探析電力行業(yè)測試設備智能管理解決方案

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

近年，我國的電力企業(yè)檢測測試技術方面在大中型電力企業(yè)內(nèi)部已經(jīng)出現(xiàn)了廣泛應用的現(xiàn)象，借助于設備測試技術使電力行業(yè)的設備也逐步實現(xiàn)檢修策略逐步向狀態(tài)維修的方向轉換。現(xiàn)階段電力行業(yè)測試設備的技術應用情況當中，我國的發(fā)展速度相較于國外的技術發(fā)展成熟程度還不高，針對于整體的運用上其投入相對較低，設備本身的性能價格也處于不大理想的狀態(tài)。現(xiàn)階段的網(wǎng)絡、通信、信息技術得到了進一步的發(fā)展，電力行業(yè)企業(yè)的設備檢測技術也實現(xiàn)了集成化的方向，逐步的形成了檢測設備的智能管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了多項系統(tǒng)的綜合化處理[1]。

1 電力設備的測試監(jiān)測技術

在智能管理技術方面，電力設備的智能管理技術主要是針對電力設備設施的故障系統(tǒng)來進行系統(tǒng)的研究，屬于監(jiān)測系統(tǒng)當中的智能管理系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對設備有狀態(tài)監(jiān)測、故障報警、故障診斷以及狀態(tài)評估的功能，在一定的狀態(tài)下實現(xiàn)智能化維修。在該系統(tǒng)內(nèi)部，可以為電力設備狀態(tài)檢修提供多個方面的檢修體制和狀態(tài)。在這個過程當中，包含多個方面的內(nèi)容：其一為傳感器，其中可以實現(xiàn)對電力設備的電量、物理量、化學量等轉化成數(shù)據(jù)采集裝置做出科學處理的電信號，在這個過程當中，需要根據(jù)其狀態(tài)檢測所利用的方式和被檢測設備在運行過程當中所產(chǎn)生的故障進行判斷和分析。如果處于正常的狀態(tài)可以考慮進行在線檢測，此種檢測測試技術本身具有較高的靈敏度和抗干擾程度[2]。

對于數(shù)據(jù)集技術來說，可以借助于傳感器來對其信號進行輸出，實現(xiàn)信號的選區(qū)和過濾，對傳感器來實現(xiàn)補償和校正等。如果出現(xiàn)了故障，可以借助故障檢測技術來對電力設備在運行過程當中出現(xiàn)的初期故障進行測試，利用故障報警來分析出原因并且提供出有效的數(shù)據(jù)來為診斷和決策提供前提依據(jù)。此種檢測技術可以對電力設備出現(xiàn)的異常信號進行分析處理，進行維修策略的制定。在現(xiàn)階段的研究當中，主要是利用數(shù)字信號來對設備進行處理和分析測試，以此來判斷出設備的故障類型和解決方案。最后需要對設備進行評估，對設備影響狀態(tài)下實現(xiàn)因素的分析，結合因素的定義來對設備進行綜合分析，以此來為設備提供使用和維護的數(shù)據(jù)[3]。

在智能處理技術當中，電力設備本身的智能信息處理技術主要是對完全不同的電力設備信息進行轉化成為完全準確并且可靠的、一致性的信息的過程和方式。借助于此種方式可以實現(xiàn)對不精確和不確定的信息進行電力設備內(nèi)部處理。在其處理的過程當中，可根據(jù)其診斷、評估、分析來對設備進行綜合化信息處理。借助于設備故障的類型進行分析和診斷，其設備的故障類型在復雜程度和故障原因方面按照規(guī)定進行測定分析。

2 電力行業(yè)測試檢測設備智能管理系統(tǒng)

2.1 設計思路方案

電力行業(yè)企業(yè)進行智能設備管理方案設計的過程中，需根據(jù)其自身的實際情況來進行設計。在電力行業(yè)的設備安全智能生產(chǎn)管理系統(tǒng)當中，需根據(jù)不同的類別來進行劃分，其中包含了按電力主要設備、主要輔機設備、輔機設備根據(jù)電力設備健康情況，劃分為運行、A修（大修）、B修（小修）、臨修等狀態(tài)，借助于計算機的智能管理系統(tǒng)來實現(xiàn)有效管理，從而提升設備的管理水平和能力。對于電力設備來說，其智能系統(tǒng)當中可包含靜態(tài)管理和動態(tài)管理兩個方面，其中綜合管理能力當中具有集運行管理、檢修管理、倉儲管理為一體的特點。對于電力設備的智能管理系統(tǒng)來說，可根據(jù)設備的管理級別來實現(xiàn)對任一設備的運行監(jiān)測以及其靜態(tài)動態(tài)情況的管理，最終實現(xiàn)安全生產(chǎn)（圖1）。

