电力系统的稳定性与可靠性分析
电力系统稳定性与可靠性是电力工程中两个重要的概念。稳定性是指电力系统在各种外界扰动下，能够维持稳定的运行状态。可靠性则是指电力系统的设备和组件能够在设计寿命范围内保持正常工作，不发生故障。了解电力系统的稳定性和可靠性对于保障电力供应的稳定和安全具有关键意义。
一、电力系统的稳定性分析
电力系统的稳定性是指系统在发生扰动后，能够恢复到稳态工作状态的能力。稳定性问题主要分为静态稳定和动态稳定两个方面。
1.静态稳定性
静态稳定性指电力系统在平衡态时，对外界扰动的抵抗能力。主要包括电压稳定性和转子稳定性。
（1）电压稳定性：电压稳定性是指系统运行时各节点电压保持在合理范围内的能力。当电压波动超过一定范围时，电力系统中的设备可能会受到损坏，甚至引发系统崩溃。因此，对于电力系统来说，维持合理的电压水平至关重要。
（2）转子稳定性：转子稳定性是指电力系统在发生扰动时，转子角速度能够恢复到稳定的状态。转子稳定性问题是由于大功率负荷变化或大幅方波的投入引起的。转子稳定性直接影响系统的可靠性和稳定性。 2. 动态稳定性
动态稳定性是指电力系统在外界扰动下，能够恢复到平衡态的时间和稳定性。主要包括小扰动动态稳定和大扰动动态稳定两个方面。
（1）小扰动动态稳定性：小扰动动态稳定性主要以系统阻尼为基础，衡量系统对小幅度扰动的抑制能力。一般利用系统的传递函数或者状态空间模型来分析和评估。
（2）大扰动动态稳定性：大扰动动态稳定性主要指系统在大幅度外界扰动（如故障、短路等）下的稳定性。主要通过计算机仿真和实验研究来评估。
二、电力系统的可靠性分析
电力系统的可靠性是指系统在设计寿命范围内保持正常工作的能力。可靠性问题主要包括设备可靠性和电网可靠性两个方面。
1. 设备可靠性
设备可靠性是指电力系统中设备的寿命、故障率和可修复性等方面的评估。主要包括静态设备可靠性和动态设备可靠性。
（1）静态设备可靠性：静态设备可靠性主要指静止设备（如变压器、发电机等）在工作期间内不发生故障的概率。影响设备可靠性的因素包括设备的质量、工作环境、保养维护等。
单片机测控系统的可靠性分析裴古英(兰州交通大学电子与信息工程学院甘肃兰州730070)il_一戳盛YVALLE工电子科掌
[摘要】通过对干扰源的分析，讨论在单片机测控系统中硬件系统和软件系统可靠性与整个系统可靠性的关系。采用软硬件协同设计方法，将硬件与软件抗干扰相结合，可以设计出稳定可靠的单片机测控系统。【关键词]单片机测控系统软硬件协问设计可靠性中图分类号：TP202．1文献标识码tA文章编号：1671--7597(2008)'110025--01一、，I■近年来，人们在不断完善单片机测控系统硬件配置的基础上，对系统受干扰的原因进行分析，对提高系统抗干扰能力的方法进行探讨，不仅具有一定的理论意义。也有很高的实践价值。=、曩件鬃统可童性硬件系统可靠性从技术的角度上来讲，主要指硬件的冗余技术。在工业生产中所出现的干扰一般是以脉冲的形式进入单片机系统的，渠道主要有三条，即空间干扰(场干扰)，过程通道干扰和供电系统干扰。空间干扰是通过电磁波辐射进入系统的，过程通道十扰是通过与主机相连的前向通道、后向通道以及与其它主机相连的通道进入的．在一般的情况下，空间干扰的强度上要远小于其他两个渠道的干扰，而且可以通过良好的屏蔽、正确的接地和高频滤波加以消除。因此重点应放在防止供电系统和过程通道的干扰上[1]。厂至面砷—一门影响单片机测控系统可靠性的因素，有一I单I45％来自系统设计。为了保证测控系统的可靠陌酉柔蠹罕习———+I：I性，在对电路设计时，应进行最坏情况的设计一l：I各种电子元件的特性不可能是一个恒定值，总是一I统I在其标注值的上下有一个变化的筢围。同时，电恒里型篁王到———◆口源电压也有一个波动范围，最坏的设计(指工作图l单片机测控系统环境最坏情况下)方法是考虑所有元件的公差，的主要干扰渠道并取其最不利的数值。核算电路的每一个规定的特性。