基于全生命周期管理的配電網(wǎng)智能巡檢管控平臺(tái)設(shè)計(jì)

摘要：首先，簡單闡述了信息化平臺(tái)的五個(gè)設(shè)計(jì)原則。其次，詳細(xì)介紹了配電網(wǎng)智能巡檢管控平臺(tái)的整體架構(gòu)設(shè)計(jì)圖，包括感知層、傳輸層、應(yīng)用層和展示層4個(gè)方面。最后，從遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測、缺陷管理、狀態(tài)評(píng)估、巡檢管理等幾個(gè)方面，研究分析了以“云物大移智”信息技術(shù)為支撐的信息化平臺(tái)的核心應(yīng)用功能，以期能夠?yàn)楹罄m(xù)配電網(wǎng)巡檢管理工作的提升提供新的借鑒和建議。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)智能平臺(tái)設(shè)計(jì)全生命周期管理

DesignofanIntelligentInspectionandControlPlatformforDistributionNetworksBasedonFullLifecycleManagement

ANWeiweiZHANGJifan

SuqianPowerSupplyBranchofStateGridJiangsuElectricPowerCo.，Ltd.，Suqian，JiangsuProvince，223800China

Abstract：Inthisarticle，firstly，thefivedesignprinciplesofinformationplatforms werebrieflyexplained.Secondly，theoverallarchitecturedesignoftheintelligentinspectionandcontrolplatformfordistributionnetworkswasintroducedindetail，includingfouraspects：perceptionlayer，transmissionlayer，applicationlayer，anddisplaylayer.Finally，fromseveralaspectssuchasremotedatacollectionandmonitoring，defectmanagement，statusevaluation，andinspectionmanagement，thecoreapplicationfunctionsoftheinformationplatformsupportedby"Cloud+IoT+BigData+Mobile+Intelligence"informationtechnologywerestudiedandanalyzed，inordertoprovidenewreferencesandsuggestionsfortheimprovementofsubsequentdistributionnetworkinspectionandmanagementwork.

KeyWords：Distributionnetwork;Intelligence;Platformdesign;Fulllifecyclemanagement

配電網(wǎng)設(shè)備的安全可靠運(yùn)行是保障社會(huì)生產(chǎn)、生活用電穩(wěn)定供應(yīng)的前提，而配電網(wǎng)設(shè)備巡檢工作是保證電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。然而，隨著新一輪能源革命的蓬勃發(fā)展，電網(wǎng)形態(tài)發(fā)生巨大變化，電網(wǎng)越來越復(fù)雜，供電可靠性要求越來越高，傳統(tǒng)的配電網(wǎng)人工巡檢方式給配電網(wǎng)及設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來了極高的風(fēng)險(xiǎn)[1]。因此，順應(yīng)能源革命和數(shù)字革命融合發(fā)展，實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)背景下配電網(wǎng)巡檢的轉(zhuǎn)型升級(jí)十分重要。

1信息化平臺(tái)設(shè)計(jì)原則

• 實(shí)用性原則

契合配電網(wǎng)智能巡檢的切實(shí)需求，設(shè)計(jì)將直面現(xiàn)有挑戰(zhàn)，力促整體管理效能的提升。在規(guī)劃系統(tǒng)時(shí)，確保其與規(guī)范化的管理機(jī)制相契合，以推動(dòng)管理模式的深入革新與轉(zhuǎn)型升級(jí)。

1.2易用性原則

信息化平臺(tái)的設(shè)計(jì)和功能實(shí)現(xiàn)充分考慮了用戶特性，并對(duì)典型用戶需求進(jìn)行深入分析。這使得系統(tǒng)不僅實(shí)用，且易于操作。當(dāng)平臺(tái)能夠顯著提升工作效率時(shí)，用戶的積極性自然提高，進(jìn)而推動(dòng)平臺(tái)的持續(xù)優(yōu)化。

