چکیده
یکی از موضوعاتی که در مطالعات شبکه برق و یا همان سیستم قدرت اهمیت دارد مسئله اندازه گیری همزمان کمیت های الکتریکی است. در برخی مطالعات همچون مطالعات پخش بار و یا روندهای عیب یابی و بررسی خطاها در سیستم قدرت باید اندازه گیری کمیت ها و رویدادهای الکتریکی در نقاط مختلفی از شبکه انجام شود و سپس با مقایسه و محاسبات روی این داده ها مدل سیستم و یا منشاء خطاها و رویدادها استخراج شود.
عناوین مهم این مقاله
اهمیت همزمان سازی اندازه گیری
به طور مثال وقتی می خواهیم منشاء یک افت یا اضافه ولتاژ کوتاه مدت که در یک نقطه مشخص اتفاق افتاده را بیابیم نیاز هست نقاطی در مجاورت (پایین دست یا بالادست) آن نقطه نیز همزمان اندازه گیری شود. اگر اندازه گیری ها از لحاظ زمانی با یکدیگر همگام نباشند روند خطایابی و تعیین منشاء ممکن است دچار اشکال شود. یا در بررسی پخش توان در شبکه چون تحلیل ها با فرض همزمانی اندازه گیری در نقاط مختلف انجام می شود در عمل نیز همزمانی اندازه گیری باید رعایت شود. مورد دیگری که در همزمانی اندازه گیری داده ها میتواند مفید باشد حالتی است که میخواهیم میزان مصرف انرژی الکتریکی را با میزان تولید در یک صنعت تطبیق داده و به اصطلاح “تخصیص هزینه” یا cost allocation انجام دهیم در این صورت مهم است که ساعت دستگاه های اندازه گیری پارامترهای الکتریکی با ساعت سیستم اتوماسیون تولید همزمان باشند.
روش همزمان سازی اندازه گیری
یکی از روش هایی که برای برقراری همزمانی میان دستگاه های اندازه گیری با یکدیگر و یا با سیستم های دیگر نظیر اتوماسیون صنعتی، استفاده از پروتکل های خاصی از شبکه است. در صورتی که دستگاه های اندازه گیری به صورت یک شبکه محلی پیکربندی شده باشند می توان از پروتکل هایی نظیر NTP ،SNTP و یا PTP برای برقراری همزمانی میان آن ها استفاده نمود. در این روش یک یا چند سرور به عنوان سرورهای همگام ساز از طریق شبکه با دستگاه ها ارتباط گرفته و به صورت دائمی ساعت دستگاه ها را با یکدیگر و با خود همگام می سازند. برای این کار نیاز هست دستگاه های اندازه گیری علاوه بر قابلیت اتصال به شبکه از طریق بسترهای سیمی یا غیرسیمی و ترجیحا اترنت، از یکی از پروتکل های فوق پشتیبانی نمایند. همچنین دقت ساعت داخلی دستگاه های اندازه گیری نیز در دقت کل سیستم همزمان سازی کاملا موثر می باشد.
معرفی پروتکل های همزمان سازی
مرسوم ترین پروتکل برای همزمان سازی در صنعت NTP است که می تواند با دقتی در حدود میلی ثانیه ساعت دستگاه ها و سیستم ها را همزمان سازد. اما این پروتکل نیاز به چندین سرور داشته و همچنین بسیاری از دستگاه های اندازه گیری توانایی پشتیبانی از این پروتکل را ندارند. پروتکل ساده تری که به شکل وسیع تری قابل پیاده سازی است پروتکل SNTP است که تنها نیاز به یک سرور داشته و به دلیل سبک بودن آن به شکل ساده تری در دستگاه های اندازه گیری قابل پیاده سازی است این پروتکل نیز می تواند بسته به شرایط شبکه و دستگاه ها دقتی در حدود میلی ثانیه فراهم آورد اما نسبت به پروتکل NTP دقت کمتر و قابلیت اطمینان پایین تری دارد اما برای بسیاری از کاربردها کافی است. دقیق ترین پروتکل همزمان سازی PTP است که می تواند در محدوده میکروثانیه ساعت دستگاه ها را همزمان سازد اما پیچیدگی زیادتری نسبت به پروتکل های دیگر دارد و برای کاربردهای خاص تر استفاده می شود.
گفتنی است ثبات کیفیت توان (پاورآنالایزر) بهراد بنابر درخواست قابلیت پشتیبانی از پروتکل SNTP را دارا می باشد.