如果这一组参数值都能保证正常工作，那么在公差范围内的其它所有元件值都能使电路可靠地工作。在设计应用系统电路时，还要根据元件的失效率特征及其使用场所采取相应措施，对那些容易产生断路的部件，以并联方式复制，并在这些部分设置报警和保护装置【2]。对于提高系统的可靠性，人们在硬件上已采取了多种常用的措施，如各种接地处理、屏蔽、隔离、滤波、退耦、旁路等等，因此能够抑制或消除一定的干扰。但是这些措施并不是十分有效的，例如对因单片机系统配置不完善、元器件不能正确使用及硬件设计的不合理而受到的干扰就不能完全消除．另外，进入单片机系统干扰的频谱往往是很宽的，也具有较大的随机性．如果采用硬件抗干扰的措施，也只能控制某个频段的干扰，而对于其他频段的干扰就难于控制了．三、软件系统可童性实现软件系统可靠性最有效的方法是去除干扰源、隔断干扰路径，但往往很难做到。单片机干扰最常见的现象就是复位，至于程序跑飞，其实也可以用软件陷阱和看门狗将程序拉回到复位状态。所以。单片机软件抗干扰最重要的是处理好复位状态．一般单片机都会有一些标志寄存器，可以用来判断复位原因；另外也可以自己在RAM中埋一些标志。在每次程序复位时。通过判断这些标志，可以判断出不同的复位原因；还可以根据不同的标志直接跳到相应的程序。这样可以使程序运行有连续性，用户在使用时也不会察觉到程序被重新复位过。圈、软爱件协同系铳的可童性功能强大的各种单片机系统减轻了控制系统设计人员的工作量，但它存在两个问题。其一，在选定单片机过程中没有考虑软硬件的综合设计，即只考虑了硬件的便性，没有考虑与之相应的软件，所以在系统设计周期中，硬件与软件的设计过程分离且相互独立，在系统集成前没有交互作用；其二，在硬件选择过程中没有考虑系统开发周期及成本，往往需要购买专用的开发系统及编程器，开发人员还要花费一定的时间熟悉指令和仿真器，延长开发周期。显然，这种依据项目功能选择单片机的设计方法限制了平衡软硬件的能力，不能充分发挥软硬件各自的潜力。在单片机测控系统中，只要认真分析系统的干扰来源及传播的途径，并采用软硬件结合抗干扰的措施，就能保证系统可靠的运行。因此，可以采用软硬件协同设计的方法，并将该方法作用于一个设计的过程中。硬件和软件设计是相互作用的，这种相互作用发生在设计过程的各个阶段和各个层次。设计过程充分体现了软硬件的协同性。在软硬件功能分配时就考虑到了现有的软硬件资源，在软硬件功能的设计和仿真评价过程中，软件和硬件是互相支持的。这就使得软硬件功能模块能够在设计开发的早期互相结合，从而及早发现问题及早解决，避免了在设计开发后期反复修改系统以及由此带来的一系列问题，而且有利于挖掘系统潜能、缩小产品的体积、降低系统成本、提高系统整体性能。作为一种全新的设计思想。软硬件协同设计通过挖掘软硬件之间的协同性，可以克服传统设计方法中把软件和硬件分开设计而带来的弊端，使整个设计过程以及设计出来的产品能够高效地工作，提高整个系统的町靠性。当一个采用软硬件协同设计的方法设计的单片机测控系统设计完成后，可以通过测试方法验证其町靠性。具体测试内容包括：①测试单片机软件功能的完善性。这是针对所有单片机系统功能的测试，测试软件是否写的正确完整。②上电、掉电测试。在使用中用户必然会遇到上电和掉电的情况，可以进行多次开关电源，测试单片机系统的可靠性。③老化测试。测试长时间工作情况下，单片机系统的可靠性。必要的话可以放置在高温，图2系统软硬件协同设计流程高压以及强电磁干扰的环境下测试。④ESD和EFT等测试。可以使用各种干扰模拟器来测试单片机系统的可靠性．五、结束语从根本上来说，单片机溯控系统的可靠性，是由硬件系统的可靠性与软件系统的可靠性共同构成，即反映了硬件系统和软件系统抗干扰的能力。硬件抗干扰是主动的，而软件是抗干扰是被动的。认真地分析干扰源，通过软硬件协同设计方法，将硬件与软件抗干扰相结合，完善系统监控程序，设计稳定可靠的单片机测控系统是完全可行的．．参考文献：[1]曲桂芳、野锦德，提高单片机测控系统可靠性的若干措施，天津通信技术[J]．2001．2{20—24．[2]李永亮，提高单片机设计硬件可靠性的一般法，现代电子技术CJ]．2001．4：72—73
