电网调度自动化系统的软件可靠性研究

耿玉杰 林琳 田大伟

摘  要：随着我国经济社会的飞速发展，电力系统运行、维护的复杂性在不断增强，发生事故的危害程度和危害范围也在不断加深和扩大。电网调度自动化系统是一种数据处理系统，其安全稳定的运行关乎整个电力系统的安全与稳定，针对在电网调度自动化系统中进行软件可靠性研究具有非常重要的学术理论价值和积极的现实迫切性。

关键词：电网调度;自动化系统;软件可靠性

中图分类号：TM734;TP11.52      文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2019）18-0091-03

Abstract：With the rapid development of China’s economy and society，the complexity of operation and maintenance of power systems is constantly increasing，and the extent of hazards and the scope of hazards of accidents are also deepening and expanding. The power grid dispatching automation system is a data processing system. Its safe and stable operation is related to the safety and stability of the entire power system. It has very important academic theoretical value and positive realistic urgency for software reliability research in power grid dispatching automation system.

Keywords：power grid scheduling;automation system;software reliability

0  引  言

电力是维持现代社会正常运转的基础产业之一，其关系到人类的生产生活能否正常运转，而电网调度自动化系统对于电力系统安全稳定运行的重要性不言而喻，不能容纳任何不安全的因素。随着电力工业的迅速发展，电网调度自动化系统成为电力系统安全稳定运行的重要支柱之一，因此软件的可靠性成为我们尤其要关注的问题，本研究主要基于电网调度自动化系统的背景，探究软件可靠性的相关问题。

1  电网调度自动化系统

电网调度自动化系统的结构分别经过了集中式、分布式和开放分布式三个阶段的发展。

目前的电网调度自动化系统是融合了自动化技术、通信技术、电子控制技术等各种现代化的先进技术，实现实时数据的采集与监视控制。包括调度主站系统、远方厂站自动化系统以及两者之间相互连接的传输通道系统。这是关乎整个电网控制系统的关键枢纽，对保障电网安全稳定运行发挥着核心作用，同时对发生事故后恢复系统方面也有积极影响，发挥着独特的不可替代作用。

2  电网调度自动化系统的可靠性研究

2.1  电网调度自动化系统可靠性概述

系统的可靠性主要是指系统在一定的运行条件下，在预定的时间段能够充分发挥其预期功能的概率，就此而言可靠性实质上就是概率随机性的问题。随着国家电力电网等行业的飞速发展，可靠性工程理论也逐渐被引用到电力行业，形成较为系统的理论——电力系统可靠性理论。关于电力系统可靠性理论的概念，本研究认为其主要具体指电力系统工程理论与可靠性工程的原理结合产生的应用科学，其实质是将发电、输电、配电设备的潜力以科学、经济的方式发挥出来，保障向所有用户持续提供质量合格的用电，实现全面的安全、质量管理。

2.2  调度自动化系统可靠性影响问题

2.2.1  系统缺陷和技术缺陷

电网调度自动化系统的不够成熟使其在系统和技术方面仍有一些缺陷，主要表现为：一方面产品本身存在缺陷，主要是因为在出厂设计过程中或在设备安装过程中由于操作不当造成的变电站供电设备存在部分安全隐患。另一方面就是设备性能退化导致的缺陷，主要是因为变电站的供电设备性能逐渐退化使得系统方面存在隐患，相应地造成调度自动化系统安全性与稳定性逐渐降低。另外，自动化装置在投入使用后，由于湿度、温度以及设备保养程度等因素导致自动化装置在长时间高负荷运转的情形下发生损坏，从而影响系统装置的使用寿命。

2.2.2  人为因素

在现代社会中，技术的更新换代速度非常快，调度系统相对其他系统而言科技含量较高，因此对操作人员的能力和综合素质也提出了较高的要求。但是在现实环境中，由于运维人员的业务素质参差不齐，对于运行规程、设备系统的熟悉、掌握和理解不够，遇到问题时往往不能够正确处理，不能短时间内将故障排除，甚至会造成事故扩大。

2.2.3  管理因素

管理方面的因素主要是指应用新装备及新工作模式引发的管理漏洞。随着无人值班模式的推广普及，导致相关工作人员沟通不及时、信息不对称，进而影响维修效果。导致该类现象出现的原因主要是管理的疏忽与缺位。另外就是供电企业使用的系统规程较为繁琐，会影响到系统的稳定运行。

