探析電力行業(yè)測(cè)試設(shè)備智能管理解決方案

貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院 許 逵 陳沛龍 付 淵 張 歷 貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司 肖 寧

近年，我國(guó)的電力企業(yè)檢測(cè)測(cè)試技術(shù)方面在大中型電力企業(yè)內(nèi)部已經(jīng)出現(xiàn)了廣泛應(yīng)用的現(xiàn)象，借助于設(shè)備測(cè)試技術(shù)使電力行業(yè)的設(shè)備也逐步實(shí)現(xiàn)檢修策略逐步向狀態(tài)維修的方向轉(zhuǎn)換。現(xiàn)階段電力行業(yè)測(cè)試設(shè)備的技術(shù)應(yīng)用情況當(dāng)中，我國(guó)的發(fā)展速度相較于國(guó)外的技術(shù)發(fā)展成熟程度還不高，針對(duì)于整體的運(yùn)用上其投入相對(duì)較低，設(shè)備本身的性能價(jià)格也處于不大理想的狀態(tài)?，F(xiàn)階段的網(wǎng)絡(luò)、通信、信息技術(shù)得到了進(jìn)一步的發(fā)展，電力行業(yè)企業(yè)的設(shè)備檢測(cè)技術(shù)也實(shí)現(xiàn)了集成化的方向，逐步的形成了檢測(cè)設(shè)備的智能管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)系統(tǒng)的綜合化處理[1]。

1 電力設(shè)備的測(cè)試監(jiān)測(cè)技術(shù)

在智能管理技術(shù)方面，電力設(shè)備的智能管理技術(shù)主要是針對(duì)電力設(shè)備設(shè)施的故障系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)的研究，屬于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)當(dāng)中的智能管理系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備有狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障報(bào)警、故障診斷以及狀態(tài)評(píng)估的功能，在一定的狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)智能化維修。在該系統(tǒng)內(nèi)部，可以為電力設(shè)備狀態(tài)檢修提供多個(gè)方面的檢修體制和狀態(tài)。在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中，包含多個(gè)方面的內(nèi)容：其一為傳感器，其中可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電力設(shè)備的電量、物理量、化學(xué)量等轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)采集裝置做出科學(xué)處理的電信號(hào)，在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中，需要根據(jù)其狀態(tài)檢測(cè)所利用的方式和被檢測(cè)設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中所產(chǎn)生的故障進(jìn)行判斷和分析。如果處于正常的狀態(tài)可以考慮進(jìn)行在線檢測(cè)，此種檢測(cè)測(cè)試技術(shù)本身具有較高的靈敏度和抗干擾程度[2]。

對(duì)于數(shù)據(jù)集技術(shù)來(lái)說(shuō)，可以借助于傳感器來(lái)對(duì)其信號(hào)進(jìn)行輸出，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的選區(qū)和過(guò)濾，對(duì)傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償和校正等。如果出現(xiàn)了故障，可以借助故障檢測(cè)技術(shù)來(lái)對(duì)電力設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中出現(xiàn)的初期故障進(jìn)行測(cè)試，利用故障報(bào)警來(lái)分析出原因并且提供出有效的數(shù)據(jù)來(lái)為診斷和決策提供前提依據(jù)。此種檢測(cè)技術(shù)可以對(duì)電力設(shè)備出現(xiàn)的異常信號(hào)進(jìn)行分析處理，進(jìn)行維修策略的制定。在現(xiàn)階段的研究當(dāng)中，主要是利用數(shù)字信號(hào)來(lái)對(duì)設(shè)備進(jìn)行處理和分析測(cè)試，以此來(lái)判斷出設(shè)備的故障類(lèi)型和解決方案。最后需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行評(píng)估，對(duì)設(shè)備影響狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)因素的分析，結(jié)合因素的定義來(lái)對(duì)設(shè)備進(jìn)行綜合分析，以此來(lái)為設(shè)備提供使用和維護(hù)的數(shù)據(jù)[3]。

在智能處理技術(shù)當(dāng)中，電力設(shè)備本身的智能信息處理技術(shù)主要是對(duì)完全不同的電力設(shè)備信息進(jìn)行轉(zhuǎn)化成為完全準(zhǔn)確并且可靠的、一致性的信息的過(guò)程和方式。借助于此種方式可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不精確和不確定的信息進(jìn)行電力設(shè)備內(nèi)部處理。在其處理的過(guò)程當(dāng)中，可根據(jù)其診斷、評(píng)估、分析來(lái)對(duì)設(shè)備進(jìn)行綜合化信息處理。借助于設(shè)備故障的類(lèi)型進(jìn)行分析和診斷，其設(shè)備的故障類(lèi)型在復(fù)雜程度和故障原因方面按照規(guī)定進(jìn)行測(cè)定分析。

