南寧監(jiān)控中心主站系統(tǒng)綜合防誤實(shí)際功能設(shè)計(jì)

鐘文明

（南方電網(wǎng)公司超高壓輸電公司南寧監(jiān)控中心，廣西 南寧 530022）

0 引言

南寧監(jiān)控中心（以下簡(jiǎn)稱監(jiān)控中心）作為超高壓輸電公司落實(shí)南方電網(wǎng)調(diào)控一體化工作具體實(shí)施載體，建成后，將實(shí)施對(duì)廣西境內(nèi)20個(gè)500kV交流站點(diǎn)的遠(yuǎn)方集中監(jiān)視和控制。監(jiān)視和控制是其兩大核心業(yè)務(wù)。目前監(jiān)控中心所使用的主站監(jiān)控系統(tǒng)僅具備拓?fù)浞勒`功能，隨著監(jiān)控中心規(guī)模的擴(kuò)大，接入的站點(diǎn)、設(shè)備增多，智能操作票、程序化操作的應(yīng)用，現(xiàn)有的僅靠拓?fù)浞勒`已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能確保遠(yuǎn)方操作的要求。同時(shí)南方電網(wǎng)公司下發(fā)調(diào)度自動(dòng)化主站端綜合防誤技術(shù)規(guī)范也對(duì)主站系統(tǒng)綜合防誤提出了相關(guān)要求，本文就監(jiān)控中心新監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)，對(duì)新系統(tǒng)的綜合防誤功能和應(yīng)用進(jìn)行探討。

1 現(xiàn)有主站監(jiān)控系統(tǒng)防誤功能的不足

（1）主站僅支持基本的拓?fù)浞勒`功能。

（2）沒有實(shí)現(xiàn)操作權(quán)的唯一化管理。

（3）監(jiān)控中心主站系統(tǒng)和受控站端監(jiān)控系統(tǒng)均有各自的防誤閉鎖功能，監(jiān)控中心和受控站均可對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作，這樣就不能限制在同一時(shí)間內(nèi)只有一個(gè)地方對(duì)同一設(shè)備進(jìn)行唯一操作，難以確保系統(tǒng)指令的唯一性，存在安全隱患[1]。

（4）防誤規(guī)則固化在系統(tǒng)中，不能實(shí)現(xiàn)可視化。

（5）系統(tǒng)缺乏界面友好的防誤規(guī)則定義工具。

（6）開關(guān)的控制無(wú)防誤閉鎖功能，實(shí)際操作中存在較大的安全隱患。

（7）站間聯(lián)絡(luò)線閉鎖及多任務(wù)并行操作問題：目前監(jiān)控系統(tǒng)主站防誤只對(duì)單一受控站設(shè)備進(jìn)行規(guī)則定置，并沒有實(shí)現(xiàn)所轄區(qū)域電網(wǎng)的綜合防誤，本站拓?fù)浞勒`的搜索邊界是線路，即搜索到線路即停止，這樣站和站設(shè)備之間將沒有連通關(guān)系也沒有操作閉鎖關(guān)系。同時(shí)，多站、多組并行操作任務(wù)的相互閉鎖也無(wú)法實(shí)現(xiàn)[2-3]。

（8）無(wú)法滿足群控操作、程序化操作的要求。

（9）操作執(zhí)行時(shí)與操作票在系統(tǒng)上無(wú)關(guān)聯(lián)，不能進(jìn)行聯(lián)動(dòng)。

（10）監(jiān)控中心所用操作票是經(jīng)安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)開出的操作票，沒有經(jīng)五防系統(tǒng)驗(yàn)證和模擬預(yù)演。

（11）操作信息滯后，一些重要的防誤信息，如臨時(shí)接地線、串補(bǔ)網(wǎng)門閉鎖等在現(xiàn)有系統(tǒng)均無(wú)法實(shí)現(xiàn)，直接影響遠(yuǎn)方操作的安全性[4]。

2 監(jiān)控中心主站系統(tǒng)綜合防誤功能設(shè)計(jì)

系統(tǒng)綜合防誤與操作流程設(shè)計(jì)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)綜合防誤與操作流程設(shè)計(jì)Fig.1 Systematic integrated error prevention and operational flow design

系統(tǒng)將操作流程劃分為3個(gè)子流程：獲取操作任務(wù)，操作票制票、操作票執(zhí)行，綜合防誤判斷貫穿整個(gè)操作業(yè)務(wù)流程。

2.1 獲取操作任務(wù)

