变电站综合自动化系统的软件可靠性研究

第３４卷第１８期　２００６年９月１６日　继电器　ＲＥＬＡＹ　Ｖｏ１．３４　Ｎｏ．１８　Ｓｅｐ．１６，２００６　３１　变电站综合自动化系统的软件可靠性研究　刘洋　，罗毅　，易秀成　，涂光瑜　，陈维莉　，江伟　（１．华中科技大学电气与电子工程学院，湖北武汉４３００７４；　２．杭州易龙电气技术有限公司，浙江杭州３１００００）　摘要：提出在变电站综合自动化系统的软件开发中运用软件可靠性工程的理论，以保证和提高软件系统的可　靠性的观点。建立了基于改进的ＪＭ模型的变电站综合自动化系统软件可靠性模型，改进模型在原有的ＪＭ　模型基础上定义了故障消除概率，从而克服了原模型对于排错过程估计过于乐观的不足。该模型可以根据软　件测试中搜集的故障数据，预测出软件系统可靠性增长的趋势，从而得出软件可以达到的可靠性指标及达到　该指标所需要的测试时间。算例说明了该模型的可行性与有效性。　关键词：变电站综合自动化系统；软件开发；软件可靠性；ＪＭ模型；软件可靠性预测　中图分类号：ＴＭ７６　文献标识码：Ａ　文章编号：１００３－４８９７（２００６）１８－００３ｌ—Ｄ４　０引言　随着我国电力工业的发展，对变电站的安全、经　对设计和编码的质量的检测。大型的软件系统在运　济运行的要求越来越高，实现变电站综合自动化已　经成为电力发展的趋势。当前，计算机系统已被大　量应用于变电站的运行与管理，成为变电站综合自　动化系统的核心，其可靠性成为关系电网安全可靠　运行的关键之一。尽管计算机系统的硬件复杂程度　在逐渐增加，但统计表明硬件可靠性随着硬件技术　（尤其是ＶＬＳＩ）的不断发展而得到很大提高。与此　同时，变电站综合自动化水平的提高极大地增加了　软件开发的规模和复杂度，软件故障逐渐成为实时　系统发生灾难性事故的主要隐患。美加８・１４大停　电的调查报告证实ＦＥ（Ｆｉｒｓｔ　Ｅｎｅｒｇｙ）的软件故障导　致调度员对系统状态失去监视是事故的主要原因之　…因此在新形势下，运用软件可靠性的理论来　加强对变电站综合自动化系统ＳＡＳ（Ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ　Ａｕｔｏ．　ｍａｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ）的软件开发的管理，成为减小这一安　一行之后一旦出错，其损失将是巨大的，因此在投运前　必须进行大量测试和评估以确保软件的可靠。　本文针对软件开发阶段，建立了基于改进的ＪＭ　模型的变电站综合自动化系统软件可靠性模型，预　测出软件系统可靠性增长的曲线，定量分析了软件　可靠性的指标，并通过算例证明了该模型在变电站　综合自动化系统软件开发中的可行性与有效性。　ｌ软件可靠性　软件可靠性是软件质量的关键因素。１９８３年　美国ＩＥＥＥ计算机学会软件工程技术委员会将其定　义为：　１）在规定的条件下，在规定的时问内，软件不　引起系统故障的概率。该概率是系统输入和系统使　用的函数，也是软件中存在的故障的函数。　２）在规定的时问周期内，在所述条件下程序执　行要求的功能的能力。　。全隐患的有效途径。　软件可靠性的研究始于上世纪７０年代，现已在　计算机、控制、航天、军事等领域得到较为广泛而深　入的研究，然而在电力系统中的研究尚处于起步阶　段。文献［２～４］从不同的角度分析了软件可靠性　研究在电力系统中的应用前景，但是都只停留在定　性的阶段，没有阐明如何定量地对软件系统进行可　靠性评估和预测。文献［５］认为应将软件作为构成　电网调度自动化系统的设备之一，并考核其可靠性　水平，文中介绍了软件可靠性模型和失效率的计算，　为进一步量化软件可靠性的评价和预测奠定了基　础。软件测试是软件开发阶段的主要任务之一，是　其主要指标有：软件中的初始故障数；经测试排　错后软件中的剩余故障数；经预测得到的下一次故　障的发生时问。　与硬件不同，由于没有损耗，软件不存在设备的　浴盆曲线。绝大部分的软件可靠性模型属于软件可　靠性增长模型ＳＲＧＭ（Ｓｏｆｔｗａｒｅ　Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　Ｇｒｏｗｔｈ　Ｍｏｄｅ１），本文介绍的改进的ＪＭ模型也属于此范畴。　ＳＲＧＭ以软件运行和测试期间得到的故障数据为输　入，应用统计和随机过程的理论和方法，对软件中剩　余的缺陷数目进行评估，并且预测软件在未来一段　时间内可靠性增长情况。　维普资讯 http://www.cqvip.com

