謝怡琚 李思樸 張 亮 崔 瀅

（1.國網(wǎng)寧夏電力有限公司超高壓公司，銀川 750011；2.寧夏中科恒瑞智能科技有限公司，銀川 750011）

社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，促使電力設備不斷向著復雜化、大型化以及連續(xù)化改造。如今，各行業(yè)的管理模式發(fā)生較大變化，由最初的外延粗放式發(fā)展變革為內(nèi)涵精細化管理發(fā)展。這就需要打造現(xiàn)代電力設備管理知識體系，分級評價電力設備管理。利用人工智能、云計算、大數(shù)據(jù)以及物聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代化技術，構(gòu)建電力設備智能運維管理平臺，在線實時監(jiān)測電力設備的運行狀態(tài)，為電力設備檢查與維護工作的開展提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

1 電力設備智能化運維平臺建設的方向

1.1 多元融合

打造可用于不同專業(yè)環(huán)境下的數(shù)據(jù)共享資源池，依照一致的數(shù)據(jù)標準與技術規(guī)范，著手多專業(yè)運維平臺的設計與建設工作，達到運維數(shù)據(jù)資源集成融合的目的。同時，需將不同業(yè)務的應用場景結(jié)合在一起，實現(xiàn)跨專業(yè)之間的聯(lián)動應用，確保電力設備運維分析工作高效進行，為電力設備良好、連續(xù)運作提供保障[1]。

1.2 創(chuàng)新運維

通過分析當前所參照的維護規(guī)程的技術支撐性，需適當拓寬在線監(jiān)測的深度與廣度，實現(xiàn)智慧化監(jiān)測，減少人工作業(yè)量。運用智慧化的運維平臺，實時、自動評估電力設備的運行狀態(tài)，以評估數(shù)據(jù)為依據(jù)，制定針對性的檢修計劃與周期。平臺還能夠智能評估電力設備的健康狀況和運行質(zhì)量，在此基礎上制定動態(tài)化的中、大修計劃。平臺的運行與運維模式的創(chuàng)新可為電力設備工作人員的運維工作提供可靠指導，降低工作強度，大幅提高電力設備運維的精準性和高效性。

1.3 智能聯(lián)動

打造以電力設備監(jiān)督、人工確認的雙重保障機制閉環(huán)體系，實現(xiàn)電力設備監(jiān)測與實際生產(chǎn)流程的智能化聯(lián)動。當前，智能技術的發(fā)展與應用，促使電力設備運維工作向智能化轉(zhuǎn)型，精準定位電力設備故障，并能分析故障產(chǎn)生的原因，借助人工智能技術、大數(shù)據(jù)技術全過程監(jiān)測電力設備維修前、后的運作狀態(tài)，確保及時發(fā)現(xiàn)各類故障隱患。智能決策分析能夠第一時間反映電力設備的異常狀態(tài)，而智能運維平臺則主動關聯(lián)執(zhí)行生產(chǎn)工單的觸發(fā)及自動填報，實現(xiàn)電力設備運行狀態(tài)與生產(chǎn)過程的智能化聯(lián)動[2]。

1.4 動態(tài)管控

打造電力設備檢修全程智能化監(jiān)督與管控體系，防范檢查工作不到位引發(fā)的運行風險。充分發(fā)揮智能運維平臺應用優(yōu)勢，精細化管理各項檢修任務，實現(xiàn)電力設備檢修過程的智能化管控。同時，需借助智能運維移動應用技術輸入、確認電力設備檢修任務，并將任務項信息實時、完整上傳于智能運維平臺數(shù)據(jù)庫，根據(jù)電力設備實時狀態(tài)開展在線核檢工作。在此期間，若發(fā)現(xiàn)電力設備狀態(tài)變化信息與制定的規(guī)范要求有較大差別，則需填寫規(guī)范性監(jiān)督日志；若電力設備檢修后仍無法達到正常運行狀態(tài)，需生成任務項管控回執(zhí)。工作人員接收到智能運維平臺發(fā)出的反饋信息后，需在第一時間糾正電力設備檢修疏漏，以提高檢修質(zhì)量。