目前監(jiān)控中心接受調(diào)度命令主要有三種方式：一是電話下令，二是專業(yè)信息系統(tǒng)下令，三是口頭下令（適用于自調(diào)設(shè)備）。針對(duì)不同的下令方式，在系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)上，對(duì)于電話下令，可通過電話錄音系統(tǒng)語(yǔ)音識(shí)別，識(shí)別出調(diào)度指令；對(duì)于專業(yè)信息系統(tǒng)下令，因目前南網(wǎng)總調(diào)與廣西中調(diào)均已部署網(wǎng)絡(luò)發(fā)令系統(tǒng)，調(diào)度與監(jiān)控中心發(fā)受令一般通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)令系統(tǒng)執(zhí)行[5]，我們開發(fā)了監(jiān)控系統(tǒng)與調(diào)度網(wǎng)絡(luò)發(fā)令系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口，系統(tǒng)將自動(dòng)從發(fā)令系統(tǒng)獲取調(diào)度指令；對(duì)于自管設(shè)備的口頭下令通過手動(dòng)錄入，人工復(fù)核后對(duì)應(yīng)形成操作票的操作任務(wù)。此種設(shè)計(jì)能確保從源端保證調(diào)令的正確性，解決了傳統(tǒng)方式下手動(dòng)記錄調(diào)度指令可能存在記錄或記憶錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)，避免因人員誤受調(diào)令開錯(cuò)票導(dǎo)致的誤操作事件，提高操作的安全性[6-7]。

2.2 操作票制票

新主站系統(tǒng)集成操作票功能模塊，制票方式支持圖形制票、典型票生成、智能開票等方式。無(wú)論哪一種制票方式，制票時(shí)均需通過操作票防誤校驗(yàn)。

2.3 操作票執(zhí)行

系統(tǒng)生成正式操作票后，模擬預(yù)演、操作執(zhí)行（順控或人工操作）均需經(jīng)過綜合防誤校驗(yàn)，確保整個(gè)操作過程的安全執(zhí)行。

3 監(jiān)控中心主站系統(tǒng)綜合防誤功能需求

針對(duì)設(shè)計(jì)的操作流程，要求新主站系統(tǒng)綜合防誤具備以下功能：

（1）源端防誤，開發(fā)電話錄音系統(tǒng)語(yǔ)音識(shí)別工具以及監(jiān)控系統(tǒng)與調(diào)度發(fā)令系統(tǒng)接口，從源端獲取調(diào)度指令數(shù)據(jù)。

（2）主站系統(tǒng)應(yīng)集成操作票功能模塊，實(shí)現(xiàn)操作票防誤、常規(guī)防誤閉鎖、拓?fù)湮宸?、潮流校核?/p>

（3）操作必須在具有控制權(quán)限的工作站進(jìn)行，操作員必須具有相應(yīng)的操作權(quán)限，操作權(quán)限可以定置。

（4）操作時(shí)，操作票應(yīng)與主站防誤操作功能聯(lián)動(dòng)和配合，操作票生成和執(zhí)行時(shí)均要進(jìn)行綜合防誤校驗(yàn)，操作時(shí)每一步應(yīng)有提示，每一步結(jié)果有相應(yīng)的相應(yīng)。

（5）操作時(shí)應(yīng)對(duì)通道的運(yùn)行狀況、設(shè)備狀態(tài)信息（包含主輔遙信、雙位置等）或設(shè)備狀態(tài)質(zhì)量位（壞數(shù)據(jù)、不確定等）進(jìn)行分析。

（6）對(duì)于順控操作，應(yīng)提供一鍵操作無(wú)需確認(rèn)和單步操作、單步確認(rèn)兩種模式，兩種模式操作均需經(jīng)綜合防誤。

（7）唯一操作權(quán)限功能，禁止同時(shí)對(duì)同一廠站內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備進(jìn)行操作。

（8）防誤閉鎖檢查應(yīng)有結(jié)果返回，不滿足時(shí)應(yīng)明確原因。

（9）防誤閉鎖規(guī)則應(yīng)包含通用規(guī)則和特殊化規(guī)則，規(guī)則可定置，系統(tǒng)提供界面友好的定置工具，支持防誤規(guī)則導(dǎo)出。

（10）具備基于預(yù)定義規(guī)則的常規(guī)防誤閉鎖，以及基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞南到y(tǒng)級(jí)智能防誤功能，每次遙控操作均需檢測(cè)與所操作對(duì)象有關(guān)聯(lián)的設(shè)備（系統(tǒng)中所有相關(guān)設(shè)備，而不僅僅對(duì)本間隔、本站），保證控制操作的安全。

