一种核电站主控室调整方法及系统

技术领域

本发明涉及核电技术领域，尤其涉及到一种核电站主控室调整方法及系统。

背景技术

主控室是核电站的运行控制中心，为操纵员提供集中、有效地监视和控制电厂运行所需的人机接口有关的信息和设备。主控室中的主要设备包括操纵员工作站、大屏幕、紧急控制盘、后备盘、火灾探测及消防盘、会议桌、辅助设备等。

当主控制的KIC(计算机信息和控制系统)由于某些原因不可用时(计划或非计划的不可用)，操纵员可以把电厂的控制方式切换到后备盘操作模式，实现对机组的监控，即后备盘为KIC系统的后备装置。但是当前的后备盘的多样性属性较差，从而导致防御共因故障的效果较差。

发明内容

本发明实施例提供一种核电站主控室调整方法及系统，以解决当前后备盘的防御共因故障的效果较差的问题。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种核电站主控室调整方法，应用于所述主控室中的主控系统，所述主控系统包括：计算机信息和控制系统KIC以及第一后备盘，所述方法包括：

计算所述KIC与所述第一后备盘之间的多样性，得到评估结果，其中，所述第一后备盘采用数字技术制得；

当所述评估结果小于第一预设值时，增大所述第一后备盘的多样性。

可选的，所述第一预设值为第二后备盘以及所述KIC之间的多样性的计算结果，所述第二后备盘采用模拟技术制得。

可选的，所述计算所述KIC与所述第一后备盘之间的多样性，得到评估结果，包括：

获取所述KIC与所述第一后备盘之间第j项多样性属性中多样性准则的数量N

采用预设公式计算所述KIC与所述第一后备盘之间的多样性，得到评估结果；

所述预设公式为：

其中，S

可选的，所述当所述评估结果小于第一预设值时，增大所述第一后备盘的多样性，包括：

当所述评估结果小于第一预设值时，在所述第一后备盘中配置多样化系统驱动盘，以增大所述第一后备盘的多样性。

可选的，所述计算所述KIC与所述第一后备盘之间的多样性，得到评估结果之前，所述方法还包括：

配置所述主控系统中的人机接口，且所述人机接口的数量大于或等于第二预设值，其中，所述第二预设值为多种工况运行所需的人机接口的数量，所述多种工况包括核电站正常运行工况、核电站异常运行工况和核电站事故运行工况。

可选的，所述计算所述KIC与所述第一后备盘之间的多样性，得到评估结果之前，所述方法还包括：

配置所述KIC中的操纵员工作站，其中，所述操纵员工作站包括间隔设置的第一工作站和第二工作站，所述第一工作站包括并排设置的三个子工作站。

第二方面，本发明实施例提供了一种核电站主控室后备盘调整装置，应用于所述主控室中的主控系统，所述主控系统包括：KIC以及第一后备盘，所述装置包括：

计算模块，用于计算所述KIC与所述第一后备盘之间的多样性，得到评估结果，其中，所述第一后备盘采用数字技术制得；

增大模块，用于当所述评估结果小于第一预设值时，增大所述第一后备盘的多样性。

所述第一预设值为第二后备盘以及所述KIC之间的多样性的计算结果，所述第二后备盘采用模拟技术制得。

可选的，所述计算模块还用于：

采用预设公式计算所述KIC与所述第一后备盘之间的多样性，得到评估结果；

所述预设公式为：

其中，S

可选的，所述增大模块还用于：当所述评估结果小于第一预设值时，在所述第一后备盘中配置多样化系统驱动盘，以增大所述第一后备盘的多样性。

可选的，所述装置还包括：第一配置模块，用于配置所述主控系统中的人机接口，且所述人机接口的数量大于或等于第二预设值，其中，所述第二预设值为多种工况运行所需的人机接口的数量，所述多种工况包括核电站正常运行工况、核电站异常运行工况和核电站事故运行工况。

可选的，所述装置还包括：第二配置模块，用于配置所述KIC中的操纵员工作站，其中，所述操纵员工作站包括间隔设置的第一工作站和第二工作站，所述第一工作站包括并排设置的三个子工作站。