1.3可擴(kuò)展性原則

智能配電網(wǎng)巡檢的背景下，系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)支持業(yè)務(wù)的可擴(kuò)展需求，展現(xiàn)出色的“隨需應(yīng)變”能力。在構(gòu)建時(shí)，注重提高系統(tǒng)的規(guī)范性，形成模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化的體系結(jié)構(gòu)。

1.4開放性原則

作為數(shù)字化管理的核心組件，系統(tǒng)平臺(tái)應(yīng)保持高度的開放性。為滿足未來與物聯(lián)網(wǎng)或其他信息系統(tǒng)對(duì)接的需求，平臺(tái)應(yīng)定義標(biāo)準(zhǔn)的開放式技術(shù)接口，并采用適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)策略。

1.5安全性原則

電力網(wǎng)絡(luò)作為國民經(jīng)濟(jì)的重要支柱，其安全性至關(guān)重要。因此，在系統(tǒng)規(guī)劃階段，必須確保系統(tǒng)具備高度的安全性。全面考慮通信安全、用戶安全和網(wǎng)絡(luò)安全等方面，確保系統(tǒng)在面對(duì)任何形式的入侵或篡改時(shí)都能保持穩(wěn)定運(yùn)行，為智能巡檢和管理工作提供堅(jiān)實(shí)保障[2-3]。

2信息化平臺(tái)整體架構(gòu)

在感知層，信息數(shù)據(jù)的獲取采用了人工和遠(yuǎn)程采集技術(shù)的綜合應(yīng)用。其中，采集設(shè)備種類豐富，涵蓋了視頻監(jiān)控設(shè)備、設(shè)備溫度探測器以及多功能電能表人機(jī)交互終端等，這些設(shè)備收集的關(guān)于配電網(wǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)和信息狀態(tài)，隨后會(huì)被高效地傳輸至平臺(tái)進(jìn)行處理。同時(shí)，執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)能夠迅速響應(yīng)系統(tǒng)下發(fā)的各類指令，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)及其運(yùn)行環(huán)境的智能化協(xié)同感知、精確識(shí)別、高效信息采集處理以及靈活的自動(dòng)控制。這一流程確保了配電網(wǎng)管理的智能化和自動(dòng)化水平，提高了整體運(yùn)營效率[4]。

傳輸層主要負(fù)責(zé)感知層與應(yīng)用層各功能模塊的通信，采集各配電網(wǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)，通過處理后進(jìn)行數(shù)據(jù)打包，利用傳輸網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)應(yīng)用層，同時(shí)接收應(yīng)用層下發(fā)的各類控制指令，傳輸給采集層的智能設(shè)備。

應(yīng)用層主要將獲取到的各類數(shù)據(jù)經(jīng)各類功能模塊形成系統(tǒng)需要的數(shù)據(jù)信息，然后通過數(shù)據(jù)預(yù)處理、智能計(jì)算等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)信息的實(shí)時(shí)綜合分析及處理、配電網(wǎng)設(shè)備的狀態(tài)評(píng)估、監(jiān)測預(yù)警、巡檢決策以及各終端聯(lián)動(dòng)的設(shè)備缺陷快速搶修等。通過此平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)數(shù)據(jù)分析、資產(chǎn)管理以及快速運(yùn)維，使配電網(wǎng)巡檢人員的工作更加快捷、準(zhǔn)確，保障配電網(wǎng)的穩(wěn)定、高效運(yùn)行。

展示層主要進(jìn)行信息展示，包括配網(wǎng)設(shè)備與環(huán)境監(jiān)測信息、告警信息、員工績效信息等各類統(tǒng)計(jì)信息。各類信息以表格、柱狀圖、餅圖、表格、折線圖等形式進(jìn)行展示。每種信息類型對(duì)應(yīng)一張列表，關(guān)聯(lián)相關(guān)的數(shù)據(jù)表。

