基于云共享的智能故障運(yùn)維平臺(tái)

朱 孟，黃麗君，劉 奕，尤莎琳，林曉新

（國(guó)家電網(wǎng)福建省電力有限公司泉州供電公司明，福建 泉州 362000）

0 引 言

采集是計(jì)量的最后一關(guān)。隨著系統(tǒng)建設(shè)和應(yīng)用的飛速發(fā)展，一方面采集系統(tǒng)是一套準(zhǔn)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量與采集時(shí)限有很高的要求；另一方面，采集系統(tǒng)也是一套實(shí)現(xiàn)了“全覆蓋、全采集、全費(fèi)控”的系統(tǒng)。各類(lèi)采集裝置、通信方式眾多，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜，導(dǎo)致出現(xiàn)了復(fù)雜多樣的故障。因此，作為電力采集重要支撐之一的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維，是否能快速準(zhǔn)確地進(jìn)行故障診斷和處理，對(duì)電網(wǎng)的安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著不可忽視的作用。目前，泉州地區(qū)電網(wǎng)規(guī)模較大，用戶(hù)分布范圍較廣，運(yùn)維工作量較大，運(yùn)維效率有較大提升空間。

采集專(zhuān)業(yè)作為整個(gè)電網(wǎng)的末端節(jié)點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維面對(duì)的故障不僅有本專(zhuān)業(yè)的因素，也有來(lái)自于公司各個(gè)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的關(guān)聯(lián)故障。當(dāng)前在本專(zhuān)業(yè)設(shè)備性能的提高、人員技能的熟練情況下，面對(duì)體制和機(jī)制的束縛提升采集運(yùn)維效率是重中之重。

全面提升采集運(yùn)維信息智能化管理，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)的資源優(yōu)化利用和跨專(zhuān)業(yè)協(xié)作的溝通壁壘擊破，達(dá)到真正的內(nèi)外兼修，是目前可以采用的最有效管理手段。為了更好地分析電力采集現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維對(duì)信息智能化管理的需求，通過(guò)梳理運(yùn)維流程，分類(lèi)統(tǒng)計(jì)了2018年3個(gè)月（3—5月份）的采集運(yùn)維信息（如表1所示），發(fā)現(xiàn)了以下問(wèn)題：現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維人員對(duì)其他專(zhuān)業(yè)在現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題不清楚，無(wú)法根據(jù)實(shí)際情況準(zhǔn)確判斷并及時(shí)完成消缺；運(yùn)維人員如果發(fā)現(xiàn)故障需其他專(zhuān)業(yè)配合處理，轉(zhuǎn)由主站運(yùn)維人員負(fù)責(zé)，以電話(huà)、工作聯(lián)系單等方式跨班組、部門(mén)溝通，效率較低，嚴(yán)重拖累采集指標(biāo)。

其中，計(jì)量表計(jì)故障包括表計(jì)黑屏、電池欠壓、表計(jì)時(shí)間錯(cuò)以及失壓斷流等；計(jì)量接線(xiàn)問(wèn)題包括新柜未預(yù)留采集接線(xiàn)、表計(jì)到聯(lián)合接線(xiàn)盒端接線(xiàn)斷或者未接線(xiàn)等；進(jìn)線(xiàn)柜內(nèi)故障包括高壓熔絲斷、無(wú)電源等；通信故障包括運(yùn)營(yíng)商IP占用、運(yùn)營(yíng)商基站信號(hào)減弱或屏蔽等。

表1 2018年3—5月份的采集運(yùn)維信息

如何解決運(yùn)維時(shí)限過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題呢？根據(jù)設(shè)想，需要一種云共享平臺(tái)，能夠通過(guò)手機(jī)、掌機(jī)等運(yùn)維設(shè)備上的APP為現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維人員（并不僅限于采集專(zhuān)業(yè)運(yùn)維人員）提供目標(biāo)設(shè)備的關(guān)聯(lián)信息，如設(shè)備編號(hào)、設(shè)備位置、周邊各種設(shè)備的拓?fù)鋱D、設(shè)備故障記錄、運(yùn)維記錄以及操作記錄等各種運(yùn)維相關(guān)重要信息。

1 平臺(tái)的基礎(chǔ)功能設(shè)計(jì)

1.1 信息共享化

這樣一個(gè)平臺(tái)依托于各專(zhuān)業(yè)已有系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，建立了一個(gè)面向全專(zhuān)業(yè)信息公開(kāi)且可實(shí)時(shí)維護(hù)的設(shè)備立體拓?fù)鋱D，可用手機(jī)APP或者掌機(jī)查閱或維護(hù)。拓?fù)鋱D包含運(yùn)維現(xiàn)場(chǎng)所有臨近的電力相關(guān)設(shè)施及設(shè)備。通過(guò)空間層次和帶箭頭連接線(xiàn)的方式，標(biāo)明設(shè)備間的相對(duì)位置和隸屬關(guān)系；通過(guò)顏色分類(lèi)區(qū)別設(shè)備、線(xiàn)路的電壓等級(jí)；通過(guò)閃爍或高亮顯示，提醒該部分設(shè)備存在異常或者故障；通過(guò)標(biāo)簽備注提供對(duì)應(yīng)設(shè)備的所有信息，包括但不限于資產(chǎn)編號(hào)、所屬饋線(xiàn)臺(tái)區(qū)或用戶(hù)、使用年限、經(jīng)緯度、故障情況、運(yùn)維記錄以及運(yùn)維人員等相關(guān)運(yùn)維信息[1]。