第三方面，本发明实施例还提供一种核电站主控系统，应用于主控室，核电站主控系统包括上述的核电站主控室后备盘调整装置。

可选的，所述主控系统还包括：

KIC以及第一后备盘，所述KIC以及所述第一后备盘并联，所述第一后备盘采用数字技术制得，且所述第一后备盘的多样性大于或等于第一预设值。

可选的，所述第一后备盘包括多样化系统驱动盘。

可选的，所述KIC包括：操纵员工作站，所述操纵员工作站包括间隔设置的第一工作站和第二工作站，且所述第一工作站和所述第二工作站并联。

可选的，所述第一工作站包括并排设置的三个子工作站。

在本发明实施例中，计算KIC与第一后备盘之间的多样性，得到评估结果，其中，第一后备盘采用数字技术制得；当评估结果小于第一预设值时，增大第一后备盘的多样性。这样，可以通过计算KIC与第一后备盘之间的多样性，并在多样性的评估结果小于第一预设值时，可以增大第一后备盘的多样性，从而提高了第一后备盘的多样性属性，即增强了第一后备盘的防御共因故障的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种核电站主控室调整方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的举例图之一；

图3是本发明实施例提供的举例图之二；

图4是本发明实施例提供的举例图之三；

图5是本发明实施例提供的一种核电站主控室后备盘调整装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，本发明实施例提供一种核电站主控室调整方法，应用于所述主控室中的主控系统，所述主控系统包括：KIC以及第一后备盘，如图1所示，所述方法包括：

步骤101、计算所述KIC与所述第一后备盘之间的多样性，得到评估结果，其中，所述第一后备盘采用数字技术制得。

其中，KIC以及第一后备盘的功能相同，设置第一后备盘的目的为当出现KIC不可用时(计划中或者非计划中的不可用)，操纵员可以将核电站的控制方式由KIC控制的方式切换至第一后备盘控制的模式下，从而提高了核电站控制的安全性。

需要说明的是，KIC不可用的状态中，计划中的不可用的情况可以包括：对KIC进行检修或者设备更换等状态；而非计划中的不可用的情况可以包括：KIC出现故障，从而导致不能对核电站进行控制等状态。

其中，需要说明的是，KIC和第一后备盘可以为并联的连接方式，即KIC和第一后备盘均分别与下游执行机构连接。

可选的，所述计算所述KIC与所述第一后备盘之间的多样性，得到评估结果，包括：

获取所述KIC与所述第一后备盘之间第j项多样性属性中多样性准则的数量N

采用预设公式计算所述KIC与所述第一后备盘之间的多样性，得到评估结果；

所述预设公式为：

其中，S

其中，多样性准则的有效性也可以被称作为DCE(Diversity CriterionEffectiveness)；多样性属性的有效性也可以被称作为DAE(Diversity AttributeEffectiveness)。

其中，上述权重的具体取值可以参见(NUREG/CR 7007，A.5章节多样性战略评估工具，Table A.7.评估表)中的相应取值。

另外，当第i项多样性准则引入INT或者INH时，则k的取值为1；当第i项多样性准则未引入INT或者INH时，则k的取值为0。其中，INT即由系统设计或应用特意引入的多样性，也可以理解为：在设计或者建造第一后备盘时，特意引入的多样性；INH为产品自身的多样性，即固有多样性，也可以理解为：第一后备盘采用的设备本身与KIC之间存在的多样性。

另外，第一预设值的取值可以为1，则当KIC与第一后备盘之间的多样性的评估结果小于1时，则说明第一后备盘的多样性属性较弱，此时可以增大第一后备盘的多样性；当上述评估结果大于或等于1时，说明第一后备盘的多样性属性较强，此时无须对第一后备盘的多样性进行调整，即可以维持此时第一后备盘的多样性属性不变。

当然，在得到评估结果之后，还可以根据评估结果进行迭代计算的方式，选择最合适的多样性数值，避免调整得到的第一后备盘不满足多样性量化的现象的发生，或者增大第一后备盘的多样性措施的实施成本较大的现象的发生。