2 電力設備的智能化運維平臺優(yōu)化設計路徑

2.1 平臺架構(gòu)設計

2.1.1 總體架構(gòu)

電力設備智能化運維平臺的設計與建設需在管理系統(tǒng)的基礎上進行，實現(xiàn)電力設備管理系統(tǒng)的多系統(tǒng)融合，打造一套智能化電力設備運行信息交匯與處理的管理系統(tǒng)，自動、智慧分析、處理、判斷采集的各類運維信息，采取科學有效的管控措施，分布式監(jiān)管所有運行的電力設備，確保各系統(tǒng)與電力設備良好、高效且協(xié)調(diào)一致運作[3]。某配電運維管理平臺如圖1所示。

圖1 某配電運維管理平臺

智能運維平臺以云計算平臺為基礎，整合、集成各系統(tǒng)數(shù)據(jù)，包括結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，采用開放式結(jié)構(gòu)達到系統(tǒng)彼此間相互聯(lián)動的效果。平臺中的各類系統(tǒng)利用消息推送、數(shù)據(jù)抽取以及數(shù)據(jù)總線等方法將運行數(shù)據(jù)上傳于云平臺，使得運維人員可使用移動端跟蹤管理各項運行數(shù)據(jù)，實現(xiàn)電力設備的智能化運維。

智能運維平臺的創(chuàng)建能夠?qū)⒉煌ㄐ艆f(xié)議的智能化電力設備整合在一起，實現(xiàn)各電力設備彼此間的相互連通，增強電力設備運行的協(xié)同性，同時共享各類信息。此外，平臺可以對內(nèi)部搭建的所有子系統(tǒng)進行集中統(tǒng)一式監(jiān)測與管理，統(tǒng)一存儲各子系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)，并呈現(xiàn)在智能化集成統(tǒng)一平臺上，確保系統(tǒng)運行狀態(tài)的實時監(jiān)測。

2.1.2 平臺體系架構(gòu)

電力設備智能運維平臺存儲各項數(shù)據(jù)信息，如電力設備運行實時信息、電力設備系統(tǒng)安裝信息、電力設備運作人員操作信息以及管理服務信息等，能夠優(yōu)化處理存在較大差異性的數(shù)據(jù)，包括數(shù)據(jù)格式、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、訪問方式以及系統(tǒng)可用性等。針對電力設備打造生命全周期數(shù)據(jù)模型，依據(jù)相關規(guī)范，利用多元化數(shù)據(jù)采集、分析技術，設計、建設電力設備數(shù)據(jù)管理平臺。平臺架構(gòu)由4層組成，分別為應用層、服務層、數(shù)據(jù)層和存儲層。應用層的主要功能為電力設備狀態(tài)管理、巡檢管理各類工單、人員及資產(chǎn)管理。服務層功能圍繞各類數(shù)據(jù)進行設計，具體表現(xiàn)在數(shù)據(jù)整理、驗證以及分析等方面。數(shù)據(jù)層依托云計算技術，實現(xiàn)數(shù)據(jù)分布式云存儲，還可調(diào)用數(shù)據(jù)執(zhí)行分布式計算，同時具備中間翻譯、存取行業(yè)知識的功能。存儲層綜合、統(tǒng)籌存儲所有結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)格式，包括狀態(tài)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)以及知識庫[4]。平臺體系框架如圖2所示。

圖2 電力設備智能運維平臺體系框架

利用大數(shù)據(jù)技術和信息技術打造電力設備知識庫與數(shù)據(jù)庫，再將各項數(shù)據(jù)上傳數(shù)據(jù)管理平臺，以高效訪問、共享交換、處理結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)信息，賦予平臺應用層和服務層高性能的分布式數(shù)據(jù)管理能力。電力設備運維數(shù)據(jù)優(yōu)化存儲功能如下。

第一，中間件云數(shù)據(jù)管理。整合所有異構(gòu)存儲模式，包括文件系統(tǒng)、關系數(shù)據(jù)庫等，達到按所需數(shù)據(jù)特性存儲的目的，還可在統(tǒng)一數(shù)據(jù)總線的幫助下，統(tǒng)一訪問跨存儲電力設備[5]。