３２　继电器　２变电站综合自动化系统的软件可靠性模　型　２．１　ＳＡＳ软件可靠性研究的必要性与可行性　数据要求也较为简单。但是其假设２）不完善，因而　缺乏广泛适用性。本文对假设２）做出修改，建立一　个适用于变电站综合自动化系统的改进的ＪＭ可靠　性模型。　较之常规的变电站自动化系统，变电站综合自　动化系统的主要优越性体现在其借助通信，实现各　个断路器间隔中的保护测控单元、变电站计算机系　２．３．１故障消除概率的定义　在软件的开发和测试阶段，修改一处代码可能　消除故障，也有可能引入新的故障。如果改正根故　障可以消除很多故障，改正叶子故障只能消除一个　统、电网控制中心自动化系统之间的信息交换和信　息共享，从而提高变电站运行的可靠性。可靠的通　信一方面依赖于可靠的ｌＥＤ装置、计算机硬件、传　故障；同样，引入一个根故障会引入多个故障，引入　一输介质、接口设备、网络拓扑结构以及相关的抗干扰　个叶子故障会引入一个故障　Ｊ。于是，将故障的　技术，另一方面依赖于实现各种功能的软件系统的　引入看作是负的消除数，那么软件故障消除数可当　可靠运行。衡量软件系统的质量需要相关的数学模　成随机变量，并假设它服从正态分布，则可以定义故　型和指标，而软件可靠性模型恰好能满足这种需要，　障消除的概率密度：　它能定性和定量地评价软件系统的可靠性，评价和　ｐ（　）＝—　１　ｅ　（一　≤　≤　）（２）　预测可靠性走向，在软件产品的开发、运行和维护的　各个阶段都能发挥其指导性作用。　其中：　为改正故障数的数学期望；８为改正故障数　本文具体针对软件开发阶段建立软件可靠性模　的方差。　型，为判断产品的质量达标与否提供理论依据。　当　＞０时表示测试过程顺利，故障减少；／ｚ＜０　２．２　ＪＭ模型介绍　时表示引入了新的故障，可靠性降低；／ｚ＝０表示改　ＪＭ模型（Ｊｅｌｉｎｓｋｉ　ａｎｄ　Ｍｏｒａｎｄａ　Ｍｏｄｅ１）是Ｚ．Ｊｅ—　正无效，故障数不变。　、８的值可由测试记录数据　ｌｉｎｓｋｉ和Ｐ．Ｍｏｒａｎｄａ于１９７２年提出的，它把故障间　用概率方法估算出。设　为每次改正的消除数。　隔时间看成一种随机过程，符合一定的分布，分布参　数依赖于各间隔时间内程序中的残留故障数。模型　＝　基本假设如下：　砉　８＝√　耋ｃ　一　ｃ３　２．３．２改进的ＪＭ模型　１）软件中的初始故障个数为一个未知但固定　的常数，用Ⅳ表示。　将假设２）改为：故障一旦查出即进行改正，每　２）故障一旦被查出即被完全排除，且不引入新　次改正后，Ⅳ一　。根据假设，当第一个故障被排除　的故障，于是每次排错之后，Ⅳ就减１。　以后，故障率就由Ⅳ　变为（Ⅳ一　）　，以此类推。　３）任何时候的故障率都与软件中的故障剩余　代入式（１）就可得到改进的故障密度函数：　个数成正比，其单位故障率用　表示。　ｔ　）＝　［Ｎ－／ｚ　（ｉ一１）］ｅｘｐ｛一　［Ｎ一　设ｔ　，ｔ　，…，ｔ　表示相继出现的并被改正的故障　一１（ｉ一１）］ｔ　｝　（４）　之间的时间区间样本，则第ｉ次故障发生的时间服　获取一组观测值的似然函数可以表示成Ｌ＝　从参数　［Ⅳ一（ｉ一１）］的负指数分布，其故障密度　（ｔ　）。两边取对数，ｌｎＬ＝∑ｌｎｆ，（ｔ　）。于是ＪＭ模　函数可以表示为：　型可表示成为：　ｔ　）＝咖［Ｎ一（ｉ一１）］ｅｘｐ｛一　［Ｎ一（ｉ一１）］ｔ　｝　ｌｎＬ＝∑ｌｎ／　［Ｎ一　一。（ｉ一１）］｝＿　（１）　该模型一直是学者研究的热点，如文献［６］研　∑　［Ⅳ一　（ｉ一１）Ｉｔ　（５）　究了参数极大似然估计的存在性问题，并讨论了软　令　件可靠性的置信限；文献［７］对ＪＭ模型做出了修　改，假设不同的故障有不同的故障率并建立模型等。　『　＝ｏ　２．３　一种适用于变电站综合自动化系统的软件可　靠性模型　ｌ　＝ｏ　ＪＭ模型的数学表示简单，假设比较合乎直觉，　整理得：　维普资讯 http://www.cqvip.com

刘洋，等变电站综合自动化系统的软件可靠性研究　３３　西＝　间；初始故障数为估计出的软件设计和编码中存在　ｉ：１　：ｌ　Ⅳ∑Ａｔ　一∑　ｌ（　一１）・Ａｔ　ｎ　［　：　】＝　Ⅳ　∑Ａｔ　ｉ＝ｌ　的原始故障个数。由于该模型的参数方程是非严格　单调的，本文采用了步长为０．１的试探性数值求解　法，以保证在较短时间内求得参数的满意解。　首先在系统测试过程中获得所需的数据，然后　经过模型分析、计算，对某变电站综合自动化系统的　测试结果，绘制出故障拟合及预测曲线图，见图２。　∑　△　其中：Ａｔ　＝ｔ　—ｔ　，ｔ０　０　ｏ一　　从上式可以得出初始故障数Ⅳ和单位故障率　∑　的最大似然估计值。　—　，Ｌ　．