电网工程设计信息模型统一编码体系研究

徐振磊，王 峻，田 锰，于海承，尹浩柳，王璋奇

(1.华北电力大学能源动力与机械工程学院，河北 保定 0 71003;2.华北电力设计院工程有限公司，北京 1 00120)

电网工程设计信息模型统一编码体系研究

徐振磊1，王 峻1，田 锰1，于海承2，尹浩柳2，王璋奇1

(1.华北电力大学能源动力与机械工程学院，河北 保定 0 71003;2.华北电力设计院工程有限公司，北京 1 00120)

国家电网公司提出建立电网工程设计信息模型，统一的编码体系是实现信息共享的基础。但国内电网企业普遍没有建立统一的设备编码体系，所使用的设备编码都限于部门内部使用。目前国内电网编码主要使用3种规范:调度编码规范，国家电网公司物资分类与编码规范，电网工程标识系统编码规范。编码不统一严重影响了信息的交流共享。为解决该问题，针对3种编码的特点，提出了调度码与电网依靠映射关系整合，物资码与电网码通过接口软件整合的方案，实现了3种编码体系之间的转换。以电网码为底板，将设备信息及整合规则录入电网工程设计信息模型，形成基于电网工程设计信息模型的统一编码体系，以利于电网公司各部门之间信息交流与共享，促进编码规范的深入推广应用。

电网工程;设计信息模型;编码体系

0 引言

近年来，国家电网公司提出加快建设坚强智能电网，实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合。而当前电力企业标准众多，且各部门之间的编码没有通用性，这严重影响了各部门之间横向信息交换和共享，探索符合电力工程信息化设计需求的，又能兼容现有电力行业不同部门常用的编码标准的统一编码体系是非常迫切的。目前国内电网企业中普遍没有建立公共的编码体系，所使用的编码标识都是限于部门内部应用，其采用的标准众多且各自不同。如调度部门使用水利电力部1987年推行的“电力系统部分设备统一编号准则 (SD 240－87)”［1］并沿用至今;物资部门最初使用1999年推行的电力行业标准“电力物资编码 (DL/T 700.1-3-1999)”［2］，2009年，随着信息化SG186工程的深入推进，国网物资部门结合原物资分类与编码应用情况，对原物资分类与编码进行修改完善，形成了沿用至今的“国家电网公司物资分类与编码”。2015年，为规范电网工程的标识编码活动，提高数字电网工程的数字化管理和安全运行水平，住房和城乡建设部发布最新国家标准“电网工程标识系统编码规范 (GB/T51061-2014)”［3］。形成了目前国内电网编码主要使用3种规范的现状:调度编码 (以下简称调度码)规范，国家电网公司物资分类与编码 (以下简称物资码)规范，电网工程标识系统编码 (以下简称电网码)规范。这些编码不仅代码结构差异极大甚至完全不同，使用范围有明确的专业或行业管理目标，严重影响公司各应用之间横向信息交换和共享。

为了解决编码整合问题，本文对电力部门现存的3种编码体系进行调研，明确每种编码体系的编码规则和适用范围，分析3种编码体系互相转化融合的可能性。通过研究3种编码的映射关系以及接口技术，初步形成了适用于电网工程设计信息模型的统一编码体系。

1 常用的3种编码体系

目前国内电网企业主要存在3种编码体系:电网工程部门使用的《电网工程标识系统编码规范》GB/T51061-2014，调度部门使用的《电力系统部分设备统一编号准则》(SD 240-87)，物资部门使用的源于《电力物资编码》(DL/T 700.1-3-1999)的“国家电网公司物资分类与编码”。

1.1 《电网工程标识系统编码规范》简介

《电网工程标识系统编码规范》采用KKS编码的结构框架，编码由工程组合码+电网工程标识系统编码两部分组成［4］。

工程组合码由五级组成，电网工程标识系统编码由四级组成，如图1及图2所示。

图1 工程组合码结构

图2 电网工程标识系统编码结构

工艺相关标识按其在变电站/线路中的功能和工艺性质对系统、设备和部件进行标识。

安装点标识用于标识电气、监控、保护等设备的装置单元和安装位置。

位置标识用于标识建筑、楼层、房间，杆塔等，为变电站/线路中的各设备、装置和部件分配唯一地址。

《电网工程标识系统编码规范》适用于110 kV及以上电压等级的交直流输变电工程。满足电网工程规划立项、工程建设、和运行维护全生命周期管理的要求。电网码关注的是设备的功能，安装的电气位置和空间位置，更多的是表达一个具有完整电气功能的系统。

1.2 《电力系统部分设备统一编号准则》简介

为适应电网的发展和大电网间的互联，同时提高电力系统调度运行管理水平，制定了《电力系统部分设备统一编号准则》。用于调度中心对发电厂、变电所和线路等进行调度控制。

调度编码对设备实行双重编号，即由代码编号 (简称编号)和设备名称两部分组成。例如线路，以该线路两端厂 (站)名称的简称命名;线路两端断路器则按规定相应编号。其编号采用“位置相关原则”制定。如完全一个半断路器编号，其第一串的3个断路器编号分别为:5011(靠近1号母线)、5012(中间)、5013(靠近3号母线);第二串为:5021(靠近1号母线)、5022(中间)、5023(靠近3号母线)。调度码长度小，所含信息量较少，主要包括设备名称、设备电压等级和各设备间的相对位置。由于调度部门的主要任务是对电力的管理和调度，因此调度码只关心:母线，断路器，隔离开关，地刀。