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配电系统的可靠性分析
作者：张崇 李杨
来源：《中国新技术新产品》2015年第23期
摘 要：从目前电力系统运行的过程中可以看出，配电系统和用户之间的关系比较密切，不仅可以直接对用户的用电情况进行反应，还可以促进整个电力系统运行的高效性。为了对配电系统本身的可靠性进行深入介绍和分析，笔者主要从配电系统的相关概念，系统运行的实际特点，可靠性指标建设的原则和分析方法等方面进行阐述，仅供参考。
关键词：配电系统；可靠性；分析；研究
中图分类号：TM721 文献标识码：A
配电系统的主要功能就是连接电力系统和电力用户，在电力系统运行的过程中，主要起到分配和供给电能的租用，其中主要包括变电所，配电线路以及网络等方面的内容。需要注意的是配电系统的电压并不是一成不变的，在实际的应用中可以根据电压等级的不同来分成三种常见的电压形式，分别为高压、中压以及低压。
1 配电系统的基本概念
所谓的配电系统是电力系统的重要构成部分，现如今，随着城市的发展速度不断加快，城市的供电容量也在不断加快。其中220kV电压是标准的电压类型。将其引入到供配电系统中意义重大。现如今，整个配电系统还无法从电压的角度来进行划分。仅仅是从配电系统的功能性来加以区分。现如今，电力系统的重要性日益出，配电系统的性能也随之得到了改进，无论是在提供电能还是在分配电能上都起到至关重要的促进作用。
2 配电系统的特点分析
2.1 配电系统设备的应用范围相对较广，有些配电系统往往会设置在露天的环境中。因此，配电系统很容易受到外界环境的影响。在配电系统运行的过程中，如果是相同的系统类型，可能会受到具体位置和环境的影响而影响到系统的性能。因此，在配电系统运行的过程中，要想保证其稳定性，就应该从整体的角度出发来进行分析。
电子产品可靠性与环境试验 ２０１６拄
设系统各模块的失效率（不可靠度）分别为
， ，…， ，并联系统的失效率为 ，则并联系
统的失效率为：
：Ａ＇Ａ．． ：兀（１－ｒｉ） （２）
并联系统的可靠度Ｒ为：
：１一 ：１一ｎ ：１－Ｈ（１一 ） （３）
ｉ＝１ ｉ＝ｌ 在进行系统数据库的设计时．融入并联系统设
计的思想可以提高系统的可靠性
３数据库的可靠性设计
从上面的分析中可以发现．可以通过提高各层
模块的可靠性．降低各层模块的独立失效率，通过
并联设计降低级联失效率的方式来提高系统数据库
的整体可靠性．具体的设计技术主要包括以下几
项。
３．１软件设计时的容错和预防
ａ）软件冗余
提供足够的冗余信息和算法程序，使系统在实
际运行时能够及时地发现程序设计错误。采取补救
措施．以提高软件的可靠性，保证整个计算机系统
的正常运行
ｂ）故障一停止模块
不断地对自身进行检测，当检测到一个故障时
就自动停止，缩短了故障检测的潜伏期。在软件设
计中对异常进行捕捉．当捕捉到影响到系统运行的
故障时便自动停止。
ｃ１进程对
通过软件模块的双工可以实现容错。具体包括
了２个进程：一个是主进程，另一个是备份进程。
它们同时提供同样的服务，主进程和备份进程都是
基于故障一停止模块实现的。
３．２分布式数据库系统设计
分布式数据库系统是分布在计算机网络的多个
结点上．在逻辑上有内在联系的数据库集合。在物
理上．数据分散存储在不同的数据库服务器上，每
个子数据库系统都是一个独立的数据库系统，拥有
各自的数据库、管理软件、硬件和存储单元，可以
独立地工作 在逻辑上．分布式数据库系统可被视
为一个完整的数据库。对于上层应用而言，分布式
５ｏ 是透明的．用户不必关心具体的数据处理结构．可
以像访问集中式数据库一样进行操作
集中式数据库是指所有数据存储在一台数据库
的服务器上．所有的数据处理集中在一台计算机上
完成 集中式数据库中的数据库系统或服务器硬件