采集現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維人員經(jīng)手機(jī)APP或者掌機(jī)可以直接調(diào)閱指定設(shè)備及鄰近所有設(shè)施的立體拓?fù)鋱D。經(jīng)過(guò)全面排查，懷疑采集專(zhuān)業(yè)所屬設(shè)備無(wú)故障的情況下，能利用共享信息及時(shí)了解是否存在其他專(zhuān)業(yè)的關(guān)聯(lián)故障（如線(xiàn)路停電、變壓器檢修停運(yùn)、高壓熔絲斷、進(jìn)線(xiàn)柜無(wú)電源以及表計(jì)故障等）及預(yù)計(jì)故障恢復(fù)時(shí)間。

1.2 設(shè)備節(jié)點(diǎn)化

以每個(gè)采集終端為拓?fù)鋱D上的神經(jīng)元節(jié)點(diǎn)，通過(guò)采集專(zhuān)業(yè)HPLC高速電力線(xiàn)載波通信，將終端及臨近設(shè)備狀態(tài)（包括但不限于攝像頭拍攝的圖片及溫濕度感應(yīng)器收集到的數(shù)據(jù)）、各專(zhuān)業(yè)大數(shù)據(jù)、故障信息及運(yùn)維信息等傳送到平臺(tái)，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理形成每個(gè)神經(jīng)元節(jié)點(diǎn)的基本檔案。神經(jīng)元節(jié)點(diǎn)基本檔案的維護(hù)和更新主要由各種信息采集設(shè)備自動(dòng)完成，輔以現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維人員根據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)判斷且經(jīng)過(guò)運(yùn)維證實(shí)的故障情況收集。

1.3 采集樞紐化

以計(jì)量專(zhuān)業(yè)的末端——采集專(zhuān)業(yè)為平臺(tái)樞紐，對(duì)每個(gè)終端及其臨近設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、故障預(yù)警和故障輔助判斷，并把信息分析結(jié)果按緊急性等級(jí)發(fā)布給各相關(guān)專(zhuān)業(yè)，最后收集處理結(jié)果。借助平臺(tái)，各專(zhuān)業(yè)運(yùn)維人員能夠第一時(shí)間獲得現(xiàn)場(chǎng)故障信息，對(duì)可能存在的故障情況及對(duì)應(yīng)處理方案能作出充足準(zhǔn)備。對(duì)于在專(zhuān)業(yè)分界點(diǎn)附近的故障點(diǎn)，各相關(guān)專(zhuān)業(yè)運(yùn)維人員可以通過(guò)該平臺(tái)進(jìn)行及時(shí)、迅速、有效的會(huì)診。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)具有代表性或者特殊性的故障，可以通過(guò)該平臺(tái)將故障信息包括但不限于故障情況視頻影像記錄、故障會(huì)診紀(jì)要、故障運(yùn)維處理過(guò)程上傳到技培中心數(shù)據(jù)庫(kù)，為現(xiàn)場(chǎng)VR模擬實(shí)操提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)[2]。

1.4 故障預(yù)警及診斷智能化

通過(guò)對(duì)各專(zhuān)業(yè)大數(shù)據(jù)（包括但不限于各種設(shè)備在各種狀態(tài)下的溫濕度、外在形態(tài)、空氣中的氣味）的統(tǒng)一采集與分析，借助專(zhuān)業(yè)數(shù)學(xué)建模及趨勢(shì)化分析，對(duì)設(shè)備進(jìn)行全壽命周期的管控。同時(shí)，將設(shè)備臺(tái)賬規(guī)范化，簡(jiǎn)化至保留唯一性標(biāo)識(shí)，補(bǔ)充運(yùn)維狀態(tài)、運(yùn)維記錄、會(huì)診記錄及預(yù)警等級(jí)。系統(tǒng)自動(dòng)根據(jù)拓?fù)鋱D上神經(jīng)元節(jié)點(diǎn)之間的距離及檔案記錄的設(shè)備老化情況，合理輔助安排終端、表計(jì)設(shè)備的輪換計(jì)劃，既節(jié)約了運(yùn)維時(shí)間，又最大程度避免了可能出現(xiàn)的終端故障導(dǎo)致的采集率下降。

基于黑盒子理論的故障AI預(yù)警診斷系統(tǒng)，可以為現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維人員提供初步的故障預(yù)警、故障判斷和處理方案。搜集各個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)提供的大數(shù)據(jù)，加上現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維人員更新的故障信息，盡量窮舉所有設(shè)備處于異常狀態(tài)下的運(yùn)行參數(shù)、告警標(biāo)識(shí)及設(shè)備外觀狀態(tài)等信息，交由故障AI預(yù)警診斷系統(tǒng)自行學(xué)習(xí)。診斷系統(tǒng)通過(guò)對(duì)每個(gè)實(shí)時(shí)檔案的判斷，可以直接找到存在故障的神經(jīng)元節(jié)點(diǎn)。

2 結(jié) 論

該云共享平臺(tái)的建設(shè)旨在全面整合相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)資源，實(shí)現(xiàn)有效的跨專(zhuān)業(yè)信息及人力資源共享機(jī)制，提供了一個(gè)新的電力專(zhuān)業(yè)故障運(yùn)維管理視角和處理方案，并采用故障預(yù)警及診斷智能化手段，在電力行業(yè)提升工作效率和服務(wù)質(zhì)量上具有參考價(jià)值。