基于異常信息導(dǎo)航圖的集控站監(jiān)屏系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用

薛向陽(yáng)，朱德寶

（溫州電力局，浙江 溫州 325028）

隨著無(wú)人值班站的增多、站端自動(dòng)化系統(tǒng)及通信手段的改善，自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)接收到的信息越來(lái)越多，運(yùn)行人員的工作量也不斷增加。傳統(tǒng)監(jiān)控方式下運(yùn)行人員每天要看2000多條數(shù)據(jù)信息，超負(fù)荷工作將影響對(duì)信息的敏感性。自動(dòng)化設(shè)備的抗干擾能力有限，誤發(fā)信情況較多，而且自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)在事件多發(fā)時(shí)段（雷雨、臺(tái)風(fēng)）會(huì)出現(xiàn)“信息爆炸”和“信息淹沒(méi)”現(xiàn)象，即有用信息伴生著大量的無(wú)用信息，加重了運(yùn)行人員負(fù)擔(dān)，影響判斷的正確性和及時(shí)性，甚至出現(xiàn)漏判、誤判，降低了電網(wǎng)的安全運(yùn)行水平。曾經(jīng)選取5組技術(shù)水平不同的運(yùn)行人員作為樣本進(jìn)行模擬試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在短時(shí)間內(nèi)上傳的異常信息越多，運(yùn)行人員對(duì)信息判斷的效率和正確率也越低，對(duì)信息判斷處理所受到的干擾就越嚴(yán)重。為此，設(shè)計(jì)采用了一種運(yùn)用異常信息導(dǎo)航圖進(jìn)行監(jiān)屏的方法，有效提高了監(jiān)屏效率及正確性。該方法對(duì)復(fù)雜信息的判斷時(shí)間縮短50%以上，對(duì)故障判斷的正確率可達(dá)100%，同時(shí)杜絕了信息遺漏現(xiàn)象。

1 集控站監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀分析

1.1 監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的集控站監(jiān)控系統(tǒng)中，運(yùn)行人員通過(guò)事件報(bào)文和聲音報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行并處理異常事件。以5組技術(shù)水平不同的運(yùn)行人員作為樣本進(jìn)行模擬試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)存在以下問(wèn)題：

（1）短時(shí)間內(nèi)上傳的異常信息增多時(shí)，運(yùn)行人員的判斷效率和正確率會(huì)受到明顯影響。

（2）同一時(shí)間伴生的信息（如瞬時(shí)動(dòng)作、瞬時(shí)復(fù)歸信號(hào)、保護(hù)啟動(dòng)等）越多，運(yùn)行人員判斷處理受到的干擾就越嚴(yán)重。

（3）同一時(shí)間內(nèi)收到不同變電所發(fā)來(lái)的報(bào)文信息，如果變電所很多，會(huì)使集控站監(jiān)控系統(tǒng)接收到的信息發(fā)生交叉，而信息不連貫會(huì)更為嚴(yán)重地影響運(yùn)行人員對(duì)信息的判斷效率和正確率。

1.2 原因分析

（1）不能適應(yīng)集控站同時(shí)收到大量信息的情況。比如雷雨臺(tái)風(fēng)天氣時(shí)，所轄各站（所）上傳的大量信號(hào)不僅分屬多種類型（事故跳閘信息、裝置異常信息、電壓越限信息等），而且按時(shí)間順序排列，來(lái)自各站（所）的信號(hào)混雜，運(yùn)行人員很難從中理順?biāo)悸芳右耘袆e，影響事件的處理速度。

（2）不能實(shí)時(shí)掌控全站現(xiàn)存的遙信異常信息。沒(méi)有任何提示手段，僅靠個(gè)人記憶來(lái)記住各站（所）是否有異常信號(hào)。

（3）不能實(shí)時(shí)掌握全站遙測(cè)數(shù)據(jù)的越限信息。雖然報(bào)文提供越限信息，但并不能將越限時(shí)長(zhǎng)（如2 h）信息實(shí)時(shí)提供給運(yùn)行人員，只能通過(guò)切屏（主接線圖）查看，在越限信息較多且分散于各個(gè)站（所）時(shí)極易造成監(jiān)視遺漏。