3應(yīng)用功能

3.1遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測

根據(jù)配網(wǎng)設(shè)備分布情況、供電要求及負(fù)荷性質(zhì)等具體要求，搭建貼合現(xiàn)場情況的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)。采集的配網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和環(huán)境信息將被包壓縮后，經(jīng)數(shù)據(jù)傳輸層傳輸?shù)较到y(tǒng)，并將統(tǒng)計(jì)與運(yùn)行情況分析結(jié)果以列表、曲線等形式用不同的顏色實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)可視化展示。系統(tǒng)對(duì)不同的參量類型設(shè)置相應(yīng)的報(bào)警閾值，一旦某類信息數(shù)據(jù)超出了預(yù)先設(shè)置的閾值，系統(tǒng)自動(dòng)分析風(fēng)險(xiǎn)因素、事件發(fā)生原因及嚴(yán)重程度并發(fā)出告警信息，提示發(fā)布巡檢任務(wù)。巡檢任務(wù)發(fā)布后可通過遠(yuǎn)程巡檢或人工巡檢核實(shí)風(fēng)險(xiǎn)或缺陷信息。

環(huán)境信息主要依賴溫度、濕度傳感器等采集，實(shí)現(xiàn)設(shè)備環(huán)境實(shí)時(shí)感知。設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息可以通過遠(yuǎn)程采集和人工采集。遠(yuǎn)程采集以智能巡檢機(jī)器人為核心，以視頻監(jiān)控、在線監(jiān)測（電壓、電流、功率、柜體內(nèi)溫度等）為輔，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外一次、二次和附屬設(shè)備設(shè)施的全覆蓋巡檢。一旦系統(tǒng)監(jiān)測發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，遠(yuǎn)程采集可迅速響應(yīng)智能聯(lián)動(dòng)策略，通過高清攝像頭、巡檢機(jī)器人等迅速采集圖片、聲音等信息并上傳系統(tǒng)[5]。在進(jìn)行日常狀態(tài)檢修或應(yīng)急搶修時(shí)，巡檢人員使用終端收集設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息并上傳系統(tǒng)。

3.2設(shè)備管理

設(shè)備管理主要對(duì)設(shè)備進(jìn)行從設(shè)備注冊(cè)入庫、運(yùn)維、出庫到設(shè)備退役的全生命周期信息管理。在系統(tǒng)中可增加、刪除設(shè)備或修改設(shè)備相關(guān)信息。增加新的設(shè)備時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)生成唯一代表設(shè)備的二維碼，進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)變更（設(shè)備入庫、設(shè)備出庫、設(shè)備退役等）時(shí)，員工則可掃描二維碼，并依據(jù)系統(tǒng)中的模板填入或更改相關(guān)信息。必填信息缺失時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)跳出警示信息。系統(tǒng)中實(shí)時(shí)更新設(shè)備基本信息、狀態(tài)信息以及其他運(yùn)維檢修信息。每次進(jìn)行變動(dòng)時(shí)，操作人員信息也會(huì)自動(dòng)關(guān)聯(lián)上傳，以支持人員績效管理。

3.3缺陷管理

缺陷管理主要管理采集的缺陷信息，并實(shí)現(xiàn)缺陷庫更新，指導(dǎo)缺陷處理。可通過智能巡檢機(jī)器人、無人機(jī)、高清攝像機(jī)等遠(yuǎn)程手段或人工巡檢收集缺陷信息。這些信息將存儲(chǔ)在系統(tǒng)中，可按照巡檢人員、巡檢線路、巡檢設(shè)備、巡檢時(shí)間、已處理、處理中、待處理等關(guān)鍵詞進(jìn)行檢索并分類顯示相關(guān)缺陷信息。記錄的缺陷自動(dòng)上傳系統(tǒng)，系統(tǒng)自行比對(duì)缺陷信息，若上傳的缺陷信息已存在于缺陷庫中，缺陷庫將自動(dòng)推薦處理措施；若上傳的缺陷不存在于缺陷庫中，則新增的缺陷信息和缺陷處理措施將實(shí)現(xiàn)缺陷庫更新。缺陷識(shí)別與判別等服務(wù)則由特定的軟件與算法提供；可在移動(dòng)終端與服務(wù)端都進(jìn)行缺陷跟蹤，進(jìn)行缺陷全過程管理。當(dāng)缺陷線下被修復(fù)之后，在終端進(jìn)行核實(shí)處理，完成缺陷處理流程。

