电力自动化设备时钟同步中的NTP应用

【摘要】电网事业的快速发展，使得我国的电网覆盖面积越来越大，因此也就导致我国的电力系统出现故障的可能性增大，而对这些故障进行原因分析时，离不开时间分辨率的支持。NTP在电力自动化设备当中的使用使得电力系统得到了有效保障。本文简单介绍了NTP的概念与应用方式，以及在电力自动化系统中应用NTP的优势，并且还列出了NTP在实际生活的运用。

【关键词】电力自动化设备; 时钟同步; NTP

一、前言

我国的电力自动化设备进行工作时，难免会出现意外情况，而这些意外情况与时钟同步记录是有着十分紧密的联系的，一旦时间记录发生错误的话，就会对相关工作人员的判断能力造成影响，还会导致更严重的事故发生。因此，要想避免这些事故的话，就需要充分利用好NTP，也就是通常所说的网络时间协议，它能够帮助电力自动化设备实现时钟同步的工作，帮助相关的电力企业进行更好地工作。

二、NTP的概念

NTP就是网络时间协议的缩写，只要相关的设备上有NTP服务器以及标准时钟，那么该设备就能够通过网络时间协议进行时间对准的工作。NTP能够对标准时间进行及时获取，既可以从因特网上找到时间来源，同样也能够从天文台、卫星等地方获得相关的时间来源，这样也就保证了获得的时间源是准确可靠的。一般而言，NTP的服务器结构选用的多为客户/服务器，相关的客户在进行对时工作时，所利用的就是NTP，然后在通过特定的通信渠道，将服务器与相关的设备进行连接，这样就能够对误差进行控制，保证时钟的准确性。

三、NTP的工作原理与工作方式

（1）在相关的时间网络协议当中，一般都是把参考时钟作为协议的最高层，然后将时间服务分为一、二、三层，同时相关的参考时钟还可以进行具体的分层服务。当进行分层服务时，客户端能够将自身所处的时间以及请求编写到接收时间之中，根据所受到的数据包再次进行传输时间的计算。这类过程一般都需要重复进行几次，因为这样才能够保证统计数据的准确性，才能够进行更准确的对时工作。不仅如此，进行NTP对时工作的时候，还能够通过广播、点对点的方式，虽然也需要几分钟的时间，但是也能够对数据的准确性进行保证。如果时间误差较大时，那么就需要对相关的设备进行调整，要能够保证路由器的数量不会过多，只有这样才能保证好NTP对时工作能够安全高效的进行下去。

（2）NTP所使用的UDP/IP能够保证其获得快速的响应与连接，NTP所需要的资源量很小，哪怕只有一个服务器，就可以对成百上千的客户进行服务了;NTP需要的网络带宽量很小，其数据包长度为90字节。虽然NTP所使用的UDP会造成网络堵塞，影响到时钟的同步工作，但是相关的客户端还是能够使用以前的历史数据来进行调节，只要能够对网络中的路由器进行数量上的控制，那么就能够保证在较短的时间内完成对时的工作。

（3）NTP能够通过时间服务器、无线时钟以及局域网等来实现自身的同步工作。选用时间服务器，就是利用好网络当中的时间服务器，通过其来实现系统时间的更新;选用无线时钟，就是将某个无线时钟与相关的服务器系统进行连接，然后通过卫星进行信号的确定，以此来实现时间的校对;而局域网的同步就是以时间源对时间进行同步。这些对时方法都能够保证电力自动化设备进行正常的时钟同步工作，使其能够更好地促进电力设备的使用。

四、在电力自动化设备中使用NTP进行时钟同步工作的优势

（1）由于NTP上的标准时间都是从UTC上得到的，因此时间源也就比较广泛，像互联网、卫星、天文台等都可以成为NTP的时间源，并且这些时间源的可靠性都能够得到保证。不仅如此，NTP服务器还能够进行分层服务，这样也就将标准时钟与电子设备之间的误差缩小了，更加能够保证时钟的准确性。

