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

薛向陽，朱德寶

（溫州電力局，浙江 溫州 325028）

隨著無人值班站的增多、站端自動化系統(tǒng)及通信手段的改善，自動化監(jiān)控系統(tǒng)接收到的信息越來越多，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)荷工作將影響對信息的敏感性。自動化設(shè)備的抗干擾能力有限，誤發(fā)信情況較多，而且自動化監(jiān)控系統(tǒng)在事件多發(fā)時段（雷雨、臺風(fēng)）會出現(xiàn)“信息爆炸”和“信息淹沒”現(xiàn)象，即有用信息伴生著大量的無用信息，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)在短時間內(nèi)上傳的異常信息越多，運(yùn)行人員對信息判斷的效率和正確率也越低，對信息判斷處理所受到的干擾就越嚴(yán)重。為此，設(shè)計采用了一種運(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。該方法對復(fù)雜信息的判斷時間縮短50%以上，對故障判斷的正確率可達(dá)100%，同時杜絕了信息遺漏現(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)行人員通過事件報文和聲音報警監(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)存在以下問題：

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

（2）同一時間伴生的信息（如瞬時動作、瞬時復(fù)歸信號、保護(hù)啟動等）越多，運(yùn)行人員判斷處理受到的干擾就越嚴(yán)重。

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

1.2 原因分析

（1）不能適應(yīng)集控站同時收到大量信息的情況。比如雷雨臺風(fēng)天氣時，所轄各站（所）上傳的大量信號不僅分屬多種類型（事故跳閘信息、裝置異常信息、電壓越限信息等），而且按時間順序排列，來自各站（所）的信號混雜，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)時掌控全站現(xiàn)存的遙信異常信息。沒有任何提示手段，僅靠個人記憶來記住各站（所）是否有異常信號。

（3）不能實(shí)時掌握全站遙測數(shù)據(jù)的越限信息。雖然報文提供越限信息，但并不能將越限時長（如2 h）信息實(shí)時提供給運(yùn)行人員，只能通過切屏（主接線圖）查看，在越限信息較多且分散于各個站（所）時極易造成監(jiān)視遺漏。

2 異常信息導(dǎo)航圖的構(gòu)思

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

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)存在不同事件的報警聲相同，不能屏蔽或減少部分不必要的報警信號等問題。從有利于運(yùn)行的角度出發(fā)，可將信號進(jìn)行分類和定義。原則如下：

（1）按語音信息提示對遙信、遙測進(jìn)行分類。例如開關(guān)位置信號發(fā)出“開關(guān)變位”語音信息，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）按聲音屏蔽情況對遙信信號進(jìn)行分類。第一類是需瞬時報警的遙信信號；第二類是延時發(fā)聲報警的信號，自動復(fù)歸的信號系統(tǒng)只記錄事件、不發(fā)聲報警，如果這些信號點(diǎn)動作超過一定時間（5 min），仍會發(fā)正常聲音報警；第三類是不發(fā)聲音的信號，如閘刀變位信號等。

（3）按事件的記錄情況分類。第一類重要事件，如開關(guān)事故跳閘、保護(hù)動作及保護(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，聲音報警實(shí)時產(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，其他報警功能則由其性質(zhì)決定。

2.2 異常信息導(dǎo)航

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

主要監(jiān)屏信號分為三類：光字牌異常信號、開關(guān)事故跳閘信息、遙測越限信息。

輔助監(jiān)屏信息分為四類：遙測停刷、遙信屏蔽、人工遙信、人工遙測。

運(yùn)行人員實(shí)時了解并掌握這些異常信號后，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，提出了異常信號導(dǎo)航的設(shè)想：用1個異常信息導(dǎo)航圖畫面同時監(jiān)視全站十幾個站（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)計各站（所）新發(fā)生的開關(guān)事故跳閘和重合情況。通過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導(dǎo)航為例，介紹如何實(shí)現(xiàn)異常信息導(dǎo)航。

通過對異常光字牌信號歷史事件的分析可知，對于一個變電站，除少數(shù)能自動復(fù)歸的信號外，如保護(hù)動作信號、彈簧儲能信號、油泵啟動信號等，其他異常遙信信號動作具有一定的穩(wěn)定性，一般均需人為干預(yù)才能復(fù)歸，短時間內(nèi)不會頻繁動作或自動復(fù)歸。除自動復(fù)歸的信號外，異常光字牌動作信號數(shù)具有一定穩(wěn)定性。因此可采取異常光字牌動作信號數(shù)的變化量作為導(dǎo)航，再將光字牌動作行為數(shù)以光字牌瞬時動作未確認(rèn)就復(fù)歸數(shù)、光字牌動作確認(rèn)后復(fù)歸數(shù)、新動作未確認(rèn)光字牌數(shù)等分類加以統(tǒng)計。自動復(fù)歸的異常信號以聲音延時報警屏蔽減少干擾（如果長時間動作照樣會正常聲音報警），而保護(hù)動作信號不用設(shè)置延時，因而增加了一種開關(guān)事故跳閘瞬時聲音提醒的手段。

3.1 導(dǎo)航圖介紹

先由系統(tǒng)自動統(tǒng)計出各站（所）光字牌畫面中的“新動作未確認(rèn)光字牌數(shù)”、“瞬時動作瞬時復(fù)歸光字牌數(shù)”、“動作確認(rèn)后復(fù)歸光字牌數(shù)”、“現(xiàn)存的動作光字牌總數(shù)”4個遙測量，根據(jù)光字牌動作情況在顯示屏上生成1個光字牌變化總信號點(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)的虛遙測點(diǎn)（每次光字牌檢查確認(rèn)后手動添入光字牌異常數(shù)），系統(tǒng)再利用人工虛遙測點(diǎn)和自動統(tǒng)計的現(xiàn)存動作光字牌總數(shù)的差值生成光字牌動作變化數(shù)，最后將遙測、遙信量進(jìn)行畫面統(tǒng)一規(guī)劃定置。在數(shù)據(jù)庫中，光字牌信息動作統(tǒng)計數(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）光字牌動作統(tǒng)計數(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，光字牌變化數(shù)會有變化（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，光字牌變化總信號點(diǎn)有閃爍和聲音提醒。通過這些信息可初步判斷哪個站（所）有幾個光字牌新亮、光字牌瞬時動作瞬時復(fù)歸、光字牌復(fù)歸等動作情況，再根據(jù)提示通過鏈接切至相應(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)即為自動統(tǒng)計的光字牌數(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，對開關(guān)事故跳閘信息導(dǎo)航、遙測越限導(dǎo)航、遙信屏蔽管理導(dǎo)航、人工遙信、人工遙測、遙測停刷導(dǎo)航進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)只要將各個站（所）的導(dǎo)航量變化數(shù)加以統(tǒng)計，并實(shí)時提醒運(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)屏信號的導(dǎo)航功能匯總在一起，并在現(xiàn)場配置雙顯示器，實(shí)現(xiàn)了全站異常信息綜合導(dǎo)航的功能。運(yùn)行人員聽到聲音報警后，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）多信息同時觸發(fā)時，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，無需逐條分析報文，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)，對新舊系統(tǒng)處理故障耗時及準(zhǔn)確率進(jìn)行對比后發(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。對復(fù)雜故障的判斷時間縮短50%以上，對故障判斷的正確率達(dá)到100%。

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

5 結(jié)語

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)還可以在自動生成事故輔助分析報告和自動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.變電站綜合自動化技術(shù)[M].北京：中國電力出版社，2006.

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