第二，數(shù)據(jù)存儲平臺。平臺中包含所有節(jié)點信息，為海量數(shù)據(jù)的高效存儲提供支持，還可實現(xiàn)各項數(shù)據(jù)信息的統(tǒng)一管理。以項目為單位，打造各類服務器，包括空間電力設備信息存儲服務器、裸金屬服務器（Bare Metal Server，BMS）以及區(qū)域運行數(shù)據(jù)服務器等，將各服務器同中央管理專用數(shù)據(jù)服務器整合在一起協(xié)同運行，以存儲所有電力設備的運行數(shù)據(jù)。

第三，分布式計算。利用云計算架構(gòu)，過濾、篩選、驗證采集的巡檢數(shù)據(jù)，再將其上傳至主服務器進行匯總與整理，通過計算得到總體結(jié)果，確保數(shù)據(jù)信息全面、完整，真正意義上增強數(shù)據(jù)管理平臺計算能力的易擴展性和計算時效穩(wěn)定性。

2.2 平臺功能設計

利用數(shù)據(jù)分析技術打造統(tǒng)一業(yè)務數(shù)據(jù)中心，設立數(shù)據(jù)分析中心模塊和數(shù)據(jù)管理中心模塊，為智能運維平臺提供分析模型和靜態(tài)模型支撐。數(shù)據(jù)分析中心的運行能夠為運維平臺提供數(shù)據(jù)實體和數(shù)據(jù)分析支持。智能運維平臺包含的功能模塊如下。

2.2.1 平臺基本功能

運維期間實現(xiàn)對電力設備各要素的跟蹤管理，如工單、人員、巡檢、資產(chǎn)、業(yè)務以及知識等，還可為各項決策提供支持，基本滿足電力設備一般管理業(yè)務需求。

2.2.2 平臺高級功能

依托各類基本服務，包括功能信息服務、電力設備運行狀態(tài)服務以及電力設備運維歷史服務等，為指定區(qū)域和時間下的電力設備歷史演化、環(huán)境關聯(lián)以及運行狀態(tài)的管理提供相應的服務，確保各類運維決策有效、科學制定與執(zhí)行，以滿足電力設備模式需求。它的高級功能服務有3種。

（1）電力設備決策支持服務。根據(jù)電力設備當前的實際運行情況，細致、全面分析電力設備歷史運行數(shù)據(jù)，以掌握的信息為依據(jù)提供各類服務，包括電力設備運行狀態(tài)評價服務、電力設備異常狀態(tài)處理的模擬仿真服務、電力設備運維管理決策評價與支持服務、電力設備運行安全評價服務等。

（2）運行現(xiàn)狀評價和預警服務。先確定運維管理的目標電力設備及所在區(qū)域，利用先進技術和儀器了解、掌握電力設備運行狀態(tài)、用戶狀態(tài)以及公共服務狀態(tài)，同時依托平臺建設的數(shù)據(jù)庫，調(diào)用、分析各狀態(tài)歷史信息，針對區(qū)域電力設備整體運作狀態(tài)，設計一套可行且科學的分析評價方法，基于安全風險、運作效率以及實用性等多個角度實現(xiàn)系統(tǒng)化評價，同時自動預警可能發(fā)生的異常狀態(tài)[6]。

（3）異常狀態(tài)處理模擬服務。根據(jù)評價結(jié)果和平臺發(fā)出的預警信號，分析有隱藏故障的電力設備的實際運行狀態(tài)，盡可能找出與之相關的電力設備以及二者在空間上的關聯(lián)關系，采集、整理關聯(lián)空間電子設備的狀態(tài)數(shù)據(jù)和公平服務狀態(tài)數(shù)據(jù)，采取模擬仿真的方式對異常狀態(tài)未來演化趨勢進行計算與展示。

3 結(jié)語

智能運維平臺的建設與完善可實現(xiàn)對電力設備運行狀態(tài)的實時監(jiān)管，為工作人員電子設備運維決策提供參考。為發(fā)揮平臺應用價值，需了解、明確電力設備運維平臺建設需求，做好平臺架構(gòu)體系的設計，打造多元化功能模塊，確保電力設備運行數(shù)據(jù)的智能化采集與自動分析，從而實現(xiàn)對電力設備全生命周期的精益化管理。