3.4狀態(tài)評(píng)估

狀態(tài)評(píng)估主要對(duì)配電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行整體評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果可為制定巡檢計(jì)劃、管理人員績效和提出設(shè)備更新?lián)Q代方案提供支持。設(shè)備狀態(tài)評(píng)估工作基于設(shè)備臺(tái)賬信息、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息、設(shè)備缺陷信息等巡檢業(yè)務(wù)信息開展。這些數(shù)據(jù)將被處理并生成設(shè)備特征狀態(tài)量。將根據(jù)設(shè)備狀態(tài)量數(shù)據(jù)，可進(jìn)行設(shè)備健康狀態(tài)的評(píng)價(jià)并生成狀態(tài)評(píng)價(jià)報(bào)告。基于配電網(wǎng)設(shè)備評(píng)價(jià)結(jié)果，管理人員可組織專家討論、形成對(duì)應(yīng)的運(yùn)維檢修策略，確定狀態(tài)巡檢、應(yīng)急搶修的具體實(shí)施方案（包括合理的巡檢線路、巡檢周期，合適的巡檢班組與人員）和設(shè)備更新策略。

3.5巡檢管理

巡檢管理是系統(tǒng)的核心功能需求之一，主要包括巡檢計(jì)劃制訂、巡檢內(nèi)容管理、巡檢任務(wù)管理、巡檢人員管理、巡檢流程跟蹤、巡檢信息統(tǒng)計(jì)等。通過PC端與移動(dòng)終端的相互配合，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)設(shè)備巡檢的全生命周期過程管理。基于配電網(wǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估結(jié)果，根據(jù)配電網(wǎng)設(shè)備類型、資產(chǎn)價(jià)值、缺陷影響范圍等因素，結(jié)合往期巡檢計(jì)劃與任務(wù)安排，制定差異化、定制化的設(shè)備巡檢運(yùn)維方案（包括巡檢人員、巡檢周期、巡檢內(nèi)容等必要信息），可動(dòng)態(tài)調(diào)整巡檢計(jì)劃和巡檢內(nèi)容，做出合理的人員安排，靈活開展巡檢工作，在減小工作量的同時(shí)，提高工作效率。

配電網(wǎng)設(shè)備巡檢的任務(wù)可分為狀態(tài)檢修與應(yīng)急搶修兩大類。

（1）狀態(tài)檢修。狀態(tài)檢修即按照檢修規(guī)程與巡檢計(jì)劃執(zhí)行日常巡檢任務(wù)，通過對(duì)地區(qū)配電網(wǎng)進(jìn)行巡查，掌握配電網(wǎng)的隱患，降低事故發(fā)生率，確保電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行。特殊時(shí)期可根據(jù)天氣狀況等調(diào)整巡檢方案。巡檢人員進(jìn)行巡檢時(shí)，需進(jìn)行現(xiàn)場簽到確認(rèn)，現(xiàn)場勘察。若巡檢結(jié)果正常，則在工單界面選擇“正常”，完成該巡檢點(diǎn)的巡檢工作。若巡檢結(jié)果異常，則需上傳設(shè)備缺陷信息以及處理意見。（2）應(yīng)急搶修。若設(shè)備異常發(fā)生故障，可依據(jù)告警信息由巡檢人員或管理人員發(fā)布應(yīng)急搶修任務(wù)，搶修人員接受任務(wù)開展有針對(duì)性的設(shè)備應(yīng)急搶修工作。系統(tǒng)中，應(yīng)急搶修的步驟主要包括搶修工單生成、缺陷點(diǎn)定位、任務(wù)派發(fā)、現(xiàn)場簽到確認(rèn)、現(xiàn)場勘查、核對(duì)或上傳缺陷內(nèi)容及缺陷處理意見、搶修、任務(wù)完成確認(rèn)和工單審核等。生成搶修工單后，根據(jù)地理信息系統(tǒng)的缺陷點(diǎn)位置信息以及缺陷信息，管理人員審核、制定并派發(fā)任務(wù)工單給有能力處理且能快速到達(dá)搶修點(diǎn)的搶修人員。