（2）目前我国所选用的对时方法多为主站向远动设备的对时方法，然而这种方式的分辨率以及精准度都很低，时间误差较大，通常都会保持在100ms以上。如果所使用的对时方法为站内时钟对站内设备的话，尽管在时间准确度方面能够达到要求，但是却需要将标准时钟以及相关设备之间的距离进行控制，要使其保持在较短的距离之内，并且还要能够保证接口与电缆是单独的。因此，面对这类情况，就需要选择网络时间协议，不仅运用范围较广，分辨率以及精准度也很高，而且还能够在局域网、广域网中进行使用，能够广泛应用于自动化设备当中，保证其能够获得更好的条件与环境。

五、如何提高电力自动化设备在时钟同步中对于NTP的运用

（1）系统平台的支持

要想确保NTP在电子自动化设备中得到安全有效的运用，就需要保证相关的服务器以及客户端的设备能够匹配，需要在客户端内配置带有时钟同步功能的服务器，像Windows、Linux等都能够支持NTP的相关功能，这样就能够保证相关的电子设备实现时钟同步的工作，保证其获得健康的发展环境。如果相关的系统平台不能够对时钟同步进行支持工作的话，那么就需要对应的厂家将NTP的功能在客户端上进行实现。

（2）设置多台服务器

如果想要在相关的电力自动化设备当中有效地实现NTP的作用的话，只有一台服务器是远远不够的，因此就需要在相关的设备当中设置多台服务器。电力企业要能够在每一个变电站配置一台服务器，并且将GPS设置为相关电子设备的标准时间，同时还要能够保证变电站的计算机设备以及相关的自动化设备可以进行同步计时的工作。如果想要相关的网络时间协议变得更加值得信任的话，那么就需要同时设置多台NTP服务器，在这种情况下，进行同步的服务器就会变为性能最好、精准度最高的那台服务器，更加能够保证系统的安全性。设置多台服务器不仅能够保证时间同步的准确性，保证客户、服务器同时进行使用，而且还能够保证相关的电力设备进行正常的工作，为企业创造出更大的经济利益。

（3）进行故障解决

如果相关的电力自动化设备当中使用了NTP，那么当其在运行过程中发生故障时，就能够选择手动的方式，再次将NTP服务器进行启动，而且还能够在相关的图形界面上进行命令的输入。如果在工作过程中发现参考时钟、实际时钟之间的误差较大的话，就应该将NTP断开，然后对其进行实时的检测工作，将NTP的实际工作情况进行及时了解，只有这样才能保证信号的完整，才能保证服务器的可靠准确，最终保证电力自动化设备的时钟同步工作能够正常进行下去。

（4）提高系统的安全稳定

随着时代的发展，我国的电力企业已经将RTOS系统运用在相关的变电站设备当中了，其能够帮助电力设备进行时间的同步响应，甚至异步时间响应也能够得以实现。不仅如此，RTOS系统也能够达到网络时间协议的要求，实现时钟同步的工作，因此为了能够实现更好的对时工作，相关的电力自动化设备要能够选择较好的振荡器，只有这样，才能更好地促进NTP的应用，才能更好地进行时钟同步的工作，保证电子企业的正常工作的开展。

六、结语

根据NTP的工作原理、工作方式以及优势条件等，能够看出NTP的功能较为强大，因此在相关的电力自动化设备当中，也能够很好地进行时钟同步的工作。正是由于NTP的操作较为简单，资金投入较少，才使得相关的电力设备的结构变得更为简单，才保证了电力自动化设备的正常工作。因此，相关的电力企业要能够对NTP进行充分利用，不断将其的发展潜力进行挖掘，只有这样，才能保证我国电力企业的健康发展，才能最终促进我国经济社会的发展。

参考文献

[1]吕俪俪.NTP在电力自动化设备时钟同步中的应用分析.硅谷[J].2013（24）.

[2]张树海.NTP在电力自动化设备时钟同步中的应用探讨.电源技术应用[J].2013（4）.

[3]谢宝云.解析 NTP在电力自动化设备时钟同步中的应用.科技创新与应用[J].2014（5）.