本发明实施例中，采用预设公式计算得到的KIC与第一后备盘之间的多样性的评估结果更加准确，且计算方式更加直观。

步骤102、当所述评估结果小于第一预设值时，增大所述第一后备盘的多样性。

其中，第一预设值的具体取值在此不做限定，例如：第一预设值可以根据用户需求设定，当然，也可以为其他后备盘的多样性的数值。

可选的，所述第一预设值为第二后备盘以及所述KIC之间的多样性的计算结果，所述第二后备盘采用模拟技术制得。

其中，第一后备盘采用数字技术制得，即第一后备盘更多的是采用数字化人机接口对核电站的运行机组进行控制；而现有技术中核电站的第二后备盘通常采用模拟技术相比，即更多的是采用硬线等传输线缆对核电站的运行机组进行控制。另外，第一后备盘也可以被称作为ACP，第二后备盘也可以被称作为BUP。

例如：第一后备盘可以采用携带有显示面板的控制设备对运行机组进行监视和控制，而显示面板可以接收用户的输入指令，并根据用户输入的指令对运行机组进行控制；当然，上述显示面板还可以通过有线传输方式接收监视及报警信号，并根据该信号对下游执行机构(例如：核电站中的机组)进行控制。而第二后备盘则需要通过硬线对下游执行机构进行控制。

本发明实施例中，由于第一预设值为第二后备盘以及KIC之间的多样性的计算结果，第二后备盘采用模拟技术制得。这样，增大第一后备盘的多样性的数值大于第一预设值，从而可以使得第一后备盘的多样性属性优于现有技术中第二后备盘的多样性属性，进而进一步的改善了第一后备盘防御共因故障的效果。另外，由于数字技术制得的第一后备盘的人因属性更好，从而使得本发明实施例中第一后备盘具有较好的人因属性。同时，由于采用数字技术制得第一后备盘，且第一后备盘的多样性也符合要求，从而使得第一后备盘的经济性较好。

其中，增大第一后备盘的多样性的具体方式在此不做限定，例如：可以通过控制特定的设备(如维修设备)更换第一后备盘中包括的设备，且上述设备与KIC中的设备的型号以及生产厂家等参数完全不同；当然，也可以通过在第一后备盘中增加与KIC技术不同的设备来增加第一后备盘的多样性。例如：可以在第一后备盘中配置多样化系统驱动盘。

可选的，所述当所述评估结果小于第一预设值时，增大所述第一后备盘的多样性，包括：

当所述评估结果小于第一预设值时，在所述第一后备盘中配置多样化系统驱动盘，以增大所述第一后备盘的多样性。

其中，多样性系统驱动盘也可以被称作为DHP盘。

本发明实施例中，通过在第一后备盘中配置多样化系统驱动盘的方式，增大第一后备盘的多样性，配置方式简单，且配置效果较高。

可选的，所述计算所述KIC与所述第一后备盘之间的多样性，得到评估结果之前，所述方法还包括：

配置所述主控系统中的人机接口，且所述人机接口的数量大于或等于第二预设值，其中，所述第二预设值为多种工况运行所需的人机接口的数量，所述多种工况包括核电站正常运行工况、核电站异常运行工况和核电站事故运行工况。

其中，上述人机接口的类型在此不做具体限定，例如：上述人机接口一般可以采用数字化人机接口的形式。这样，采用数字化人机接口的形式，集成度更高(更小的硬件单位实现更多的功能需求)，操作更便捷(通过链接切换)，人因更好。

另外，在配置数字化人机接口之前，还可以通过主控系统采用“溯源分析法”对数字化人机接口的方案进行设计。例如：具体计算步骤可以参见图1。

当然，在完成数字化人机接口的配置方法分析之后，还可以进行相应的数字化人机接口设计，根据不同规程体系配置操纵员工作站和人员。其中，SEOP规程体系下操纵员工作站为“前三后一”的配置方案，具体可参见图3中第一工作站和第二工作站的配置方式，前三指的是第一工作站中包括的三个子工作站，后一指的是第二工作站。相应的，SOP规程体系下操纵员工作站采用“前二后二”的配置方案。