１　３算例及分析　一　ｌ　、　●／　本文根据某变电站综合自动化系统软件的测试　△　６　、　数据，利用基于改进的ＪＭ模型的软件可靠性模型预　测出单位故障率，软件设计中存在的初始故障数及其　查出时间。模型的仿真软件为Ｍａｔｌａｂ６．５，其算法流　程如图１所示。其中，当前累积故障数表示到当前时　间为止系统累积发生故障的次数；下一故障发生率为　监测程序根据当前状况预测下一故障发生的概率；　下一故障时间表示预测下一故障最有可能发生的时　连接数据库，获取测试数据　●　当前累积故障￣ｇＥｒｒｏｒＮｕｍ。当前错误消除数为　肌　Ｅｌｉｍ，求解瓦　Ｎｕｍ，，保存至　．　●　ＥｒｒｏｒＮｕｍ　求解　ｉ　“一ｆ‘　一　‘　一　，保存至　Ｓｕｍｔｉ．保存最近一次失效时间到ｔ。　＋　令　ｍ）＝　＋　＋１　南Ｅｒｒｏ…．ｒＮｕｍ・＋　ｔ０　ｒ“Ｈ（ＥｒｒｏｒＮｕｍ一１）ｔｏ　ｘ－Ｓｕｍｔ　＋　以步长为０．１迭代求解，得到满意解　存至Ｎ，记为初始故障数　Ｉ　Ｎ／　ｒ　ｌ博单位故　：　Ｅｒｒｏ丽ｒＮｕｍ　ｌ　＋　计算下一故障发生率　ＮｅｘｔＲａｔｉｏ＝　・（Ｎ－“　・ＥｒｒｏｒＮｕｍ）　●　计算下一次故障时间　＋，一Ｓｕｍｔｉ　．ＥｒｒｏｒＮｕｍ＋ｌ　‘ｏ　Ｎ　ＮｅｘｔＲａｔｉ０×Ⅳ　±　图１算法流程图　Ｆｉｇ．１　Ｆｌｏｗ　ｃｈａｒｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　从图２中可以看出随着测试时间的增加，故障查出　数量越来越多，曲线趋于饱和。测试终止后软件故　障的更正工作很少，即认为软件的故障率将恒定不　变。经过求解可以得到算例的初始故障数为１７，单　位故障率为０．００９　４，最后一次故障查出时间为　３６０．５１０　６天　３６ｔｌ　７２．２　ｌｏ８．３　１４４　４　１８０．５　２ｌ６６　２５２．７２８８８　３２４．９　３６ｌ　ｔ／ＣＰＵ单竹　图２算例的故障拟合及预测曲线图　Ｆｉｇ．２　Ｃｕｒｖｅ　ｏｆ　ｆａｕｌｔ　ｆｉｔｔｉｎｇ　ａｎｄ　ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ　通过对变电站综合自动化系统的软件可靠性的　模型的研究，可以做以下工作：　ａ．对所开发的软件进行可靠性预测，并根据可　靠性指标判断其是否能满足实际运行需要。实时系　统的ＣＰＵ为全天候工作，因此对于平均无故障时间　ＭＴＢＦ（Ｍｅａｎ　Ｔｉｍｅ　Ｂｅｔｗｅｅｎ　Ｆａｉｌｕｒｅｓ）的要求相对较　高。根据变电站综合自动化系统的现场需求，应保　证ＭＴＢＦ在１０　０００　ｈ以上。算例得到单位故障率的　极大似然估计为０．００９　４，表示当剩余故障数为１　时，软件的故障率为０．００９　４。根据经典可靠性的理　论可得ＭＴＢＦ为１０６．３８３　０天，共计２　５５３．２　ｈ，显然　此时不满足现场需要，还需进一步排错。当排除最　后一个初始故障后，ＭＴＢＦ将远大于１０　０００　ｈ，即表　示测试３６１天后该软件满足现场运行的需求，可以　投入市场。　ｂ．可以利用该模型估算测试成本。其计算方法　参考文献［１０］。在ｔ时刻投放软件时期望的成本一　收益函数为：　ｒＣ】Ｎｅｘｐ（一咖　）＋（Ｃ４一Ｃ３一　）（Ｄ—ｔ）＋　ｃ（ｔ）：｛（ｃ：＋ｃ　）　，０≤　≤。　【Ｃ１Ｎｅｘｐ（一４，ｔ）＋（Ｃ２＋Ｃ５）ｔ＋Ｐ（ｔ），ｔ＞Ｄ　维普资讯 http://www.cqvip.com

３４　继电器　其中：ｃ　为投放每个错误的平均损失及修复成本，　ｃ　为执行每单位时间测试所花ＣＰＵ时间的成本，　ｃ　表示软件已投放后人工所获收益，ｃ　为每单位时　间在应用中运行软件的成本，Ｃ　为测试期间每单　位时间人工的成本。算例中估算出在测试阶段排除　所有初始故障的成本为１０３　９５０元。　ｃ．确定软件最佳投放时间，即将软件产品交付　用户使用或投放市场的最佳时间。从实质上讲，测　试终止时间和投放时间是一个问题，测试一旦终止，　也就意味着产品可以投放市场了。结论ａ得到的是　软件的可靠性指标，ｂ得到的是软件测试对软件开　发总成本构成的影响。而最佳投放时间则是在综合　考虑经济因素与可靠性指标的情况下确定的最优测　试终止时间。其算法可以将ＭＴＢＦ≥１０　０００作为成　本一收益函数的一个约束条件，再求出ｍｉｎ｛ｃ（ｔ）｝　所对应的时间ｔ　，则ｔ　为最佳投放时间。由于在本　算例中要满足可靠性指标就必须排除最后一个初始　故障，所以软件最佳的投放时间为３６１天。　４结语　针对目前电力系统对软件可靠性的研究相对薄　弱的情况，本文对变电站综合自动化系统软件的开　发测试阶段建立了软件可靠性模型并提出了相应的　算法，提出的改进ＪＭ模型在原有ＪＭ模型的基础上　引入了故障消除概率，从而克服了原模型对于排错　过程估计过于乐观的不足。