圖1 電力設備管理系統(tǒng)

在電力系統(tǒng)智能裝置自動化測試系統(tǒng)總體架構設計方面，現(xiàn)階段進行電力系統(tǒng)的智能仿真測試的平臺可以分為單機、多臺計算機工作的分布式平臺兩個模式。在單機測試的過程當中其具備一定的簡單性，可以實現(xiàn)快速的設計，但是其功能方面較為簡單，不能滿足其復雜系統(tǒng)的需求，可能出現(xiàn)測試無效的狀態(tài)。在分布式計算機系統(tǒng)當中，需多臺計算機同時工作，其中有一臺可以控制的主機和其他計算機進行協(xié)同，在測試的設備運行的過程當中，需要主機進行任務的發(fā)布，對于其運算的速度進行有效的提升，也可以使得其計算機的資源得到更好的發(fā)展和利用。在設計當中可以利用兩種模式來進行設計，分別為分布式平臺模式和樹杈模式，進行工作運行的過程當中，需要在虛擬環(huán)境當中實現(xiàn)對設備的測試 。

2.2 智能管理系統(tǒng)的實現(xiàn)

首先，在平臺的設計方面，需要對電力設備的正常運行提供基礎的保障，對于電力企業(yè)來說屬于設計設備檢測管理系統(tǒng)的關鍵問題，根據(jù)設備檢修管理、設備缺陷管理、設備檔案管理和維修方案制定意見等多個方面的因素，來進行制定出科學有效的管理系統(tǒng)。借助于人機交互的方式來實現(xiàn)設備管理，為電力企業(yè)的設備進行相關數(shù)據(jù)和運行環(huán)境的提供。對于系統(tǒng)的工作流程來說，可以進行自定義模式的設置，以此來對工作運行的狀態(tài)進行動態(tài)實時掌握。

其次，在系統(tǒng)功能方面，可以分為設備缺陷管理、檢修管理、檔案管理、工作票管理、臺賬管理和維修決策支持這六大主要功能，對于設備的檢測維修運行方案可以提供全面的支持。在缺陷管理方面，可以對設備的運行流程做出實時管控，對于電力設備缺陷發(fā)現(xiàn)到消除都可以借助于監(jiān)控設備來進行查看。對于設備的缺陷類型和設備部分的信息可以及時有效的做出總結和分析，根據(jù)其實際方案來設計出合理的解決方案。

對于檢修管理方面，對電力設備的每一次檢測檢修細節(jié)都需要進行記錄，利用監(jiān)控設備對于設備的檢修檢測全過程進行實時的檢測，使得電力設備的檢測管理不僅局限于檢修過程的監(jiān)控和管理，還可以實現(xiàn)對電力設備出現(xiàn)的異常情況進行跟蹤記錄；對于設備的檔案管理和工作票管理方面，主要是針對設備的相關信息記錄和工作運行當中的工作票據(jù)進行保存完整，以此來為信息的查詢提供標準化的根據(jù)。

對于設備臺賬的管理來說，電力設備的智能管理系統(tǒng)的核心內(nèi)容屬于設備臺賬，其中包含了設備主賬信息管理、財務信息管理、歷史記錄管理、結構清單管理、技術文檔管理和參數(shù)圖紙管理；對于設備的維修決策方面，智能管理系統(tǒng)可以對測試設備在運行的過程當中可能發(fā)生的故障做出預測，以此來判斷設備運行過程當中的狀態(tài)體系和監(jiān)控內(nèi)容。

在自動控制測試平臺當中需要具備開發(fā)和執(zhí)行兩個部分的內(nèi)容。在對開發(fā)部分進行設計時，需包含著測試要求的設計，以此來對系統(tǒng)當中實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的收集錄入數(shù)據(jù)庫內(nèi)部，進行測試任務執(zhí)行的過程當中需對整體的環(huán)境做出設定，對所有的測試模塊進行初始化的處理。對于不同的腳本要進行科學選擇，根據(jù)測試的內(nèi)容來進行具體的分析，實現(xiàn)腳本的科學選擇和合理測試。在腳本的測試完成之后會生成一個結果，將相關的測試結果進行上報之后就可以對對應的結果做出針對性的處理和分析。