2 異常信息導(dǎo)航圖的構(gòu)思

針對(duì)現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀和存在問(wèn)題，本文從信號(hào)分類優(yōu)化設(shè)置和異常信息導(dǎo)航圖監(jiān)屏兩方面來(lái)探討解決方案。

2.1 信息分類

根據(jù)多年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)存在不同事件的報(bào)警聲相同，不能屏蔽或減少部分不必要的報(bào)警信號(hào)等問(wèn)題。從有利于運(yùn)行的角度出發(fā)，可將信號(hào)進(jìn)行分類和定義。原則如下：

（1）按語(yǔ)音信息提示對(duì)遙信、遙測(cè)進(jìn)行分類。例如開(kāi)關(guān)位置信號(hào)發(fā)出“開(kāi)關(guān)變位”語(yǔ)音信息，運(yùn)行人員根據(jù)聲音大致判別新發(fā)生事件的類型，在處理具體事件之前有所準(zhǔn)備。

（2）按聲音屏蔽情況對(duì)遙信信號(hào)進(jìn)行分類。第一類是需瞬時(shí)報(bào)警的遙信信號(hào)；第二類是延時(shí)發(fā)聲報(bào)警的信號(hào)，自動(dòng)復(fù)歸的信號(hào)系統(tǒng)只記錄事件、不發(fā)聲報(bào)警，如果這些信號(hào)點(diǎn)動(dòng)作超過(guò)一定時(shí)間（5 min），仍會(huì)發(fā)正常聲音報(bào)警；第三類是不發(fā)聲音的信號(hào)，如閘刀變位信號(hào)等。

（3）按事件的記錄情況分類。第一類重要事件，如開(kāi)關(guān)事故跳閘、保護(hù)動(dòng)作及保護(hù)裝置異常等需要運(yùn)行人員細(xì)心并逐條確認(rèn)的信息，聲音報(bào)警實(shí)時(shí)產(chǎn)生；第二類一般事件，僅作為記錄處理，但可以進(jìn)行分類查詢，其他報(bào)警功能則由其性質(zhì)決定。

2.2 異常信息導(dǎo)航

針對(duì)現(xiàn)有集控站監(jiān)控系統(tǒng)顯示器相對(duì)較少，只能靠引導(dǎo)切屏來(lái)監(jiān)控所有變電站信息的現(xiàn)狀，通過(guò)對(duì)監(jiān)屏內(nèi)容的分析，總結(jié)出7類監(jiān)屏信號(hào)。

主要監(jiān)屏信號(hào)分為三類：光字牌異常信號(hào)、開(kāi)關(guān)事故跳閘信息、遙測(cè)越限信息。

輔助監(jiān)屏信息分為四類：遙測(cè)停刷、遙信屏蔽、人工遙信、人工遙測(cè)。

運(yùn)行人員實(shí)時(shí)了解并掌握這些異常信號(hào)后，就能間接掌握全站的其他正常信息。

根據(jù)上述監(jiān)屏要點(diǎn)分類的特性，提出了異常信號(hào)導(dǎo)航的設(shè)想：用1個(gè)異常信息導(dǎo)航圖畫面同時(shí)監(jiān)視全站十幾個(gè)站（所）的全部異常信息，采用匯總的方式清楚地反映當(dāng)前哪個(gè)站（所）有哪幾類異常事件發(fā)生，每類異常事件各有幾條異常，有幾條是新發(fā)生而未確認(rèn)的，以及準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)各站（所）新發(fā)生的開(kāi)關(guān)事故跳閘和重合情況。通過(guò)變色和聲音告警提醒運(yùn)行人員有新的未確認(rèn)的異常發(fā)生，并在畫面中提供相應(yīng)鏈接以便異常事件的切屏確認(rèn)和處理。

3 異常信息導(dǎo)航的實(shí)現(xiàn)