该算法能估计出软件初　始故障数、单位故障率，并能预测出软件下一故障发　生的概率及最可能出现的时间，为判断产品的质量　达标与否提供理论依据。算例证实该软件可靠性模　型的可行性和有效性。　参考文献：　［１］　胡学浩．美加联合电网大面积停电事故的反思与启示　［Ｊ］．电网技术，２００３，２７（９）：２－５．　ＨＵ　Ｘｕｅ—ｈａｏ．Ｒｅｔｈｉｎｋｉｎｇ　ａｎｄ　Ｅｎｌｉｇｈｔｅｎｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｌａｒｇｅ　Ｓｃｏｐｅ　Ｂｌａｃｋｏｕｔ　ｉｎ　Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｅｄ　Ｎｏａｈ　Ａｍｅｒｉｃａ　Ｐｏｗｅｒ　Ｇｒｉｄ［Ｊ］．Ｐｏｗｅｒ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００３，２７（９）：２－５．　［２］徐立子．变电站自动化系统的可靠性分析［Ｊ］．电网　技术，２００２，２６（８）：６８－７２．　ＸＵ　Ｌｉ—ｚｉ．Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　Ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．Ｐｏｗｅｒ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００２，２６（８）：６８．　７２．　［３］　所旭，张萍．微机继电保护软件可靠性探讨［Ｊ］．继电　器，２００４，３２（１２）：４３—４６．　ＳＵＯ　Ｘｕ，ＺＨＡＮＧ　Ｐｉｎｇ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　Ｔｈｅ　Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　Ｄｉ￣ｔＭ　Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ　Ｒｅｌａｙ　Ｓｏｆｔｗａｒｅ［Ｊ］．Ｒｅｌａｙ，２００４，３２　（１２）：４３—４６．　［４］　丁茂生，王钢，李晓华．电网调度自动化系统可靠性研　究（一）［Ａ］．电力系统及其自动化专业第二十一届学　术对年会论文集．南宁：２００５．１９　２５．　ＤＩＮＧ　Ｍａｏ—ｓｈｅｎｇ，ＷＡＮＧ　Ｇａｎｇ，ＬＩ　Ｘｉａｏ—ｈｕａ．Ｒｅｌｉａｂｉｌｉ—　ｔｙ　ｏｆ　Ｄｉ￣ｔＭ　Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ　Ｒｅｌａｙ　Ｓｏｆｔｗａｒｅ［Ａ］．Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｓｙｓｔｅｍ．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　２１ｔｈ　ＣＵＳ—ＥＰＳＡ．Ｎａｎｎｉｎｇ：２００５．１９—２５．　［５］　陈家鼎，张韧，吕波．ＪＭ模型的统计推断［Ｊ］．应用概　率统计，２００１，１７：４０３—４０９．　ＣＨＥＮ　Ｊｉａ—ｄｉｎｇ，ＺＨＡＮＧ　Ｒｅｎ，Ｌｔｉ　Ｂｏ．Ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ　Ｉｎｆｅｒ—　ｅｎｃｅ　ｉｎ　Ｊ—Ｍ　Ｍｏｄｅｌ［Ｊ］．Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ　ａｎｄ　Ｓｔａｔｉｓ—　ｔｉｃｓ，２００１，１７：４０３—４０９．　［６］Ｈｏ　Ｔｓｕ—ｆｅｎｓ，Ｃｈａｎ　Ｗａｈ—ｃｈｕｎ，Ｃｈｕｎｇ　Ｃｈｙａｎ—ｇｏｅｉ．Ａ　Ｑｕａｎｔｕｍ　Ｍｏｄｉｉｆｃａｔｉｏｎ　ｔｏ　ｔｈｅ　Ｊｅｌｉｎｓｋｉ—Ｍｏｒａｎｄａ　Ｓｏｆｔｗａｒｅ　Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　Ｍｏｄｅｌ『Ｚ］．　［７］　方木云，屈玉贵，赵保华．软件可靠性ＪＭ模型完全排　错假设的修改［Ｊ］．小型微型计算机系统，２００１，２２　（２）：１９９－２００．　ＦＡＮＧ　Ｍｕ—ｙｕｎ，ＱＵ　Ｙｕ—ｇｕｉ，ＺＨＡＯ　Ｂａｏ—ｈｕａ．