3.6系統(tǒng)管理

系統(tǒng)管理是整個(gè)系統(tǒng)的核心支撐功能，涵蓋了角色管理、班組管理、部門管理以及權(quán)限管理等多個(gè)子功能。

3.6.1角色管理功能

在角色管理方面，系統(tǒng)管理員可以根據(jù)組織的實(shí)際需求，靈活地添加、刪除或編輯各種角色。這些角色可以代表不同的職責(zé)和權(quán)限級(jí)別，從而確保每個(gè)用戶只能訪問其所需的信息和執(zhí)行相應(yīng)的操作。此外，角色管理還允許角色成員修改個(gè)人信息和密碼，提高了系統(tǒng)的個(gè)性化和安全性。

3.6.2班組管理功能

班組管理功能則允許管理員對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的班組進(jìn)行增刪操作，并根據(jù)需要調(diào)整班組的人數(shù)和成員配置。這有助于優(yōu)化人力資源配置，提高工作效率。通過班組管理，管理員可以方便地組織和管理團(tuán)隊(duì)，確保團(tuán)隊(duì)內(nèi)部的信息共享和協(xié)作順暢進(jìn)行。

3.6.3部門管理功能

部門管理功能進(jìn)一步擴(kuò)展了系統(tǒng)管理的范圍。管理員可以通過增刪操作，靈活地創(chuàng)建和調(diào)整系統(tǒng)中的部門結(jié)構(gòu)。同時(shí)，部門管理還支持編輯部門內(nèi)的班組和人員構(gòu)成，確保部門內(nèi)部的組織架構(gòu)和人員配置符合實(shí)際需求。這有助于實(shí)現(xiàn)跨部門的協(xié)同工作，提升整體工作效率。

3.6.4權(quán)限管理功能

權(quán)限管理是整個(gè)系統(tǒng)管理的核心所在。它確保了系統(tǒng)的安全性和可控性，允許管理員根據(jù)角色、班組和部門的實(shí)際需求，分配不同的功能操作權(quán)限。通過權(quán)限管理，管理員可以精確控制每個(gè)用戶對(duì)系統(tǒng)的訪問和操作范圍，防止信息泄露和非法操作的發(fā)生。

4結(jié)語

充分應(yīng)用“云大物移智”等現(xiàn)代信息技術(shù)、先進(jìn)通信技術(shù)，以主動(dòng)適應(yīng)能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢，進(jìn)一步挖掘海量數(shù)據(jù)價(jià)值，解決目前配電網(wǎng)巡檢管理工作中存在的效率低下、監(jiān)管不到位等問題為目的，本文研究設(shè)計(jì)了基于全生命周期管理的配電網(wǎng)智能巡檢管控平臺(tái)。該系統(tǒng)平臺(tái)從全生命周期管理理念出發(fā)，能有效完善巡檢人力資源配置，縮短巡檢操作設(shè)備時(shí)間，顯著提高巡視人員作業(yè)效率，切實(shí)減少人工巡視工作的勞動(dòng)強(qiáng)度，提升配電網(wǎng)缺陷發(fā)現(xiàn)、檢修消缺的及時(shí)性，實(shí)現(xiàn)缺陷響應(yīng)時(shí)間最小化，提高設(shè)備巡視質(zhì)量。

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