韩子媛，王 轩，秦靖尧，王 瞧，许 岩

（1.中国电建集团河南省电力勘测设计院有限公司，河南郑州 450000；2.河南工业大学电气工程学院，河南郑州 450001）

5G 智能电网[1-3]需要统一的时间基准、精确的时间信息为实现“枢纽型、平台型、开放型”电力物联网保驾护航。智能电网中信号同步采样、设备故障检测及协调控制等均对时钟同步系统提出了高精度需求[4-6]。

目前，研究者多采用IEEE1588 精确时间同步协议[7-9]完成主从节点时差测量，基于PID 反馈控制方法调节从节点时钟，以与主节点时钟保持同步，如基于神经网络的PID 时钟控制算法[10-11]、基于模糊逻辑的PI 时钟控制算法[12-13]。为了进一步提高时钟同步性能，遗传算法（GA）[14]、粒子群优化（PSO）[15]、天牛须搜索[16]等方法被用于PID 控制器参数的整定和优化。以上研究中：①多侧重于PID 控制器参数优化；②多采用时钟误差状态的一次多项式模型，未充分考虑时钟相位误差、频率误差、钟漂的影响；③实际工程应用中主从节点多采用DSP/ARM+FPGA 物理架构，以上智能算法存在计算耗时、算法复杂度高等缺点，不利于在FPGA 等物理平台上实现。

为此，该文提出一种面向5G 智能电网的高精度时钟在线实时同步方法，并建立其数字实现模型，实现纳秒级主从节点时钟同步精度，支撑工程实践应用。

1 时钟状态建模

为了实现5G智能电网中主从节点的时钟同步，需要建立精确的时钟状态模型。表征时钟稳定性的因素主要包含时钟相位误差、频率误差和频率漂移。故采用二次多项式建立时钟状态模型，如式（1）所示：