南宁监控中心主站系统综合防误实际功能设计

钟文明

（南方电网公司超高压输电公司南宁监控中心，广西 南宁 530022）

0 引言

南宁监控中心（以下简称监控中心）作为超高压输电公司落实南方电网调控一体化工作具体实施载体，建成后，将实施对广西境内20个500kV交流站点的远方集中监视和控制。监视和控制是其两大核心业务。目前监控中心所使用的主站监控系统仅具备拓扑防误功能，随着监控中心规模的扩大，接入的站点、设备增多，智能操作票、程序化操作的应用，现有的仅靠拓扑防误已远远不能确保远方操作的要求。同时南方电网公司下发调度自动化主站端综合防误技术规范也对主站系统综合防误提出了相关要求，本文就监控中心新监控系统建设，对新系统的综合防误功能和应用进行探讨。

1 现有主站监控系统防误功能的不足

（1）主站仅支持基本的拓扑防误功能。

（2）没有实现操作权的唯一化管理。

（3）监控中心主站系统和受控站端监控系统均有各自的防误闭锁功能，监控中心和受控站均可对设备进行操作，这样就不能限制在同一时间内只有一个地方对同一设备进行唯一操作，难以确保系统指令的唯一性，存在安全隐患[1]。

（4）防误规则固化在系统中，不能实现可视化。

（5）系统缺乏界面友好的防误规则定义工具。

（6）开关的控制无防误闭锁功能，实际操作中存在较大的安全隐患。

（7）站间联络线闭锁及多任务并行操作问题：目前监控系统主站防误只对单一受控站设备进行规则定置，并没有实现所辖区域电网的综合防误，本站拓扑防误的搜索边界是线路，即搜索到线路即停止，这样站和站设备之间将没有连通关系也没有操作闭锁关系。同时，多站、多组并行操作任务的相互闭锁也无法实现[2-3]。

（8）无法满足群控操作、程序化操作的要求。

（9）操作执行时与操作票在系统上无关联，不能进行联动。

（10）监控中心所用操作票是经安全生产管理系统开出的操作票，没有经五防系统验证和模拟预演。

（11）操作信息滞后，一些重要的防误信息，如临时接地线、串补网门闭锁等在现有系统均无法实现，直接影响远方操作的安全性[4]。

2 监控中心主站系统综合防误功能设计

系统综合防误与操作流程设计如图1所示。

图1 系统综合防误与操作流程设计Fig.1 Systematic integrated error prevention and operational flow design

系统将操作流程划分为3个子流程：获取操作任务，操作票制票、操作票执行，综合防误判断贯穿整个操作业务流程。

2.1 获取操作任务

目前监控中心接受调度命令主要有三种方式：一是电话下令，二是专业信息系统下令，三是口头下令（适用于自调设备）。针对不同的下令方式，在系统功能设计上，对于电话下令，可通过电话录音系统语音识别，识别出调度指令；对于专业信息系统下令，因目前南网总调与广西中调均已部署网络发令系统，调度与监控中心发受令一般通过网络发令系统执行[5]，我们开发了监控系统与调度网络发令系统数据接口，系统将自动从发令系统获取调度指令；对于自管设备的口头下令通过手动录入，人工复核后对应形成操作票的操作任务。此种设计能确保从源端保证调令的正确性，解决了传统方式下手动记录调度指令可能存在记录或记忆错误的风险，避免因人员误受调令开错票导致的误操作事件，提高操作的安全性[6-7]。

2.2 操作票制票

新主站系统集成操作票功能模块，制票方式支持图形制票、典型票生成、智能开票等方式。无论哪一种制票方式，制票时均需通过操作票防误校验。

2.3 操作票执行

系统生成正式操作票后，模拟预演、操作执行（顺控或人工操作）均需经过综合防误校验，确保整个操作过程的安全执行。

3 监控中心主站系统综合防误功能需求

针对设计的操作流程，要求新主站系统综合防误具备以下功能：

（1）源端防误，开发电话录音系统语音识别工具以及监控系统与调度发令系统接口，从源端获取调度指令数据。

（2）主站系统应集成操作票功能模块，实现操作票防误、常规防误闭锁、拓扑五防、潮流校核。

（3）操作必须在具有控制权限的工作站进行，操作员必须具有相应的操作权限，操作权限可以定置。

（4）操作时，操作票应与主站防误操作功能联动和配合，操作票生成和执行时均要进行综合防误校验，操作时每一步应有提示，每一步结果有相应的相应。

（5）操作时应对通道的运行状况、设备状态信息（包含主辅遥信、双位置等）或设备状态质量位（坏数据、不确定等）进行分析。

（6）对于顺控操作，应提供一键操作无需确认和单步操作、单步确认两种模式，两种模式操作均需经综合防误。

（7）唯一操作权限功能，禁止同时对同一厂站内的一个或多个设备进行操作。

（8）防误闭锁检查应有结果返回，不满足时应明确原因。

（9）防误闭锁规则应包含通用规则和特殊化规则，规则可定置，系统提供界面友好的定置工具，支持防误规则导出。

（10）具备基于预定义规则的常规防误闭锁，以及基于网络拓扑的系统级智能防误功能，每次遥控操作均需检测与所操作对象有关联的设备（系统中所有相关设备，而不仅仅对本间隔、本站），保证控制操作的安全。