（11）在事故或緊急情況時(shí)，為快速進(jìn)行應(yīng)急處置，系統(tǒng)可具備防誤一鍵退出功能。

4 操作票防誤

操作票生成環(huán)節(jié)：系統(tǒng)針對(duì)預(yù)定義的防誤閉鎖規(guī)則，在制票過程中對(duì)預(yù)生成的操作步驟進(jìn)行防誤校驗(yàn)，滿足防誤規(guī)則要求時(shí)生成操作語(yǔ)句，對(duì)于不滿足防誤規(guī)則要求的則彈出提示窗口，不生成操作語(yǔ)句，操作票防誤如圖2所示。

圖2 操作票防誤校驗(yàn)Fig.2 Operation order error proofing

操作票執(zhí)行環(huán)節(jié)：實(shí)時(shí)遙控操作前可對(duì)操作票進(jìn)行操作預(yù)演，在預(yù)演成功的前提下進(jìn)行實(shí)時(shí)遙控操作。在實(shí)時(shí)遙控操作時(shí)，必須按照操作預(yù)演的操作順序和操作設(shè)備進(jìn)行操作，如果操作的設(shè)備不在操作預(yù)演中或者未按操作預(yù)演的先后順序，將閉鎖當(dāng)前遙控操作，確保每步遙控操作都是有票可依[8]。

（1）對(duì)未按照票面順序進(jìn)行的開關(guān)/刀閘遠(yuǎn)方操作，應(yīng)閉鎖當(dāng)前操作，并給出提示。

（2）對(duì)按票面設(shè)備順序進(jìn)行開關(guān)/刀閘遠(yuǎn)方操作，遙控開關(guān)/刀閘時(shí)調(diào)用綜合防誤程序進(jìn)行防誤校核；滿足防誤規(guī)則要求則彈出遙控執(zhí)行窗口，如果不滿足防誤規(guī)則要求則閉鎖當(dāng)前操作并給出防誤提示。

（3）按票操作過程中（操作步驟未全部執(zhí)行完畢）如有其它突發(fā)事故，需運(yùn)行人員緊急處理的，需可以中斷當(dāng)前操作票（可點(diǎn)擊操作票界面“操作中斷”按鈕）方能進(jìn)行其它操作。

（4）按票操作過程中，由于各種原因?qū)е滦：瞬煌ㄟ^，而又必須進(jìn)行相關(guān)操作時(shí)，須征得相應(yīng)管理人員同意方能解除系統(tǒng)綜合防誤功能，解除后系統(tǒng)對(duì)任何操作不再進(jìn)行防誤校核判斷。

（5）對(duì)于運(yùn)行人員不需要辦理操作票的單一操作，不進(jìn)行操作票防誤校核，但操作時(shí)應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)拓?fù)浞勒`校核。

（6）對(duì)電壓無(wú)功自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)（AVC）進(jìn)行的電容器組開關(guān)、變壓器抽頭調(diào)節(jié)操作，系統(tǒng)應(yīng)有所區(qū)分，并對(duì)此類操作不作操作票防誤和拓?fù)浞勒`校核。

5 綜合防誤基本規(guī)則

主站系統(tǒng)的綜合防誤規(guī)則應(yīng)基于全局性的拓?fù)浞勒`，即將電網(wǎng)拓?fù)浜汀拔宸馈币?guī)則結(jié)合起來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的操作閉鎖。從全網(wǎng)模型出發(fā)，能準(zhǔn)確地識(shí)別站內(nèi)、站間的防誤閉鎖關(guān)系。拓?fù)浞勒`主要針對(duì)斷路器、隔離開關(guān)、接地刀閘的遠(yuǎn)方操作，要求拓?fù)浞勒`閉鎖不依賴于人工定義，具有良好的通用性和免維護(hù)性。通過網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治鲈O(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。具有掛牌閉鎖功能，防誤閉鎖應(yīng)具備提示，例如帶地刀合開關(guān)提示、帶地刀合刀閘提示等。

