一种光伏电站时间同步系统接口扩展装置及双路切换方法与流程
本技术涉及光伏电站时间同步，特别是涉及一种光伏电站时间同步系统接口扩展装置及双路切换方法。
背景技术：
1、光伏电站内存在大量需要时间同步的设备，包括逆变器、汇流箱、测控装置、功率预测系统以及继电保护设备等，各设备对时间同步接口的类型、数量需求存在差异，现有时间同步装置的输出接口数量有限、接口类型单一，难以满足大规模光伏电站的多设备同时对时需求。同时，当前光伏电站时间同步系统大多仅配置单路时钟信号输入，当主时钟发生故障或信号异常时，无法快速完成可靠切换，会导致整个电站的时间同步混乱，影响电站的稳定运行。
2、现有技术中，部分采用双路设计的时间同步方案，仅简单实现信号通断切换，未考虑切换过程中不同传输链路带来的延时偏差，其补偿量计算未考虑不同延时因素对最终精度的差异化影响，难以在复杂工况下实现最优补偿，会导致切换后的时间信号精度不足，无法满足光伏电站对时间同步精度的要求，且现有接口扩展装置大多仅支持单类型接口扩容，无法适配光伏电站内不同设备的多种接口需求，同时缺少对双路输入时间信号的多维度状态评估，切换逻辑仅简单判断信号是否丢失，容易因信号瞬时劣化误触发切换，或未及时识别质量劣化信号导致切换不及时，影响时间同步的稳定性。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本技术提供了一种光伏电站时间同步系统接口扩展装置及双路切换方法，以解决现有技术中存在的输出接口不足、类型适配性差，双路切换可靠性低、延时补偿精度不足的问题。
2、一方面，本发明提供了一种光伏电站时间同步系统接口扩展装置，包括：
3、双路信号输入模块，配置有第一输入端口和第二输入端口，分别连接主用主时钟和备用主时钟的输出端，用于接入两路的时间同步信号；
4、信号切换逻辑模块，用于实时监测两路所述时间同步信号的信号状态参数，基于所述信号状态参数生成信号切换逻辑因子，并判断是否满足切换条件，若是，输出切换后的目标时间信号；
5、延时补偿模块，用于采集传输延时数据，确定所述传输延时数据的延时补偿量并生成综合延时补偿量，根据所述综合延时补偿量对所述目标时间信号进行延时补偿修正，得到校准时间信号；
6、接口扩展模块，用于对所述校准时间信号进行信号拆分、类型转换与接口扩容，扩充输出多数量、多类型的时间同步信号；
7、其中，所述双路信号输入模块、信号切换逻辑模块、延时补偿模块以及接口扩展模块电连接。
8、进一步地，基于所述信号状态参数生成信号切换逻辑因子，并判断是否满足切换条件，包括：
9、所述信号状态参数包括幅值、频率、时序偏差以及信号丢失状态；
10、将采集到的信号状态参数与对应的预设合格阈值进行比对，得到信号状态参数差值，并按照时间顺序映射到分析时间窗口中，得到若干信号状态参数差值序列；
11、其中，所述信号状态参数差值序列包括幅值差值序列、频率差值序列、时序偏差差值序列以及信号丢失状态差异序列；
12、提取各序列的若干特征参数；
13、根据同一序列的若干特征参数生成对应序列的切换需求系数；
14、若全部信号状态参数差值序列的切换需求系数均大于对应的预设系数阈值，则不满足切换条件，若存在信号状态参数差值序列的切换需求系数不大于对应的预设系数阈值，则满足切换条件。
15、进一步地，根据同一序列的若干特征参数生成对应序列的切换需求系数，包括：
16、所述幅值差值序列的若干特征参数包括最大值、平均值和均方差；
17、所述频率差值序列的若干特征参数包括最大值、偏移量和离散度；
18、所述时序偏差差值序列的若干特征参数包括平均偏差、最大偏差和偏差方差；
19、所述信号丢失状态差异序列的若干特征参数包括连续丢失时长以及丢失次数统计值；
20、对同一序列的各特征参数进行归一化处理后，按照对应特征参数的预设的权重占比进行加权求和，得到对应序列的切换需求系数。
21、进一步地，采集传输延时数据，确定所述传输延时数据的延时补偿量，包括：