（11）在事故或紧急情况时，为快速进行应急处置，系统可具备防误一键退出功能。

4 操作票防误

操作票生成环节：系统针对预定义的防误闭锁规则，在制票过程中对预生成的操作步骤进行防误校验，满足防误规则要求时生成操作语句，对于不满足防误规则要求的则弹出提示窗口，不生成操作语句，操作票防误如图2所示。

图2 操作票防误校验Fig.2 Operation order error proofing

操作票执行环节：实时遥控操作前可对操作票进行操作预演，在预演成功的前提下进行实时遥控操作。在实时遥控操作时，必须按照操作预演的操作顺序和操作设备进行操作，如果操作的设备不在操作预演中或者未按操作预演的先后顺序，将闭锁当前遥控操作，确保每步遥控操作都是有票可依[8]。

（1）对未按照票面顺序进行的开关/刀闸远方操作，应闭锁当前操作，并给出提示。

（2）对按票面设备顺序进行开关/刀闸远方操作，遥控开关/刀闸时调用综合防误程序进行防误校核；满足防误规则要求则弹出遥控执行窗口，如果不满足防误规则要求则闭锁当前操作并给出防误提示。

（3）按票操作过程中（操作步骤未全部执行完毕）如有其它突发事故，需运行人员紧急处理的，需可以中断当前操作票（可点击操作票界面“操作中断”按钮）方能进行其它操作。

（4）按票操作过程中，由于各种原因导致校核不通过，而又必须进行相关操作时，须征得相应管理人员同意方能解除系统综合防误功能，解除后系统对任何操作不再进行防误校核判断。

（5）对于运行人员不需要办理操作票的单一操作，不进行操作票防误校核，但操作时应进行相应拓扑防误校核。

（6）对电压无功自动调节系统（AVC）进行的电容器组开关、变压器抽头调节操作，系统应有所区分，并对此类操作不作操作票防误和拓扑防误校核。

5 综合防误基本规则

主站系统的综合防误规则应基于全局性的拓扑防误，即将电网拓扑和“五防”规则结合起来实现设备间的操作闭锁。从全网模型出发，能准确地识别站内、站间的防误闭锁关系。拓扑防误主要针对断路器、隔离开关、接地刀闸的远方操作，要求拓扑防误闭锁不依赖于人工定义，具有良好的通用性和免维护性。通过网络拓扑分析设备运行状态。具有挂牌闭锁功能，防误闭锁应具备提示，例如带地刀合开关提示、带地刀合刀闸提示等。

5.1 开关拓扑防误规则

5.1.1 开关断开操作

（1）断开开关导致系统解环；

（2）断开主变高（中）压侧开关，中性点电抗器地刀在合位；

（3）断开3/2接线开关不满足串内开关停电顺序。

5.1.2 开关合上操作

（1）合上开关导致开关任一端变为给下游母线充电；

（2）主变中性点电抗器地刀分闸时合上高（中）压侧开关；

（3）主变高（中）压侧开关分闸时合上中（低）压侧开关；

（4）合上开关后被充电设备检修牌未拆。

5.2 隔离开关拓扑防误规则

（1）隔离开关任一端接地时，进行合操作；

（2）进行倒母线操作时，母联间隔处于非运行状态；

（3）旁路开关在合位时进行旁路刀闸操作；

（4）刀闸所在间隔开关在合位时进行刀闸分合操作；

（5）母线联络刀闸任一侧母线所连任一开关在合位时进行分合操作；

（6）停电时，负荷侧刀闸在合位时进行母线侧刀闸拉开操作；若母线侧刀闸在分位，合上负荷侧刀闸；

（7）线路地刀在分位时进行线路高抗刀闸分合操作；

（8）检修间隔有挂牌时刀闸合操作。

5.3 接地刀闸的拓扑防误规则

（1）带电合接地刀闸操作；

（2）接地刀闸所连任一刀闸在合位时合接地刀闸；

（3）对于线路侧接地刀闸，如果线路任一侧（包括T接）线路PT有电压量测，且电压值＞0.65Un时合上接地刀闸；

（4）对于母线接地刀闸，如果母线有电压量测，且电压值＞0.65Un时合上接地刀闸。

5.4 特殊防误规则定制

对于某些设备需要特殊制定防误规则的，系统通过逻辑图定制防误规则，如图3所示。

图3 防误规则定制Fig.3 Customization of error-proof rules

6 系统综合防误的界面要求

（1）选择控制对象闪烁，显示基本的遥控点信息、当前状态、目标状态信息。其中“操作选择”的默认选择与当前状态相反；如果出现了异常状况，出现当前状态与实际一次位置不对应时，则可以重新进行目标状态的选择，进行强投或强分。

（2）提供操作监护功能，下发命令前进行必要的验证，包括操作员验证、监护员验证。这些验证是否启用都可以根据类型来进行设置；操作员和监护人不能是同一人；后续提供指纹或IC卡登录接口。

（3）提供五防联锁验证画面，如果校验失败显示“禁止操作”，如通过五防验证后，此窗口自动消失，直接进入遥控操作界面。

（4）提供操作执行过程显示和执行结果及不成功原因返回。

（5）应满足电网运行实时监控功能模块中的防误闭锁功能和操作预演功能要求，提供可视化的防误规则编辑界面和严密的操作预演流程。

7 结论

监控中心主站系统综合防误功能从设计上首次提出源端防误概念，确保了操作全业务流程的综合防误安全校验，降低了人为出错的风险，提升了系统操作的安全性，对其他主站系统综合防误功能设计具有借鉴意义。