以下以光字牌異常信號(hào)導(dǎo)航為例，介紹如何實(shí)現(xiàn)異常信息導(dǎo)航。

通過(guò)對(duì)異常光字牌信號(hào)歷史事件的分析可知，對(duì)于一個(gè)變電站，除少數(shù)能自動(dòng)復(fù)歸的信號(hào)外，如保護(hù)動(dòng)作信號(hào)、彈簧儲(chǔ)能信號(hào)、油泵啟動(dòng)信號(hào)等，其他異常遙信信號(hào)動(dòng)作具有一定的穩(wěn)定性，一般均需人為干預(yù)才能復(fù)歸，短時(shí)間內(nèi)不會(huì)頻繁動(dòng)作或自動(dòng)復(fù)歸。除自動(dòng)復(fù)歸的信號(hào)外，異常光字牌動(dòng)作信號(hào)數(shù)具有一定穩(wěn)定性。因此可采取異常光字牌動(dòng)作信號(hào)數(shù)的變化量作為導(dǎo)航，再將光字牌動(dòng)作行為數(shù)以光字牌瞬時(shí)動(dòng)作未確認(rèn)就復(fù)歸數(shù)、光字牌動(dòng)作確認(rèn)后復(fù)歸數(shù)、新動(dòng)作未確認(rèn)光字牌數(shù)等分類加以統(tǒng)計(jì)。自動(dòng)復(fù)歸的異常信號(hào)以聲音延時(shí)報(bào)警屏蔽減少干擾（如果長(zhǎng)時(shí)間動(dòng)作照樣會(huì)正常聲音報(bào)警），而保護(hù)動(dòng)作信號(hào)不用設(shè)置延時(shí)，因而增加了一種開(kāi)關(guān)事故跳閘瞬時(shí)聲音提醒的手段。

3.1 導(dǎo)航圖介紹

先由系統(tǒng)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)出各站（所）光字牌畫面中的“新動(dòng)作未確認(rèn)光字牌數(shù)”、“瞬時(shí)動(dòng)作瞬時(shí)復(fù)歸光字牌數(shù)”、“動(dòng)作確認(rèn)后復(fù)歸光字牌數(shù)”、“現(xiàn)存的動(dòng)作光字牌總數(shù)”4個(gè)遙測(cè)量，根據(jù)光字牌動(dòng)作情況在顯示屏上生成1個(gè)光字牌變化總信號(hào)點(diǎn)（此遙信點(diǎn)只起畫面提醒作用），并在每站（所）設(shè)立人工確認(rèn)光字牌總數(shù)的虛遙測(cè)點(diǎn)（每次光字牌檢查確認(rèn)后手動(dòng)添入光字牌異常數(shù)），系統(tǒng)再利用人工虛遙測(cè)點(diǎn)和自動(dòng)統(tǒng)計(jì)的現(xiàn)存動(dòng)作光字牌總數(shù)的差值生成光字牌動(dòng)作變化數(shù)，最后將遙測(cè)、遙信量進(jìn)行畫面統(tǒng)一規(guī)劃定置。在數(shù)據(jù)庫(kù)中，光字牌信息動(dòng)作統(tǒng)計(jì)數(shù)的變化數(shù)上下限設(shè)置為+0.9、-0.9，光字牌變化數(shù)不等于0時(shí)數(shù)據(jù)底色有越限提示。

3.2 導(dǎo)航方法

利用各站（所）光字牌動(dòng)作統(tǒng)計(jì)數(shù)的變化數(shù)進(jìn)行導(dǎo)航處理。當(dāng)有異常光字牌信息發(fā)生或復(fù)歸時(shí)，光字牌變化數(shù)會(huì)有變化（不等于0），且有相應(yīng)數(shù)據(jù)底色提示，紅色表示增加，綠色表示減少，光字牌變化總信號(hào)點(diǎn)有閃爍和聲音提醒。通過(guò)這些信息可初步判斷哪個(gè)站（所）有幾個(gè)光字牌新亮、光字牌瞬時(shí)動(dòng)作瞬時(shí)復(fù)歸、光字牌復(fù)歸等動(dòng)作情況，再根據(jù)提示通過(guò)鏈接切至相應(yīng)站（所）光字牌畫面，進(jìn)行光字牌和光字牌動(dòng)作總數(shù)的確認(rèn)，最后在全站異常信息導(dǎo)航圖的相應(yīng)欄內(nèi)添入確認(rèn)光字牌總數(shù)，并雙擊相應(yīng)光字牌變化總信號(hào)點(diǎn)，使此次異常信息導(dǎo)航復(fù)位。下一次的光字牌變化數(shù)即為自動(dòng)統(tǒng)計(jì)的光字牌數(shù)異常數(shù)減去本次確認(rèn)填寫的光字牌總數(shù)。