2.3 系統(tǒng)設計

在電力行業(yè)測試設備智能管理的系統(tǒng)設計方面，主要是對電網(wǎng)資源模型和運行邏輯模型的組合，以此來對管理系統(tǒng)的結構實現(xiàn)完善。

在數(shù)據(jù)存儲的設計方面，需要根據(jù)國際標準進行設計，包含IEC61968標準和IEC61970標準，其中IEC61970標準的使用頻率更高。IEC61970標準當中包含有CIM（公共信息模型）以及CIS（ComponentInterface Specification，組件接口規(guī)范）。在應用價值方面CIM相對更高，可以對于智能系統(tǒng)的主體做出描繪，相對于企業(yè)的數(shù)據(jù)模型建立可以起到有效的作用；在接口設計方面，電力生產(chǎn)管理系統(tǒng)的接口設計過程當中，需要實現(xiàn)數(shù)據(jù)縱向可以完美的適配，以此來完成接口設計。借助于此種方式進行數(shù)據(jù)內(nèi)容的傳遞，對于數(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)智能化當中，其電力安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)開發(fā)要求需要保證計算機的操作系統(tǒng)在Windows 2017版本及以上，CPU運算率≥2GHz，硬盤儲存空間≥80G，內(nèi)存≥4G。對于智能管理系統(tǒng)的界面來說需要以操作簡單為準。進行用戶權限的設置，以此來實現(xiàn)電力行業(yè)企業(yè)對于測試檢測運行過程當中產(chǎn)生的相關重要數(shù)據(jù)信息做出基本的安全保障，對于數(shù)據(jù)的存儲方面需要保證其統(tǒng)一的格式，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的長期有效保持。電力安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)不適宜長久使用，要隨時參考其他系統(tǒng)的功能作用做出相應調(diào)整。

圖2 數(shù)據(jù)檢測運維交換圖（部分）

在相關的關鍵技術當中，需要利用腳本語言對系統(tǒng)化的測試工作進行運行，其中腳本的測試屬于重要的內(nèi)容部分，可以對其設備的使用效益和效率產(chǎn)生直接的影響，借助于對腳本的測試，可有效低工作人員的工作強度，可以更方便地進行軟件測試的維修工作。同時，在腳本語言方面具備一定的可復制性，可以增強其代表的利用程度，提升系統(tǒng)自身的使用效益。在一般情況下，對腳本設定的過程當中需進行語言的設置，這一部分的語言相對簡單。

與此同時，對于系統(tǒng)本身的控制能力是相對強大的、具備使用價值。其中測試設備的通信方式屬于一項實時性的分布式系統(tǒng)，其中包含了測試層和控制層，其中控制層可以對設備之間實現(xiàn)有效的通信，測試層可以實現(xiàn)對系統(tǒng)和外部環(huán)境之間的有效通信，對于實時性來說，可以將其測試設備的系統(tǒng)劃分為三個層次。在測試系統(tǒng)內(nèi)部，可以分為高層次、一般層次和低層次這三個部分，高層次對于設備的信息之間的性能要求相對較高，一般層次內(nèi)部可以實現(xiàn)其交互，在系統(tǒng)的安全性方面要求較高；在低層次當中，實時性和安全性得到了一定程度的降低。在通信設備的分類方面，可以實現(xiàn)系統(tǒng)結構的明確劃分，對于其科學性的功能劃分具有一定的積極意義，提升了系統(tǒng)本身的開放性。

綜上，在電力行業(yè)方面需要做到順應時代的要求和趨勢，對于信息技術手段進行科學利用，保證其遵守國家相關法律法規(guī)基礎上，可以實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的智能安全管理。借助于科學合理的智能管理設備，來實現(xiàn)電力企業(yè)生產(chǎn)設備的高效管理和其他日常管理，對于企業(yè)的生產(chǎn)效率也可以得到最大限度的提升，降低設備維修成本的同時，還可以實現(xiàn)企業(yè)、行業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益。