水電站數字化工器具管理系統研發及應用

摘 要：針對目前水電站檢修工器具管理維護存在的一些問題，研發了數字化工器具管理系統。該系統包括臺賬數據庫模塊、采購管理模塊、使用管理模塊和信息查詢顯示模塊，通過系統的實例應用，實現了對水電站工器具的全生命周期管理，提高了工器具使用效率和利用率，有效提升了管理效率和決策的科學性，解決了完善水電站檢修工器具管理維護的問題。

關鍵詞：水電站；工器具；數字化管理

中圖分類號：TP315" " 文獻標志碼：A" " 文章編號：1671-0797（2025）05-0051-04

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2025.05.013

0" " 引言

水電站設備的穩定運行對電力供應至關重要。檢修工器具主要用于設備維護，是確保設備正常運行的關鍵[1]。然而，由于水電站檢修工器具的使用環境特殊，長期受到水、泥沙、濕度等多種因素的影響，檢修工器具的故障和損壞問題也日益突出。因此，對水電站檢修工器具的全壽命周期進行管理和維護，以及實現工器具的智能退役決策管理，已經成為水電站管理的重要任務之一。

然而，目前水電站檢修工器具的管理維護依舊存在著一些問題，如維護策略不完善、信息管理不統一、維護成本控制困難等。針對如何完善水電站檢修工器具的管理維護這一問題，尚無有效的解決方案。因此，本文針對目前存在的問題，研發工器具管理系統，以實現水電站工器具的全生命周期管理[2]。

1" " 系統研究

1.1" " 系統功能模塊

水電站工器具管理系統包括臺賬數據庫模塊、采購管理模塊、使用管理模塊和信息查詢顯示模塊等[3]，如圖1所示。其中，臺賬數據庫模塊用于存儲水電站工器具全壽命周期的相關數據，采購管理模塊用于管理水電站工器具的采購，使用管理模塊用于管理水電站工器具的使用，信息查詢顯示模塊用于進行水電站工器具的信息查詢和狀態展示[4]。系統還包含性能評估模塊，用于對水電站各種工器具進行性能評估，基于性能評估的結果，判斷對應的工器具是否符合退役要求。

1.2" " 性能評估

性能評估模塊共有四項性能評估：

第一性能評估用于得出水電站工器具的每年年度平均成本；第二性能評估用于得出水電站工器具的市場價值現值；第三性能評估用于得出水電站工器具的性能未來值；第四性能評估用于得出水電站工器具的性能現值。

1）對各種水電站工器具進行性能評估，得出水電站工器具的每年年度平均成本aaC，評估公式如下：

式中：L為水電站工器具的預計使用壽命；C0為水電站工器具的初始采購成本；Mt為水電站工器具購入后第t年的維護成本。

2）對各種水電站工器具進行性能評估，得出水電站工器具的市場價值現值pW，評估公式如下：

式中：V（t）為水電站工器具購入后第t年的市場價值。

3）對各種水電站工器具進行性能評估，得出水電站工器具的性能未來值fW，評估公式如下：

fW=pW（1+i）n

式中：i為折現率；n為預測的未來年數。

4）對各種水電站工器具進行性能評估，得出水電站工器具的性能現值ppV，評估公式如下：

ppV=（mv-tv）/tv×100%

式中：mv為水電站工器具的性能測量值；tv為水電站工器具的性能真實值。

最后，根據每年年度平均成本、市場價值現值、性能未來值和性能現值，判斷對應的水電站工器具是否符合退役要求。

1.3" " 使用管理

使用管理模塊包括領用子模塊和歸還子模塊。

領用子模塊用于通過預設身份驗證技術進行水電站工器具的借用，并記錄水電站工器具的使用信息，包括使用人員信息、使用日期信息、使用頻率信息、使用環境信息、維護記錄信息。