Ａｎ　Ｉｍ—　ｐｒｏｖｅｍｅｎｔ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ａｓｓｕｍｐｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｔｈｏｒｏｕｇｈ　Ｆａｕｈｓ—Ｒｅｍｏｖａｌ　ｉｎ　ｔｈｅ　ＪＭ　Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　Ｍｏｄｅｌ［Ｊ］．Ｍｉｎｉ—Ｍｉｃｒｏ　Ｓｙｓｔｅｍ，　２００１，２２（２）：１９９—２００．　［８］　曾芬芳，孙建华，伍星，等．监控系统的软件可靠性建　模、度量与预测［Ｊ］．计算机工程与应用，２００２．　ＺＥＮＧ　Ｆｅｎ—ｆａｎｇ，ＳＵＮ　Ｊｉａｎ—ｈｕａ，ＷＵ　Ｘｉｎｇ，ｅｔ　ａ１．Ｓｏｆｔｗａｒｅ　Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　Ｍｏｄｅｌｉｎｇ，Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　ａｎｄ　Ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ　ｉｎ　Ｃｏｍ—　ｐｕｒｅｒ　Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒｙ　Ｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，２００２．　［９］　徐仁佐，等．软件可靠性模型及应用［Ｍ］．北京：清华　大学出版社，１９９４．　ＸＵ　Ｒｅｎ—ＺＵＯ，ｅｔ　ａ１．Ｓｏｆｔｗａｒｅ　Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　Ｍｏｄｅｌ　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉ—　ｃａｔｉｏｎ［Ｍ］．Ｂｅｒｉｎｇ：Ｔｓｉｎｇｈｕａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　Ｐｒｅｓｓ，１９９４．　收稿日期：２００６－０４－０３　作者简介：　刘　洋（１９８２一），女，硕士研究生，研究方向为变电站综　合自动化；Ｅ—ｍａｉｌ：ｊｕｄｉｔｈｌ１３０＠ｔｏｍ．ｃｏｍ　罗毅（１９６６一），男，副教授，从事ＥＭＳ和ＤＭＳ的研究；　易秀成（１９６５一），男，工程师，从事电力系统自动化技术　的研究工作。　（下转第５１页ｃｏｎｔｉｎｕｅｄ　ｏｎ　ｐａｇｅ　５１）　维普资讯 http://www.cqvip.com

王玉斌，等收稿日期：２００６－０２—１０；　作者简介：　三相电压不对称时谐波和无功电流的准确检测新方法　５ｌ　修回日期：２００６－０６—１４　现代电力电子技术及应用；Ｅ—ｍａｉｌ：ｙｂ＿ｗａｎｇ＠ｓｄｕ．ｅｄｕ．ｃｎ　吕　燕（１９８０一），女，硕士研究生，研究方向为现代电　力电子技术及应用。　王玉斌（１９６７一），男，副教授，博士生，主要研究方向为　Ｎｅｗ　ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｈａｒｍｏｎｉｃｓ　ａｎｄ　ｒｅａｃｔｉｖｅ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｕｎｄｅｒ　ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃａｌ　ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ　ｖｏｌｔａｇｅｓ　ＷＡＮＧ　Ｙｕ—ｂｉｎ　，Ｌｔｉ　Ｙａｎ　，ＬＩ　Ｙｉｎｇ－ｊｕｎ　（１．Ｓｈａｎｄｏｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉｎａｎ　２５００６１，Ｃｈｉｎａ；２、Ｊｉｎａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉｎａｎ　２５００２２，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ　ｄｅｄｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ａｒｅ　ｐｏｉｎｔｅｄ　ｏｕｔ　ｔｈａｔ　ｃｏｎｃｅｒｎ　ｔｈｅ　