2 電力行業(yè)測(cè)試檢測(cè)設(shè)備智能管理系統(tǒng)

2.1 設(shè)計(jì)思路方案

電力行業(yè)企業(yè)進(jìn)行智能設(shè)備管理方案設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需根據(jù)其自身的實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。在電力行業(yè)的設(shè)備安全智能生產(chǎn)管理系統(tǒng)當(dāng)中，需根據(jù)不同的類(lèi)別來(lái)進(jìn)行劃分，其中包含了按電力主要設(shè)備、主要輔機(jī)設(shè)備、輔機(jī)設(shè)備根據(jù)電力設(shè)備健康情況，劃分為運(yùn)行、A修（大修）、B修（小修）、臨修等狀態(tài)，借助于計(jì)算機(jī)的智能管理系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)有效管理，從而提升設(shè)備的管理水平和能力。對(duì)于電力設(shè)備來(lái)說(shuō)，其智能系統(tǒng)當(dāng)中可包含靜態(tài)管理和動(dòng)態(tài)管理兩個(gè)方面，其中綜合管理能力當(dāng)中具有集運(yùn)行管理、檢修管理、倉(cāng)儲(chǔ)管理為一體的特點(diǎn)。對(duì)于電力設(shè)備的智能管理系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，可根據(jù)設(shè)備的管理級(jí)別來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)任一設(shè)備的運(yùn)行監(jiān)測(cè)以及其靜態(tài)動(dòng)態(tài)情況的管理，最終實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)（圖1）。

圖1 電力設(shè)備管理系統(tǒng)

在電力系統(tǒng)智能裝置自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)方面，現(xiàn)階段進(jìn)行電力系統(tǒng)的智能仿真測(cè)試的平臺(tái)可以分為單機(jī)、多臺(tái)計(jì)算機(jī)工作的分布式平臺(tái)兩個(gè)模式。在單機(jī)測(cè)試的過(guò)程當(dāng)中其具備一定的簡(jiǎn)單性，可以實(shí)現(xiàn)快速的設(shè)計(jì)，但是其功能方面較為簡(jiǎn)單，不能滿足其復(fù)雜系統(tǒng)的需求，可能出現(xiàn)測(cè)試無(wú)效的狀態(tài)。在分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)當(dāng)中，需多臺(tái)計(jì)算機(jī)同時(shí)工作，其中有一臺(tái)可以控制的主機(jī)和其他計(jì)算機(jī)進(jìn)行協(xié)同，在測(cè)試的設(shè)備運(yùn)行的過(guò)程當(dāng)中，需要主機(jī)進(jìn)行任務(wù)的發(fā)布，對(duì)于其運(yùn)算的速度進(jìn)行有效的提升，也可以使得其計(jì)算機(jī)的資源得到更好的發(fā)展和利用。在設(shè)計(jì)當(dāng)中可以利用兩種模式來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，分別為分布式平臺(tái)模式和樹(shù)杈模式，進(jìn)行工作運(yùn)行的過(guò)程當(dāng)中，需要在虛擬環(huán)境當(dāng)中實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的測(cè)試 。

2.2 智能管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

首先，在平臺(tái)的設(shè)計(jì)方面，需要對(duì)電力設(shè)備的正常運(yùn)行提供基礎(chǔ)的保障，對(duì)于電力企業(yè)來(lái)說(shuō)屬于設(shè)計(jì)設(shè)備檢測(cè)管理系統(tǒng)的關(guān)鍵問(wèn)題，根據(jù)設(shè)備檢修管理、設(shè)備缺陷管理、設(shè)備檔案管理和維修方案制定意見(jiàn)等多個(gè)方面的因素，來(lái)進(jìn)行制定出科學(xué)有效的管理系統(tǒng)。借助于人機(jī)交互的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理，為電力企業(yè)的設(shè)備進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)和運(yùn)行環(huán)境的提供。對(duì)于系統(tǒng)的工作流程來(lái)說(shuō)，可以進(jìn)行自定義模式的設(shè)置，以此來(lái)對(duì)工作運(yùn)行的狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)掌握。

