量，

为第n级节点向第n-1级节点发送第二同步信息的时间。

7.一种基于PTP的智能电网时间同步装置，其特征在于，包括：

第一接收模块，用于接收上一级节点发送的第一同步信息；

第一发送模块，用于向所述上一级节点发送第二同步信息；

第二接收模块，用于接收所述上一级节点在接收到所述第二同步信息后返回的第一同步响应信息，所述第一同步响应信息中携带有所述上一级节点的合并时间；

时间同步模块，用于根据第一时间、第二时间以及所述上一级节点的合并时间进行时间同步，所述第一时间为本节点接收到所述第一同步信息的时间，所述第二时间为本节点发送所述第二同步信息的时间。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一发送模块具体用于：

以广播的形式发送第二同步信息，以使所述上一级节点和本节点的下一级节点接收所述第二同步信息。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：

第三接收模块，用于接收所述下一级节点发送的第三同步信息；

时间计算模块，用于根据所述上一级节点的合并时间、第一时间以及本节点接收到所述第三同步信息的第三时间计算本节点的合并时间；

第二发送模块，用于向所述下一级节点发送携带有本节点的合并时间的第二同步响应信息，以使下一级节点进行时间同步。

10.根据权利要求7-9任一所述的装置，其特征在于，所述智能电网系统中各级节点的合并时间采用下述公式计算得到：

其中，tⁿ为智能电网系统中第n级节点的合并时间，t^n-1为智能电网系统中第n-1级节点的合并时间，

为第n级节点接收到第n-1级节点发送的第一同步信息的时间，

为第n级节点接收到第n+1级节点发送的第三同步信息的时间，

为第n级节点向第n+1级节点发送第二同步信息的时间；n为大于或等于0的整数，当n＝0时，第0级节点为根节点；当n≥1时，第n级节点为从节点。

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