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｈａｒｍｏｎｉｃｓ　ａｎｄ　ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ　ｐｏｓｉｔｉｖｅ—ｓｅｑｕｅｎｃｅ　ａｃｔｉｖｅ＆ｒｅａｃｔｉｖｅ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ　ｗｉｔｈ　ｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓ　ｒｅａｃｔｉｖｅ　ｐｏｗｅｒ　ｔｈｅｏｒｙ　ｕｎｄｅｒ　ａｓｙｍｍｅｔｉｒｃａｌ　ｔｈｒｅｅ—　ｐｈａｓｅ　ｖｏｌｔａｇｅｓ。Ａ　ｎｅｗ　ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｔｏ　ｄｅｔｅｃｔ　ｔｈｅｓｅ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ　ｉｓ　ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｂｙ　ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ　ｄｅｄｕｃｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ．Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｎｅｗ　ｍｅｔｈｏｄ，ａｎ　ｉｄｅａｌ　ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ　ｓｙｍｍｅｔｒｉｃａｌ　ｓｙｓｔｅｍ，ｏｆ　ｗｈｉｃｈ　ｖｏｌｔａｇｅｓ　ａｒｅ　ｅｑｕａｌ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｆｕｎｄａｍｅｎｔｌ　ｐｏｓｉｔａｉｖｅ—ｓｅ—　ｑｕｅｎｃｅ　ｖｏｌｔａｇｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｏｒｉｇｉｎａｌ　ｓｙｓｔｅｍ，ｉｓ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ　ｆｉｓｔ，ｔｒｈｅｎ　ｈａｒｍｏｎｉｃｓ　ａｎｄ　ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ　ｃａｎ　ｂｅ　ｄｅｔｅｃｔｅｄ　ａｃｃｕ—　ｒａｔｅｌｙ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｍｅｔｈｏｄ　ｃａｎ　ａｃｃｕｒａｔｅｌｙ　ｄｅｔｅｃｔ　ｈａｒｍｏｎｉｃｓ，ａｃｔｉｖｅ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ａｎｄ　ｒｅａｃｔｉｖｅ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｏｆ　ｆｕｎｄａ—　ｍｅｎｔｌ　ｗｈｅｎ　ｔａｈｒｅｅ—ｐｈａｓｅ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｉｓ　ｕｎｂａｌａｎｃｅｄ　ａｎｄ　ｄｉｓｔｏｒｔｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：　ｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓ　ｒｅａｃｔｉｖｅ　ｐｏｗｅｒ；ｈａｒｍｏｎｉｃｓ；ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ　ｐｏｓｉｔｉｖｅ—ｓｅｑｕｅｎｃｅ；　ｒｅａｃｔｉｖｅ　ｃｕｒｒｅｎｔ；ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　（上接第ｌ７页ｃｏｎｔｉｎｕｅｄ　ｆｒｏｍ　ｐａｇｅ　１７）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｓｅｔｔｉｎｇ　ｏｆ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｉｓ　ｖｅｒｙ　ｉｍｐｏａｒｔａｎｔ　ｔｏ　ｅｎｓｕｒｅ　ｔｈｅ　ｓａｆｅｔｙ　ｏｆ　ｐｏｗｅｒ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ．Ｔｈｉｓ　ｐａ—　ｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｃｏｎｉｇｆｕｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　７５０　ｋＶ　Ｇｕａｎｔｉｎｇ　ｔｏ　Ｌａｎｚｈｏｕｄｏｎｇ　ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ　ａｐ—　ｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｃｏｎｉｇｆｕｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｓｅｔｔｉｎｇ　ｏｆ　ｔｈｉｓ　７５０　ｋＶ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｉｓ　ａｎａｌｙｓｅｄ　ａｎｄ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ　ｉｎ　ｄａｔ￣１．Ｔｈｅ　ｐｒｏｂ－　ｌｅｍ　ｎｅｅｄｉｎｇ　ｔｏ　ｒｅｇａｒｄ　ｉｓ　ａｌｓｏ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ　ｆｏｒ　ｏｔｈｅｒｓ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ．Ｓｉｎｃｅ　ｔｈｅｒｅ　ａｒｅ　ｓｏ　ｍｕｃｈ　ｃｏｎｔｒａｄｉｃｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙ　ａｎｄ　ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ　ｏｆ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｓｅｔｔｉｎｇ，ｔｈｅ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ｔｏ　ｅｎｓｕｒｅ　ｔｈｅ　ｓａｆｅｔｙ　ｏｆ　ｐｏｗｅｒ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｓｈｏｕｌｄ　ｂｅ　ｃｈｉｅｆｌｙ　ｔａｋｅ　ｉｎｔｏ　ａｃｃｏｕｎｔ　ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ａ—　ｃｈｉｅｖｅ　ａ　ｒｅｓｏｎａｂｌｅ　ｃｏｎｉｇｕｒａｔｉｆｏｎ　ａｎｄ　ｓｅｔｔｉｎｇ，　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：７５０　ｋＶ；ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｃｏｎｉｇｆｕｒａｔｉｏｎ；ｓｅｔｔｉｎｇ；ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ　（上接第３４页ｃｏｎｔｉｎｕｅｄ　ｒｆｏｍ　ｐａｇｅ　３４）　Ｓｔｕｄｉｅｓ　ｏｎ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　ｆｏｒ　ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ　ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ＬＩＵ　Ｙａｎｇ　，ＬＵＯ　Ｙｉ　，ＹＩ　Ｘｉｕ．ｃｈｅｎｇ　，ＴＵ　Ｇｕａｎｇ—ｙｕ　，ＣＨＥＮ　Ｗｅｉ．．１ｉ，Ｊｉ．ａｎｇ　Ｗｅｉ　（１．Ｈｕａｚｈｏｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ　４３００７４，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｈａｎｇｚｈｏｕ　Ｙｉｌｏｎｇ　ｐｏｗｅｒ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ　３１００００，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｆａｕｌｔ　ｉｓ　ｂｅｃｏｍｉｎｇ　ｏｎｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｒｅａｓｏｎｓ　ｒｅｓｕｌｔｉｎｇ　ｉｎ　ｄｉｓａｓｔｅｒｓ　ｉｎ　ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ　ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｏ　ｇｕａｒａｎｔｅｅ　ａｎｄ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　ｏｒｆ　ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ　ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ（ＳＡＳ），ｉｔ　ｂｒｉｎｇｓ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｔｏ　ｂｅａｒ　ｄｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｄｅ—　ｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｐｅｒｉｏｄ．Ａ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　ｍｏｄｅｌ　ｆｏｒ　ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ　ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ＪＭ　ｍｏｄｅｌ　ｉｓ　ｓｅｔ　ｕｐ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ．　Ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｏｌｄ　ＪＭ　ｍｏｄｅｌ，ｉｔ　ｄｅｆｉｎｅｓ　ｆａｕｌｔ　ｅｌｉｍｉｎａｔｉｎｇ　ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｏｎｅ，ｗｈｉｃｈ　ｍａｋｅｓ　ｔｈｅ　ａｓｓｕｍｐｔｉｏｎｓ　ｂｅｃｏｍｅ　ｍｏｒｅ　ａｃｃｏｒｄａｎｔ　ｗｉｔｈ　ｐｒａｃｔｉｃｅ．Ｉｔ　ｆｏｒｅｃａｓｔｓ　ｔｈｅ　ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ　ｃｕｒｙｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｆａｕｌｔ　ｄａｔａ　ｃｏｌｌｅｃｔｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｔｅｓｔ，ａｎｄ　ｔｈｅｎ　ｃｏｎｃｌｕｄｅｓ　ｔｈｅ　ｒｅｌｉａｂｌｅ　ｉｎｄｅｘ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｃａｎ　ａｃｈｉｅｖｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｔｅｓｔ　ｔｉｍｅ　ｔｏ　ｒｅａｃｈ　ｔｈｅ　ｒｅｌｉａｂｌｅ　ｉｎｄｅｘ．Ｔｈｅ　ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈｅ　ｖａｌｉｄｉｔｙ　ａｎｄ　ｅｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｏｆ　ｔｆｈｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ　ａｕｔｏｍａ—　ｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ　ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ；　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ；ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ；ＪＭ　ｍｏｄｅｌ；ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　ｆｏｒｅｃａｓ—