其次，在系統(tǒng)功能方面，可以分為設(shè)備缺陷管理、檢修管理、檔案管理、工作票管理、臺(tái)賬管理和維修決策支持這六大主要功能，對(duì)于設(shè)備的檢測(cè)維修運(yùn)行方案可以提供全面的支持。在缺陷管理方面，可以對(duì)設(shè)備的運(yùn)行流程做出實(shí)時(shí)管控，對(duì)于電力設(shè)備缺陷發(fā)現(xiàn)到消除都可以借助于監(jiān)控設(shè)備來(lái)進(jìn)行查看。對(duì)于設(shè)備的缺陷類(lèi)型和設(shè)備部分的信息可以及時(shí)有效的做出總結(jié)和分析，根據(jù)其實(shí)際方案來(lái)設(shè)計(jì)出合理的解決方案。

對(duì)于檢修管理方面，對(duì)電力設(shè)備的每一次檢測(cè)檢修細(xì)節(jié)都需要進(jìn)行記錄，利用監(jiān)控設(shè)備對(duì)于設(shè)備的檢修檢測(cè)全過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測(cè)，使得電力設(shè)備的檢測(cè)管理不僅局限于檢修過(guò)程的監(jiān)控和管理，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電力設(shè)備出現(xiàn)的異常情況進(jìn)行跟蹤記錄；對(duì)于設(shè)備的檔案管理和工作票管理方面，主要是針對(duì)設(shè)備的相關(guān)信息記錄和工作運(yùn)行當(dāng)中的工作票據(jù)進(jìn)行保存完整，以此來(lái)為信息的查詢提供標(biāo)準(zhǔn)化的根據(jù)。

對(duì)于設(shè)備臺(tái)賬的管理來(lái)說(shuō)，電力設(shè)備的智能管理系統(tǒng)的核心內(nèi)容屬于設(shè)備臺(tái)賬，其中包含了設(shè)備主賬信息管理、財(cái)務(wù)信息管理、歷史記錄管理、結(jié)構(gòu)清單管理、技術(shù)文檔管理和參數(shù)圖紙管理；對(duì)于設(shè)備的維修決策方面，智能管理系統(tǒng)可以對(duì)測(cè)試設(shè)備在運(yùn)行的過(guò)程當(dāng)中可能發(fā)生的故障做出預(yù)測(cè)，以此來(lái)判斷設(shè)備運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中的狀態(tài)體系和監(jiān)控內(nèi)容。

在自動(dòng)控制測(cè)試平臺(tái)當(dāng)中需要具備開(kāi)發(fā)和執(zhí)行兩個(gè)部分的內(nèi)容。在對(duì)開(kāi)發(fā)部分進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需包含著測(cè)試要求的設(shè)計(jì)，以此來(lái)對(duì)系統(tǒng)當(dāng)中實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的收集錄入數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部，進(jìn)行測(cè)試任務(wù)執(zhí)行的過(guò)程當(dāng)中需對(duì)整體的環(huán)境做出設(shè)定，對(duì)所有的測(cè)試模塊進(jìn)行初始化的處理。對(duì)于不同的腳本要進(jìn)行科學(xué)選擇，根據(jù)測(cè)試的內(nèi)容來(lái)進(jìn)行具體的分析，實(shí)現(xiàn)腳本的科學(xué)選擇和合理測(cè)試。在腳本的測(cè)試完成之后會(huì)生成一個(gè)結(jié)果，將相關(guān)的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行上報(bào)之后就可以對(duì)對(duì)應(yīng)的結(jié)果做出針對(duì)性的處理和分析。

2.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在電力行業(yè)測(cè)試設(shè)備智能管理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，主要是對(duì)電網(wǎng)資源模型和運(yùn)行邏輯模型的組合，以此來(lái)對(duì)管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)完善。