另外，需要说明的是，人机接口在配置时，还需要考虑运行体系的因素。运行提醒确定运行导则，运行导则确定运行规程，然后根据运行规程的要求可以确定人机接口的配置方式。

例如：人机接口的配置方式包括人机接口的数量以及不同人机接口的配置位置。其中，运行体系可以包括：SEOP(征兆导向事故规程)和SOP(征兆导向事故规程)。

其中，SEOP(征兆导向事故规程)的处理策略有两种：

1)如果事件可以被诊断，则采用基于事件的规程，称为最佳恢复导则(ORGs)；

2)如果事件不能被诊断，通过监视关键安全功能(CFSs)来克服事件导向法的一些局限性，引导并恢复电厂安全状态。

先运用事件导向及时进行事故处理，当发生叠加事故等复杂事故时，运用征兆导向进行诊断处理，即事件导向+征兆导向。

另外，SOP不依赖于具体的始发事件，基于对机组所体现出来的状态，结合实际参数指引进入相应的事故处理规程。在状态参数循环诊断过程中融入事件导向指引，即状态导向+事件导向。

另外，SOP文件体系覆盖全面，按照人员职责划分，结构高度格式化、系统化；SEOP文件体系只包含事故部分，按照机组功能划分，文件体系相对分散，但分类明确。

需要说明的是，采用上述体系在配置人员时，应尽可能全面的考虑操纵员的运行任务，保证人员配置能够满足任务执行的需求。考虑人员配置时需要遵守的原则包括：可实现对电厂的控制和监视；可保证异常/事故状态时的人员冗余；能覆盖过程控制之外的任务，如通讯、与维修的接口和定期试验。

这样，本发明实施例中，可以容纳两种运行体系(SEOP和SOP)，功能覆盖面更广。

本发明实施方式中，在配置人机接口时，还需要考虑运行体系的影响，这样，可以更加充分保证人机接口的控制效果。同时，配置人机接口的数量大于或等于第二预设值，可以保证在多种工况下均可以正常运行，保证了人机接口的控制效果。

可选的，所述方法还包括：

配置所述KIC中的操纵员工作站，其中，所述操纵员工作站包括间隔设置的第一工作站和第二工作站，所述第一工作站包括并排设置的三个子工作站。

其中，第一工作站包括并排设置的三个子工作站，可以理解为：上述三个子工作站可以沿同一方向设置；当然，也可以理解为：上述三个子工作站各自至少有一部分沿同一方向设置。

另外，第一工作站中包括的三个子工作站可以被称作为：ROC操纵员工作站、ROA操纵员工作站和ROB操纵员工作站，第二工作站可以被称作为：SRO操纵员工作站。且SRO操纵员工作站可以指挥或者监控ROC操纵员工作站、ROA操纵员工作站和ROB操纵员工作站的工作。

另外，在实际的运用中，主控室内可以配置有值长1人，协调员1人，主控操纵员3人以及现场操作员6人。管理和运行主控制室的主要人员为值长、协调员、主控操作员。值长工作于值长办公室，协调员工作于主控制室的SRO工位(即SRO操纵员工作站)，主控操作员工作于ROA(即ROA操纵员工作站)、ROB(即ROB操纵员工作站)和ROC工位(即ROC操纵员工作站)。事故工况下，值长作为事故处理的直接指挥者，当主控室协调员必须离开时，值长可替代协调员；安全工程师(STA)在主控室监视关键功能状态树(F0)。

需要说明的是，主控系统的结构示意图，例如：参见图3，主控系统中还可以包括大屏幕301、安全级显示器(SVDU)302、紧急操作台303、消防盘310、打印机304和文件柜305等辅助设备。例如：大屏幕301可以位于ROC操纵员工作站306、ROA操纵员工作站307和ROB操纵员工作站308的一侧，安全级显示器302可以位于ROC操纵员工作站306和ROA操纵员工作站307之间。而SRO操纵员工作站309则可以位于ROC操纵员工作站306、ROA操纵员工作站307和ROB操纵员工作站308的另一侧。另外，主控系统还可以包括第一后备盘显示屏幕311，且第一后备盘312朝向第一后备盘显示屏幕311设置。