歸還子模塊用于通過預設身份驗證技術進行水電站工器具的歸還，其中，預設身份驗證技術包括RFID技術和二維碼技術[5]。

1.4" " 采購管理

采購管理模塊包括需求清單生成子模塊、商城信息獲取子模塊和驗收入庫子模塊，如圖2所示。

需求清單生成子模塊用于響應性能評估模塊，當性能評估模塊判斷水電站工器具符合退役要求時，則自動生成工器具的需求清單。

商城信息獲取子模塊用于根據水電站工器具的需求清單，獲取商城中對應工器具的信息。

驗收入庫子模塊用于根據水電站工器具的信息完成對應工器具的下單、驗收和審批。

2" " 實例應用

光照發電廠位于貴州省關嶺、晴隆兩縣交界的北盤江中游，是以發電為主，兼顧航運、灌溉及供水等的發電企業[6]。電站裝機容量4×260 MW，年平均發電量27.54億kW·h。該電廠在采用傳統的檢修工器具管理方法時，面臨著維護成本高、管理效率低、資源配置不合理等問題。為了提升管理效率和科學決策水平，基于水電機組檢修管理系統研發了水電站工器具管理系統。該系統的研發和應用，實現了對工器具性能的全面評估、采購管理的優化以及使用管理的規范化。具體來說，通過系統的應用，能夠對工器具的全生命周期進行有效管理，從采購、使用到退役的每個環節都實現了數字化跟蹤和監控。這不僅提高了工器具的使用效率和利用率，還顯著提升了管理效率和決策的科學性。

在性能評估方面，系統通過綜合考慮工器具的年度平均成本、市場價值現值、性能未來值和性能現值，為工器具是否需要退役提供了科學的決策依據。這一評估過程不僅減少了因過度維修或過早更換工器具而造成的資源浪費，還延長了工器具的使用壽命，降低了維護成本。

在采購管理方面，系統根據性能評估的結果自動生成需求清單，并與商城信息進行對接，實現了工器具采購的自動化和智能化。這一過程不僅縮短了采購周期，還提高了采購的準確性和效率。

在使用管理方面，系統通過領用和歸還子模塊，實現了工器具的自助借還和自動數據記錄。領用子模塊通過預設的身份驗證技術，確保了工器具的準確領用和使用信息的完整記錄。歸還子模塊則通過同樣的身份驗證技術，確保了工器具的及時歸還和狀態的準確更新。物資使用管理功能如圖3、圖4所示。

此外，系統還結合了檢修項目的實際進度數據、項目數據和工器具配置數據，實現了對檢修工期的智能規劃和資源的優化分配。這不僅提高了檢修效率，還提升了資源的利用率，進一步降低了運營成本。

綜上所述，水電站數字化工器具管理系統的應用，不僅解決了傳統管理方法中存在的問題，還為水電站的檢修工器具管理提供了一種全新的解決方案。

3" " 結論

水電站數字化工器具管理系統實現了工具的全生命周期管理，包括采購、使用到退役的每個環節，從而提高了管理效率和精確度。系統支持集中統一管理，能夠優化資源配置，減少浪費；并通過信息化使用管理，實現工具的自助借還和自動數據記錄，提升了借還效率和使用便捷性；此外，系統能夠實時統計和分析工器具性能和價值，為管理決策提供支持。通過規范化和精細化管理，系統顯著提升了管理水平，減少了管理人員數量和成本。光照發電廠通過該系統的實施在工器具管理方面取得了顯著成效，為同行業的其他企業的工器具管理提供了可供參考的寶貴經驗。

[參考文獻]

[1] 姚文宇.小型水電站設備運行維護技術探討[J].技術與市場，2016，23（2）：85.

[2] 唐崢.某電力系統安全工器具智能管理系統設計與實現[D].成都：電子科技大學，2019.

[3] 陳超，童可君，楊艷.一種基于電子標簽技術的電力安全工具系統設計與應用[J].科技創新與應用，2019（4）：86-87.

[4] 劉科.基于.NET技術的計量器具管理系統的設計與實現[D].成都：電子科技大學，2012.

[5] 凌晨，劉超鋒，郭杰，等.基于RFID技術的裝備維修物資管理系統設計[J].機械工程與自動化，2024（4）：182-184.

[6] 朱良康.多波束測深系統在水庫運行中的應用研究[D].宜昌：三峽大學，2017.

收稿日期：2024-10-18

作者簡介：孔祥坤（1985—），男，貴州晴隆人，高級工程師，主要從事水電設備檢修及管理研究工作。