22、所述传输延时数据包括上行链路物理传输延时、下行链路物理传输延时、中间节点转发处理延时、链路不对称延时、以及温度与老化引起的附加漂移延时中的至少一种；
23、计算所述上行链路物理传输延时和所述下行链路物理传输延时的实测值与标准给定值的差值，并分别作为所述上行链路物理传输延时和所述下行链路物理传输延时的补偿量；
24、计算当前节点队列深度对应的平均排队延时与空载转发延时的差值，并作为所述中间节点转发处理延时的补偿量；
25、计算上行链路物理传输延时与下行链路物理传输延时的差值的二分之一，并作为所述链路不对称延时的补偿量；
26、基于预先建立的温度-漂移特性曲线和老化趋势模型进行拟合得到温度与老化引起的所述附加漂移延时的补偿量。
27、进一步地，根据所述综合延时补偿量对所述目标时间信号进行延时补偿修正，得到校准时间信号，包括：
28、基于权重分配算法动态确定各传输延时数据的权重系数；
29、根据各传输延时数据的延时补偿量以及对应的权重系数进行加权求和处理，得到综合延时补偿量；
30、根据所述综合延时补偿量对所述目标时间信号进行延时补偿修正，输出校准时间信号。
31、进一步地，基于权重分配算法动态确定各传输延时数据对应的权重系数，包括：
32、基于熵权法计算各传输延时数据的客观权重；
33、基于层次分析法计算各传输延时数据的主观权重；
34、将所述客观权重与所述主观权重进行组合，得到各传输延时数据的权重系数。
35、进一步地，得到综合延时补偿量之前，还包括：
36、引入工况敏感因子，所述工况敏感因子包括链路负载率、环境温度变化率以及卫星信号锁定状态中的至少一种；
37、根据工况敏感因子设定若干工况类型，所述工况类型包括一个大于预警阈值的工况敏感因子以及对应工况敏感因子的预设工况数据区间；
38、每一工况类别均映射有对应的影响延时数据以及作用于影响延时数据的修正系数；
39、根据实时检测到的工况类型，匹配对应的修正系数，对各传输延时数据的权重系数进行修正，根据修正后的权重系数进行综合延时补偿量的计算。
40、进一步地，扩充输出多数量、多类型的时间同步信号，包括：
41、预先配置有多个不同类型的输出接口，所述输出接口包括脉冲对时接口、串口对时接口、网络对时接口和b码对时接口；
42、每种输出接口分别设置至少两个独立输出通道；
43、获取实时对时需求，结合当前光伏电站内各对时设备的接口类型和数量需求，激活对应数量和类型的输出通道，输出适配的时间同步信号。
44、进一步地，确定各传输延时数据的权重系数，还包括：
45、当满足任一项触发条件下，重新计算各传输延时数据的权重系数；
46、所述触发条件包括经过预设时间间隔、检测到链路拓扑发生改变时以及存在传输延时数据的实时测量值大于预设阈值时。
47、另一方面，本发明还提供一种光伏电站时间同步接口扩展装置的双路切换方法，应用于上述光伏电站时间同步接口扩展装置上，包括：
48、接入两路的时间同步信号；
49、实时监测两路所述时间同步信号的信号状态参数，基于所述信号状态参数生成信号切换逻辑因子，并判断是否满足切换条件，若是，输出切换后的目标时间信号；
50、采集传输延时数据，确定所述传输延时数据的延时补偿量并生成综合延时补偿量，根据所述综合延时补偿量对所述目标时间信号进行延时补偿修正，得到校准时间信号；
51、对所述校准时间信号进行信号拆分、类型转换与接口扩容，扩充输出多数量、多类型的时间同步信号。
52、本技术实施例的一种光伏电站时间同步系统接口扩展装置及双路切换方法，与现有技术相比，其有益效果在于：
53、通过双路信号输入模块接入主备两路时间同步信号，依托信号切换逻辑模块对两路信号的多维度状态参数进行分析，实现主备信号的可靠智能切换；
54、通过延时补偿模块对各类传输延时分别计算补偿量，并结合主客观权重组合得到综合延时补偿量，适配不同工况对延时补偿的影响，大幅提升切换后的时间信号精度；
55、通过接口扩展模块实现多类型、多数量接口的扩容输出，满足光伏电站内不同设备的对时需求，能够有效提升光伏电站时间同步系统的可靠性与对时精度，保障电站稳定运行。