Исследование точности синхронизации устройств ENMU по протоколу PTPv2 в лабораторных условиях

Введение. Одним из направлений цифровой трансформации электроэнергетики является внедрение интеллектуальных электронных устройств (ИЭУ) с функцией синхронизированных измерений. Для высокоточной и надежной синхронизации ИЭУ применяют протокол PTPv2 в сочетании с волоконно-оптическими линиями связи (ВОЛС) и поддерживающими их программируемыми коммутаторами. Имеется опыт такой синхронизации на расстояниях до 2 км в проектах подстанций с высоким уровнем автоматизации. Однако, опыт практического апробации такого решения в распределительных сетях при расстояниях более 2 км на базе устройств ENMU ООО «Энергосервис» отсутствует. Цель заключается в исследовании точности синхронизации устройств ENMU по протоколу PTPv2 стандарта IEEE 1588 при помощи сервера времени, телекоммуникационных коммутаторов и медиаконверторов и волоконно-оптической линии связи длиной 8 км в лабораторных условиях.

Материалы и методы. Исследование выполнено в лабораторных условиях с использованием блока коррекции времени, промышленного коммутатора и медиаконвертера, бухты с волоконно-оптическим кабелем ОКП-К-8 длиной 8 км, генератора эталонных сигналов и дублирующей измерительной системы на базе измерительных устройств National Instruments, реализующих функционал PMU.

Результаты и обсуждение. Результаты лабораторных испытаний показали, что точности синхронизации составила от 0,5 до 16 мкс в зависимости от используемой методики подсчета рассинхронизации.

Заключение. В результате лабораторных испытаний показана возможность синхронизации измерений с высокой точностью при помощи устройств ENMU на основе протокола PTP v2 стандарта IEEE 1588 на расстоянии не менее 8 км. Полученные результаты доказывают перспективы по внедрению подобных устройств не только в центрах питания, но и в пределах целого фидера распределительной сети или отдельных его частей.

1. О единой технической политике в электросетевом комплексе: Положение ПАО «Россети» (новая редакция). 2022. 226 с. URL: https://www.rosseti.ru/upload/docs/tehpolitika_29.04.2022.pdf (дата обращения: 17.10.2024)

2. Use of Precision Time Protocol to Synchronize Sampled-Value Process Buses / David M. E. Ingram, Pascal Schaub, Duncan A. Campbell // IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. 2012. No 5(51). P. 1173-1180

3. Мартихин А. Ю., Вылегжанин А. В., Семин В. В., Беккер С. Э. Положительный опыт внедрения систем на базе технологий МЭК 61850-9-2 // Электроэнергия. Передача и распределение. 2018. № 6(51). С. 16-21

4. Устройство сопряжения с шиной процесса ENMU. Руководство по эксплуатации // Официальный сайт производителя. 2024. 46 с. URL: https://enip2.ru/documentation/re_enmu.422100.001.pdf (дата обращения: 17.10.2024)

5. Блок коррекции времени ЭНКС-2Т-220-А2В1Е2. Официальная документация производителя. 2024. 62 с. URL: https://enip2.ru/documentation/re_encs.681730.001.pdf (дата обращения: 17.10.2024)

6. IGS-6325-20S4C4X L3 Промышленный 20-Портов 100/1000X SFP + 4-Порта Gigabit TP/SFP + 4-Порта 10G SFP+ Коммутатор // Официальный сайт компании в России. URL: https://planet.com.ru/en/product/igs-6325-20s4c4x (дата обращения: 17.10.2024)

7. IGT-900-2T2S Промышленный управляемый медиаконвертер 2-порта 10/100/1000T + 2-слота SFP 100/1000/2500X // Официальный сайт компании в России. URL: https://planet.com.ru/en/product/igt900-2t2s (дата обращения: 17.10.2024)

8. SFP модуль SNR-SFP-LX-20-i. Официальная документация. 2024. 12 с. URL: https://data.nag.wiki/private/SFP/Datasheets/1G/SNR-SFP-LX-20.pdf (дата обращения: 17.10.2024)

9. Why choose NI for PMUs and Wide Area Monitoring. URL: https://www.ni.com/en/solutions/energy/smart-grid/why-choose-ni-for-pmus-and-wide-area-monitoring.html (дата обращения: 17.10.2024).

10. Контроллер CompactRIO cRIO-9025 // Официальный сайт компании National Instruments. URL: https://www.ni.com/ru-ru/support/model.crio-9025.html (дата обращения: 17.10.2024).

11. Шасси CompactRIO cRIO-9118 // Официальный сайт компании National Instruments. URL: https://www.ni.com/ru-ru/support/model.crio-9118.html (дата обращения: 17.10.2024).

12. Измерительный модуль напряжения NI-9225 // Официальный сайт компании National Instruments. URL: https://www.ni.com/ru-ru/support/model.ni-9225.html (дата обращения: 17.10.2024).

13. OMICRON-CMC356 // Официальный сайт производителя. URL: https://www.omicronenergy.com/ru/products/cmc-356/ (дата обращения: 17.10.2024)

14. Идентификация параметров распределительных сетей по синхронизированным измерениям токов и напряжений / Е. Г. Зеленский, Ю. Г. Кононов, И. И. Левченко // Электротехника. 2016. № 7. С. 3-8.

15. Estimation of 500 kV power transmission line parameters with PMU / Y. Kononov, E. Zelenskii, O. Rybasova, D. Kostyukov, E. Bakaushina // E3S Web of Conferences. 2021. 13 p.

16. Опыт и перспективы применения синхронизированных измерений для локализации нетехнических потерь электроэнергии в распределительных сетях / Е. Г. Зеленский, Ю. Г. Кононов, М. В. Жуков [и др.]. // Энергоэксперт. 2017. № 5-6. С. 1-11.

17. Mobile Laboratory for Identification of Radial Distribution Network Topology / E. G. Zelenskii, D. S. Tuchina, Y. G. Kononov, V. M. Kozhevnikov // 2022 IEEE International Multi-Conference on Engineering, Computer and Information Sciences, SIBIRCON 2022. P. 2110-2115.