本发明实施例中，由于主控系统中配置有操纵员工作站，这样，使得对整个核电站的运行机组的控制更加方便，且由于第一工作站与第二工作站间隔设置，第一工作站包括并排设置的三个子工作站，这样，使得第二工作站可以更好的实时监控三个子工作站的状态，使得对整个核电站的运行机组的控制效果更好。

另外，需要说明的是，整个主控室中主控系统的各个部件的配置方案例如可以参见图4中的流程。在此不再赘述。

本发明实施例中，通过步骤101和102，计算KIC与第一后备盘之间的多样性，得到评估结果，其中，第一后备盘采用数字技术制得；当评估结果小于第一预设值时，增大第一后备盘的多样性。这样，可以通过计算KIC与第一后备盘之间的多样性，并在多样性的评估结果小于第一预设值时，可以增大第一后备盘的多样性，从而提高了第一后备盘的多样性属性，即增强了第一后备盘的防御共因故障的效果。

参见图5，本发明实施例还提供一种核电站主控室后备盘调整装置500，应用于所述主控室中的主控系统，所述主控系统包括：KIC以及第一后备盘，所述装置包括：

计算模块501，用于计算所述KIC与所述第一后备盘之间的多样性，得到评估结果，其中，所述第一后备盘采用数字技术制得；

增大模块502，用于当所述评估结果小于第一预设值时，增大所述第一后备盘的多样性。

可选的，所述第一预设值为第二后备盘以及所述KIC之间的多样性的计算结果，所述第二后备盘采用模拟技术制得。

可选的，所述计算模块501还用于：

采用预设公式计算所述KIC与所述第一后备盘之间的多样性，得到评估结果；

所述预设公式为：

其中，S

可选的，所述增大模块502还用于：当所述评估结果小于第一预设值时，在所述第一后备盘中配置多样化系统驱动盘，以增大所述第一后备盘的多样性。

可选的，所述装置还包括：第一配置模块，用于配置所述主控系统中的人机接口，且所述人机接口的数量大于或等于第二预设值，其中，所述第二预设值为多种工况运行所需的人机接口的数量，所述多种工况包括核电站正常运行工况、核电站异常运行工况和核电站事故运行工况。

可选的，所述装置还包括：第二配置模块，用于配置所述KIC中的操纵员工作站，其中，所述操纵员工作站包括间隔设置的第一工作站和第二工作站，所述第一工作站包括并排设置的三个子工作站。

本发明实施例提供的核电站主控室后备盘调整装置500能够实现图1的方法实施例中主控系统中核电站主控室后备盘调整装置实现的各个过程，为避免重复，这里不再赘述。

本发明实施例还提供一种核电站主控系统，应用于主控室，包括上述的核电站主控室后备盘调整装置。

本发明实施例还提供一种核电站主控系统，应用于主控室。该核电站主控系统包括上述的核电站主控室后备盘调整装置，该核电站主控室后备盘调整装置的结构可以参照上述实施例，具体在此不再赘述。由于在本实施例中，采用了上述实施例中的核电站主控室后备盘调整装置，因此本发明实施例提供的核电站主控系统具有与上述实施例中核电站主控室后备盘调整装置相同的有益效果。

可选的，所述主控系统还包括：

KIC以及第一后备盘，所述KIC以及所述第一后备盘并联，所述第一后备盘采用数字技术制得，且所述第一后备盘的多样性大于或等于第一预设值。

可选的，所述第一后备盘包括多样化系统驱动盘。

可选的，所述KIC还包括：操纵员工作站，所述操纵员工作站包括间隔设置的第一工作站和第二工作站，且所述第一工作站和所述第二工作站并联。

可选的，所述第一工作站包括并排设置的三个子工作站。

其中，上述三个子工作站采用并联的连接方式。

需要说明的，本发明实施例中提供的主控系统中的各个部件可以参见上述一种核电站主控室调整方法中的相应表述，并具有与上述实施例相同的有益技术效果，具体在此不再赘述。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。