5.1 開關(guān)拓?fù)浞勒`規(guī)則

5.1.1 開關(guān)斷開操作

（1）斷開開關(guān)導(dǎo)致系統(tǒng)解環(huán)；

（2）斷開主變高（中）壓側(cè)開關(guān)，中性點(diǎn)電抗器地刀在合位；

（3）斷開3/2接線開關(guān)不滿足串內(nèi)開關(guān)停電順序。

5.1.2 開關(guān)合上操作

（1）合上開關(guān)導(dǎo)致開關(guān)任一端變?yōu)榻o下游母線充電；

（2）主變中性點(diǎn)電抗器地刀分閘時(shí)合上高（中）壓側(cè)開關(guān)；

（3）主變高（中）壓側(cè)開關(guān)分閘時(shí)合上中（低）壓側(cè)開關(guān)；

（4）合上開關(guān)后被充電設(shè)備檢修牌未拆。

5.2 隔離開關(guān)拓?fù)浞勒`規(guī)則

（1）隔離開關(guān)任一端接地時(shí)，進(jìn)行合操作；

（2）進(jìn)行倒母線操作時(shí)，母聯(lián)間隔處于非運(yùn)行狀態(tài)；

（3）旁路開關(guān)在合位時(shí)進(jìn)行旁路刀閘操作；

（4）刀閘所在間隔開關(guān)在合位時(shí)進(jìn)行刀閘分合操作；

（5）母線聯(lián)絡(luò)刀閘任一側(cè)母線所連任一開關(guān)在合位時(shí)進(jìn)行分合操作；

（6）停電時(shí)，負(fù)荷側(cè)刀閘在合位時(shí)進(jìn)行母線側(cè)刀閘拉開操作；若母線側(cè)刀閘在分位，合上負(fù)荷側(cè)刀閘；

（7）線路地刀在分位時(shí)進(jìn)行線路高抗刀閘分合操作；

（8）檢修間隔有掛牌時(shí)刀閘合操作。

5.3 接地刀閘的拓?fù)浞勒`規(guī)則

（1）帶電合接地刀閘操作；

（2）接地刀閘所連任一刀閘在合位時(shí)合接地刀閘；

（3）對(duì)于線路側(cè)接地刀閘，如果線路任一側(cè)（包括T接）線路PT有電壓量測(cè)，且電壓值＞0.65Un時(shí)合上接地刀閘；

（4）對(duì)于母線接地刀閘，如果母線有電壓量測(cè)，且電壓值＞0.65Un時(shí)合上接地刀閘。

5.4 特殊防誤規(guī)則定制

對(duì)于某些設(shè)備需要特殊制定防誤規(guī)則的，系統(tǒng)通過邏輯圖定制防誤規(guī)則，如圖3所示。

圖3 防誤規(guī)則定制Fig.3 Customization of error-proof rules

6 系統(tǒng)綜合防誤的界面要求

（1）選擇控制對(duì)象閃爍，顯示基本的遙控點(diǎn)信息、當(dāng)前狀態(tài)、目標(biāo)狀態(tài)信息。其中“操作選擇”的默認(rèn)選擇與當(dāng)前狀態(tài)相反；如果出現(xiàn)了異常狀況，出現(xiàn)當(dāng)前狀態(tài)與實(shí)際一次位置不對(duì)應(yīng)時(shí)，則可以重新進(jìn)行目標(biāo)狀態(tài)的選擇，進(jìn)行強(qiáng)投或強(qiáng)分。

（2）提供操作監(jiān)護(hù)功能，下發(fā)命令前進(jìn)行必要的驗(yàn)證，包括操作員驗(yàn)證、監(jiān)護(hù)員驗(yàn)證。這些驗(yàn)證是否啟用都可以根據(jù)類型來(lái)進(jìn)行設(shè)置；操作員和監(jiān)護(hù)人不能是同一人；后續(xù)提供指紋或IC卡登錄接口。

（3）提供五防聯(lián)鎖驗(yàn)證畫面，如果校驗(yàn)失敗顯示“禁止操作”，如通過五防驗(yàn)證后，此窗口自動(dòng)消失，直接進(jìn)入遙控操作界面。

（4）提供操作執(zhí)行過程顯示和執(zhí)行結(jié)果及不成功原因返回。

（5）應(yīng)滿足電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控功能模塊中的防誤閉鎖功能和操作預(yù)演功能要求，提供可視化的防誤規(guī)則編輯界面和嚴(yán)密的操作預(yù)演流程。

7 結(jié)論

監(jiān)控中心主站系統(tǒng)綜合防誤功能從設(shè)計(jì)上首次提出源端防誤概念，確保了操作全業(yè)務(wù)流程的綜合防誤安全校驗(yàn)，降低了人為出錯(cuò)的風(fēng)險(xiǎn)，提升了系統(tǒng)操作的安全性，對(duì)其他主站系統(tǒng)綜合防誤功能設(shè)計(jì)具有借鑒意義。