可信软件的基础理论与技术及其在电网调度中心继电保护软件系统中的初步应用研究

软件可信性问题是近年来国内外软件领域研究的热点问题之一，其目标是通过对软件综合可信度量理论、软件构建过程理论和方法的研究来提高软件系统的可信性。随着软件在电力系统自动化与信息化建设中重要性的增加，其可信性问题日益突出，不可信软件对电网安全运行的潜在威胁不容忽视。本项目首次提出在电力系统软件研发领域跟踪计算机领域中的可信软件基础研究，并结合其在电网调度中心继电保护在线整定计算系统中的应用开展研究，具有重要的探索性意义。研究内容包括，研究基于领域知识的可信性需求分析理论和方法及其应用，研究基于契约设计和形式化验证的组件可信质量模型及保证方法，研究继电保护定值在线计算与修改的安全性评估方法，研究基于工作流的继电保护在线整定计算软件可信过程管理方法，并最终构筑电网继电保护在线整定计算原型软件，通过实际试验对软件的可信性进行评估，该软件的可信和实用化将对电网继电保护整定计算产生深远影响。

结合电网继电保护定值离线整定及在线定值校核系统研发过程中的需求分析和设计问题，研究了软件可信性需求分析方法及其应用，探讨了基于组件的系统设计中的质量保证模型和方法等。针对继电保护定值校核系统对于校核计算结果的可信性具有较高要求，研究并提出了一种基于编辑距离的EMS与离线定值校核系统实时数据匹配新方法，研究了基于整定逆过程的保护定值在线校核原则及实现方法，提出了基于虚拟节点阻抗矩阵和边界节点迁移的在线校核分区方法，并采用基于风险的方法对继电保护定值薄弱区域进行在线辨识。在此基础上，进行了继电保护定值在线校核及预警系统的设计和开发，完成的继电保护定值在线校核及预警系统已经在华中电网、江西电网和湖北电网投入运行，实用效果良好。此外，还对电力调度数据网的传输特性进行了分析；研究了基于IEC 61850和IEC 61499的IED组件模型，以加快IED设计和开发过程，提高厂站端IED的灵活性和可靠性；并研究了在潮流分析软件研发过程中提高计算效率的方法。