在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的設(shè)計(jì)方面，需要根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，包含IEC61968標(biāo)準(zhǔn)和IEC61970標(biāo)準(zhǔn)，其中IEC61970標(biāo)準(zhǔn)的使用頻率更高。IEC61970標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中包含有CIM（公共信息模型）以及CIS（ComponentInterface Specification，組件接口規(guī)范）。在應(yīng)用價(jià)值方面CIM相對(duì)更高，可以對(duì)于智能系統(tǒng)的主體做出描繪，相對(duì)于企業(yè)的數(shù)據(jù)模型建立可以起到有效的作用；在接口設(shè)計(jì)方面，電力生產(chǎn)管理系統(tǒng)的接口設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，需要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)縱向可以完美的適配，以此來(lái)完成接口設(shè)計(jì)。借助于此種方式進(jìn)行數(shù)據(jù)內(nèi)容的傳遞，對(duì)于數(shù)據(jù)的集成壓力可以最大限度的縮小。

2.4 管理系統(tǒng)智能化

在管理系統(tǒng)智能化當(dāng)中，其電力安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)要求需要保證計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)在Windows 2017版本及以上，CPU運(yùn)算率≥2GHz，硬盤(pán)儲(chǔ)存空間≥80G，內(nèi)存≥4G。對(duì)于智能管理系統(tǒng)的界面來(lái)說(shuō)需要以操作簡(jiǎn)單為準(zhǔn)。進(jìn)行用戶權(quán)限的設(shè)置，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)電力行業(yè)企業(yè)對(duì)于測(cè)試檢測(cè)運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中產(chǎn)生的相關(guān)重要數(shù)據(jù)信息做出基本的安全保障，對(duì)于數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方面需要保證其統(tǒng)一的格式，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期有效保持。電力安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)不適宜長(zhǎng)久使用，要隨時(shí)參考其他系統(tǒng)的功能作用做出相應(yīng)調(diào)整。

圖2 數(shù)據(jù)檢測(cè)運(yùn)維交換圖（部分）

在相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)當(dāng)中，需要利用腳本語(yǔ)言對(duì)系統(tǒng)化的測(cè)試工作進(jìn)行運(yùn)行，其中腳本的測(cè)試屬于重要的內(nèi)容部分，可以對(duì)其設(shè)備的使用效益和效率產(chǎn)生直接的影響，借助于對(duì)腳本的測(cè)試，可有效低工作人員的工作強(qiáng)度，可以更方便地進(jìn)行軟件測(cè)試的維修工作。同時(shí)，在腳本語(yǔ)言方面具備一定的可復(fù)制性，可以增強(qiáng)其代表的利用程度，提升系統(tǒng)自身的使用效益。在一般情況下，對(duì)腳本設(shè)定的過(guò)程當(dāng)中需進(jìn)行語(yǔ)言的設(shè)置，這一部分的語(yǔ)言相對(duì)簡(jiǎn)單。

與此同時(shí)，對(duì)于系統(tǒng)本身的控制能力是相對(duì)強(qiáng)大的、具備使用價(jià)值。其中測(cè)試設(shè)備的通信方式屬于一項(xiàng)實(shí)時(shí)性的分布式系統(tǒng)，其中包含了測(cè)試層和控制層，其中控制層可以對(duì)設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)有效的通信，測(cè)試層可以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)和外部環(huán)境之間的有效通信，對(duì)于實(shí)時(shí)性來(lái)說(shuō)，可以將其測(cè)試設(shè)備的系統(tǒng)劃分為三個(gè)層次。在測(cè)試系統(tǒng)內(nèi)部，可以分為高層次、一般層次和低層次這三個(gè)部分，高層次對(duì)于設(shè)備的信息之間的性能要求相對(duì)較高，一般層次內(nèi)部可以實(shí)現(xiàn)其交互，在系統(tǒng)的安全性方面要求較高；在低層次當(dāng)中，實(shí)時(shí)性和安全性得到了一定程度的降低。在通信設(shè)備的分類(lèi)方面，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的明確劃分，對(duì)于其科學(xué)性的功能劃分具有一定的積極意義，提升了系統(tǒng)本身的開(kāi)放性。

綜上，在電力行業(yè)方面需要做到順應(yīng)時(shí)代的要求和趨勢(shì)，對(duì)于信息技術(shù)手段進(jìn)行科學(xué)利用，保證其遵守國(guó)家相關(guān)法律法規(guī)基礎(chǔ)上，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的智能安全管理。借助于科學(xué)合理的智能管理設(shè)備，來(lái)實(shí)現(xiàn)電力企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的高效管理和其他日常管理，對(duì)于企業(yè)的生產(chǎn)效率也可以得到最大限度的提升，降低設(shè)備維修成本的同時(shí)，還可以實(shí)現(xiàn)企業(yè)、行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。