3.3 其它導(dǎo)航

同樣，對(duì)開(kāi)關(guān)事故跳閘信息導(dǎo)航、遙測(cè)越限導(dǎo)航、遙信屏蔽管理導(dǎo)航、人工遙信、人工遙測(cè)、遙測(cè)停刷導(dǎo)航進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)只要將各個(gè)站（所）的導(dǎo)航量變化數(shù)加以統(tǒng)計(jì)，并實(shí)時(shí)提醒運(yùn)行人員關(guān)注，即能起到很好的導(dǎo)航效果。方法與光字牌異常信號(hào)導(dǎo)航相同。

3.4 綜合導(dǎo)航

為方便監(jiān)控，將7類監(jiān)屏信號(hào)的導(dǎo)航功能匯總在一起，并在現(xiàn)場(chǎng)配置雙顯示器，實(shí)現(xiàn)了全站異常信息綜合導(dǎo)航的功能。運(yùn)行人員聽(tīng)到聲音報(bào)警后，查看綜合導(dǎo)航畫面，根據(jù)彩色底紋提示和遙信點(diǎn)閃爍提示，通過(guò)鏈接切換，將各相應(yīng)畫面顯示在另一顯示器上，進(jìn)行信息確認(rèn)，可有效避免信息遺漏。特別在多站（所）多信息同時(shí)觸發(fā)時(shí)，運(yùn)行人員根據(jù)綜合導(dǎo)航圖可以清楚了解各站（所）異常情況，無(wú)需逐條分析報(bào)文，大大加快了事故及異常的處理，提高了工作效率。

4 應(yīng)用效果

全站異常信息綜合導(dǎo)航圖完成后，以同樣5組運(yùn)行人員為樣本進(jìn)行模擬試驗(yàn)，對(duì)新舊系統(tǒng)處理故障耗時(shí)及準(zhǔn)確率進(jìn)行對(duì)比后發(fā)現(xiàn)，信息量越復(fù)雜，新系統(tǒng)效率越高，準(zhǔn)確率提升越大。對(duì)復(fù)雜故障的判斷時(shí)間縮短50%以上，對(duì)故障判斷的正確率達(dá)到100%。

監(jiān)屏?xí)r對(duì)信息反應(yīng)的快慢間接反映了運(yùn)行人員監(jiān)屏質(zhì)量的好壞。對(duì)異常監(jiān)視信號(hào)的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行存檔并統(tǒng)計(jì)，就可對(duì)監(jiān)屏質(zhì)量自動(dòng)評(píng)分，監(jiān)控系統(tǒng)具備對(duì)運(yùn)行人員監(jiān)屏行為錄波的功能，因此對(duì)運(yùn)行人員監(jiān)屏有很好的督促作用。

5 結(jié)語(yǔ)

實(shí)際應(yīng)用證明，集控站異常信息綜合導(dǎo)航系統(tǒng)極大地提高了監(jiān)控效率和準(zhǔn)確率，具有良好的應(yīng)用前景。該系統(tǒng)還可以在自動(dòng)生成事故輔助分析報(bào)告和自動(dòng)提示事故及異常處理方案等方面繼續(xù)完善，以發(fā)揮更大作用。

[1]黃益莊.變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2006.

[2]DL/T 5149-2001 220～500 kV變電所計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程[S].北京：中國(guó)電力出版社，2001.