1.3 《国家电网公司物资分类与编码》简介

物资分类是根据物资信息化管理要求，从不同角度、不同层次，对物资进行区分、归类、命名、描述，建立的物资分类结构体系和物资信息化代码体系。国网公司的物资分类体系采用树形结构的方法，其结构为:大类、中类、小类和特征值四部分。按照分类规则对所有物料按顺序生成一组9位流水码，该码即物资部门对物资进行招标、采购、管理时使用的物资码。

物资编码是从物资部门物资采购、库存管理需求角度出发研发的编码系统，因此物资码主要描述设备的自身参数:电压等级、额定容量、材质、型号等。对整个电力系统所涉及的产品几乎都有定义，数据量极其庞大。

2 3种编码整合方案分析

2.1 3种编码体系的关系

目前国内电网企业存在3种编码体系，主要原因是各部门从自己需求的角度出发，形成了适合部门内部使用的编码体系［5，6］。三者间关系如图3所示。

图3 3种编码体系的关系

电网码应用范围最广，包含了调度编码的规定范围，并且与物资编码有一定交集，但对设备的参数定义不够精细。调度码规则简单清晰，但只适用于变电站的调度运行，与物资码无交集。物资码更多关心设备的本身属性，并不能标识出设备的在系统中的属性，不涉及运行管理的信息。

综合考虑现有编码体系的优缺点，调度码只针对开关类设备，物资码只针对单个设备，只有电网码包含的工程信息较多，且能唯一定义设备，能起到承上启下的作用。

因此选择电网码为框架，分析其他码制与电网编码之间的相同与差异，相同之处找到映射关系，差异之处扩大编码信息量，通过接口技术实现两者联系。从而整合完成统一的逻辑模型和编码系统。

2.2 调度码和电网码整合方案分析

调度码定义了电力系统中四类设备:母线、断路器、隔离开关、接地开关。这四类设备在电网码中也可找到对应编号。因此，找出两者间的映射关系，就能将调度码整合进电网码，实现两者的相互转换。

对于母线编码，调度码中母线不标电压等级，每个电压等级都独立编号 (1#，2#，4#，5#，6#)。在电网码中，母线编号体现在系统码及设备码中，属于系统码中的一部分，用设备码GL1～GL4标示。

对于断路器，调度编中断路器编号用四位数字表示，前两位数字用来标识电压等级，例如“T0”代表1 000 kV电压等级，“50”代表500 kV电压等级，“11”代表110 kV电压等级，后两位数字依结线方式而定。电网码中电压等级在字段F2中表示，用字母A标识1 000 kV电压等级，字母C标识500 kV电压等级，字母F标识110 kV电压等级;断路器在字段F3中表示，用字母B标识断路器间隔，Fn的定义同调度码后两位。

对于隔离开关，调度码由5或6位组成，前四位与断路器编码规则相同，用第5，6位标识隔离开关具体属性。电网码中系统码同断路器，在设备码字段对应调度码5，6位。

对于接地开关，调度码是在隔离开关的编号后添加6或者7。电网编码的接地开关同隔离开关在一个系统中，依次向后流水编码即可。

图4为依据上述映射关系，以某旁路兼母联断路器为例，分别按照两种编码体系进行编码，说明两者存在的映射关系。在电网码中，系统码编号均为:Y0ACB15，C对应调度码中前两位50，代表电压等级500 KV;15对应调度码中3，4位15，代表1#母线与5#母线区间内的系统。对于具体设备，电网码中用设备码加以区分，编号:GS2xx，最后两位与调度码的第5，6位对应，调度码没有第六位的取0。

图4 调度码与电网码编写示例

2.3 电网编码和物资编码整合方案分析

从用途上说，物资编码是从物资部门物资采购、库存管理需求角度出发研发的编码系统，因此物资码主要描述设备的自身参数:电压等级、额定容量、材质、型号等。电网编码是为了设计运行部门研发的编码，电网编码关注的是设备的功能，安装的电气位置和空间位置，更多的是表达一个完整的电气功能的系统，因此涉及到的关于设备本身的参数不多，只有设备名称，电压等级等。

物资编码中大类和中类在电网编码中的系统码和设备码中是一一对应的。物资编码中的小类这一级只有一小部分可以对应到电网编码中。对于特征值，只有电压等级可以在电网编码中找到对应关系。由于电网编码和物资编码定义的深度不同，直接整合两种编码很困难。因此，建议采用通过软件接口的方法把两种编码没有明显对应关系的部分联系起来。