3  电网调度自动化系统软件的可靠性及重要性

3.1  电网调度自动化系统软件可靠性的含义

电网调度自动化系统是软件密集性系统，软件的质量和可靠性直接影响其正常运行情况。结合ANSIIAIAA R-013-1992对软件可靠性工程给出的定义，软件可靠性工程是指应用统计技术处理在系统开发和运行期间所采集的数据，以便详细说明、预测、估计和评价基于软件的系统可靠性该定义主要强调的是软件可靠性工程中的度量工作。“Handbook of Software Reliability Engineering”指出：軟件可靠性工程定量地按用户对于可靠性的需求研究软件系统的操作行为。我国的专家则认为软件可靠性工程是指为了满足软件的可靠性要求而进行的一系列设计、分析、测试和管理等工作。尽管说法不一，但无一不包含软件可靠性度量，甚至大多以度量作为主要的工作，由此也可以体现出软件可靠性度量在软件可靠性工程中的重要程度。

3.2  电网调度自动化系统软件可靠性的重要性

软件可靠性是软件质量中最重要，也是最易定量的固有特性。可靠性包括许多方面，对于软件费用具有重大影响。电网调度自动化系统软件可靠性度量工作贯穿于软件生存周期的各个阶段，对软件的质量和可靠性管理起着重要的作用。

4  电网调度自动化系统的软件可靠性构建分析

4.1  软件可靠性实现的功能维度分析

首先，平台标准化。自动化系统软件的使用要完全按照电力行业最新标准进行构建，从《智能电网调度技术支持系统专用技术规范》《电网通用模型描述规范》《电网设备通用模型命名规范》等方面进行细致化分析，保障平台构建的规范性。

其次，电网运行监视可视化。通过自动化软件对电网运行实现实时性的监视，将运行状况通过数据、图像的方式展现出来。这一监控功能构建同时要融合二次信息监控、综合智能告警、电网数据可视化展示、视频可视操作等功能。在实时数据信息获得基础上，实现决策的智能化，为实现电网调度科学化提供支持。

最后，数据平台化。在将电网调度的数据集中整理分析的基础上，通过使用三维可视化技术实现对电网全景多维度的分析，数据信息共享使用，提升调度效率。

4.2  传输通道

电网调度自动化系统数据传输通道合理选择也是非常重要的。实际通道使用主要分为通信设备和线缆。在传输通道构建中，容易出现故障，为了降低故障需要从专属通道和调度数据网两个方面进行建设。专线通道配置图如图1所示，有效解决了兼容问题，控制故障概率。

4.3  分站段

电网调度自动化软件系统构建中分站段设备是从通信管理机和变电站监控后台主机两个方面实现的，以此实现变电站、开闭所和电厂的全方面管理。分站段主要是进行信息接收和传递、处理。在实际构建中，使用高性能的嵌入式CPU保证软件系统运行的稳定性。

4.4  不间断电源

电网调度自动化的实现需要不间断电源提供充足的动力。整个调度系统的不间断电源应至少有两套组成，这样能够在主机出现故障时，保证调度系统实现正常运行，保证运行的可靠性。

4.5  防雷

在电网调度自动化软件系统中，可靠性的实现还要从防雷方面做好保护处理。由实践可以发现，导致电网调度系统出现故障的主要原因之一是雷击事故的出现。为了提升防雷水平，可以从电源防雷、通信通道防雷两个方面实现。在防雷技术使用的基础上，同时加强实际监测管理，监测调度系统运行中是否出现问题，做好防雷防护工作，控制损失率。

整体上而言，电网调度自动化软件系统的可靠性需要从以上五个方面实现，严格按照相关规范标准科学化建设，在系统建设完整的基础上进行全面分析，切实为电网调度自动化系统可靠性运行提供有效的支持。

5  结  論

电网调度自动化系统软件可靠性度量工作是检测软件可靠性的关键工作，可以分为需求分析阶段、设计阶段、测试阶段等步骤。就目前的进展来看，尽管已经有部分学者发现了软件可靠性对于电力系统的正常运转有重要的意义，但是目前的研究成果还是非常稀少，同时对于如何保证和提高自动化系统的软件可靠性方面还需要进一步的深入研究和探索。

参考文献：

[1] 魏燕.电网调度自动化系统可靠性分析 [J].农村电气化，2017（3）：32-33.

[2] 刘洋.电网调度自动化系统的软件可靠性研究 [D].武汉：华中科技大学，2006.

作者简介：耿玉杰（1988-），男，汉族，山东临沂人，工程师，硕士研究生，研究方向：电力系统及其自动化、数据挖掘。