软件接口的方法是在设计阶段，依据《电网工程标识编码规范》生成电网码，再将其导入电网工程设计信息模型。同时，将设备的其他特征属性等信息也录入到电网工程设计信息模型。这样，模型中就存储了设备的完整信息，通过软件调取设备的属性 (包含特征值信息)，即可根据物资编码规则检索出对应的的物资编码。最后将检索出的物资编码显示在信息模型中。物资部门即可通过物资编码进行物资采购。同样通过接口软件也可以返回对应的电网码。通过接口技术实现了物资编码与电网编码的一对一联系。图5为物资码与电网码在接口软件中的实现框架。

图5 物资码与电网码在接口软件中的实现框架

3 电网工程设计信息模型的统一编码体系

电网工程设计信息模型［7］将基础 (地理信息)模型、变电线路三维模型和工程过程信息三者合一，以数据为核心，根据标准的信息模板，集成建模对象的各阶段的多种信息，形成建模对象的全息模型，同一对象可面向不同项目参与人的不同需要，按所需方式展现信息，实现工程设计、施工、运维等全寿命过程的信息贯通［8，9］。其模型中保存有设备全生命周期的各种信息，是不同编码体系实现整合的优秀平台。

按照3种编码的特点，以电网码为底板，通过映射关系可以将调度码整合进电网码，通过接口技术可以实现物资码与电网码的整合。依托电网工程设计信息模型的平台，可以实现3种编码信息互通。

图6表示了基于电网工程设计信息模型的统一编码体系。在信息模型的建立阶段，设计部门根据《电网工程标识系统编码规范》编写电网码导入信息模型，同时将设备的其他特征值属性也导入，分别存入信息模型中的电网信息数据库和特征信息数据库。当需要获取某设备物资编码信息时，通过两个信息数据库，根据物资编码规则可以检索出对应的物资码。当需要获取某设备调度编码信息时，直接从电网码经过映射关系可以得到。而且整个信息交流都是双向的，实现了3种编码体系的整合。通过整合的编码体系可以完成电力工程设计信息化的需求。

图6 基于电网工程设计信息模型的统一编码体系

4 结论

通过分析我国电网企业现阶段主要使用的3种编码体系，提出了通过映射关系整合调度码与电网码，通过接口软件整合物资码与电网码的编码整合方案。并且依托电网工程设计信息模型，将三种编码按照本文所述框架整合在一起。实现了一次信息录入，设备全生命周期的任意一种编码的检索、转换。电力系统各部门均可使用该信息模型检索编码，并且自由转换，实现不同部门间信息共享。

［1］SD 240－87，电力系统部分设备统一编号准则 ［S］．

［2］DL/T 700.1－3－1999，电力物资编码 ［S］．

［3］GB/T51061－2014，电网工程标识系统编码规范［S］．

［4］丰希奎，何永贵，姜连福．省电网工程信息管理系统功能设计与应用 ［J］．电力科学与工程 ，2009，25(6):41－46．

［5］曹晋彰，朱传柏，刘波，等．基于公共信息模型的电网智能调度编码体系研究与实现 ［J］．电力系统自动化，2011，35(2):43－47．

［6］王强，沈曙明，朱辉．基于SAP的变电站自动化设备管理系统功能位置编码的设计与应用 ［J］．电力科学与工程，2009，25(2):13－15．

［7］苑津莎，许朝晖，李新叶．基于CIM的变电设备状态信息统一模型的研究 ［J］．华北电力大学学报，2009，36(1):20－23．

［8］辛耀中，米为民，蒋国栋，等．基于CIM/E的电网调度中心应用模型信息共享方案［J］．电力系统自动化，2013，37(8):1－5．

［9］李郁博．电力企业数据中心全局数据模型的研究与应用 ［D］．北京:华北电力大学，2013．

Study of the Unified Coding System Based on the Grid Design Information Model

Xu Zhenlei1，Wang Jun1，Tian Meng1，Yu Haicheng2，Yin Haoliu2，Wang Zhangqi1
(1．School of Energy Power and Mechanical Engineering，North China Electric Power University，Baoding 071003，China;2．North China Power Engineering Company，Beijing 100120，China)

The state grid company proposes to establish the grid engineering design information model．And the unified coding system is the foundation of the information sharing．However，the unified coding system hasn’t been set up in domestic power grid enterprise，and the equipment coding is limited to be used inside each departments．There are mainly three specifications in the domestic grid coding system:scheduling coding standards，the state grid company supplies classification and coding standards，power grid project identification system coding standards．The information sharing is seriously affected by the disunified coding system．In order to solve the problem，the current eassy，based on the characteristics of the three kinds of coding，puts forward the solution:integrating the scheduling coding and the grid coding by the mapping relation，and integrating the material coding and the grid coding by the excuse software．It implements the conversion among the three kinds of coding system．The grid coding system been the foundation，putting the equipment information and integration rules into the grid engineering design information model can bring about a unified coding system．This is conducive to the grid information exchange and the sharing between different departments，which could promote the application of the coding standards．

gird project;design information model;coding system

TM731

A

10.3969/j.issn.1672-0792.2015.06.009

2015－04－27。

国家电网公司科技项目 (1202415041002)。

徐振磊 (1991－)，男，硕士研究生，研究方向为输电线路工程，E-mail:xuzhenlei2009@163.com。

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