电力试验数字化管理的研究与实现

陈川刚 王汉高 王海玲

：电力试验可预防电气设备在运行时或运行中发生事故，是保证电力系统安全稳定运行的重要措施。本文遵循南方电网公司数字化发展战略的理念，对电力试验的数字化管理进行研究，提出了基于移动应用试验数据数字化采集和基于数据标签试验报告管理，为电力试验数据数字化管理提供了有力保障。

：电力试验，数字化，数据标签，报告生成

当前，以数字技术为代表的第四次工业革命正在加速改变世界，引领生产模式和组织方式的变革，对电网作业模式、企业管理流程再造、企业组织结构变革等方面产生深远影响。南方电网公司明确提出“数字南网”建设要求，将数字化作为公司发展战略路径之一。电力试验是确保电力系统稳定运行的一种有效手段，保证电网的稳定运行，电力试验不可或缺，目前各试验仪器及平台相互独立，数据不能互通共享，且还沿用传统的纸质报告形式，缺少对试验数据的数字化管理。本文以电力数据数字化为目的，建立了一套电科院电力试验数字化管理系统，实现了电力试验数据的数字化采集和试验报告审批的信息化，为电网电力设备状态分析提供了坚实的数据基础，有效的服务于企业的管理和决策，促进企业资源的优化配置。

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本文对电力试验数字化管理系统的信息流、工作流进行统一规划，做到试验过程数据的数字化和试验过程管理的信息化，在系统架构的设计上遵循了规范性、可扩展性、开放性、安全性和易维护性的原则，系统基于分层架构的理念，以MySQL数据库为依托，采用J2EE体系架构进行开发。

整个系统的软件架构分为三个层次，表现层、业务逻辑层和数据访问层，系统软件架构图如图1所示。

表现层包括用户界面和表现逻辑，实现用户与系统的交互。本平台用户界面功能主要包括试验数据记录、试验报告录入、试验报告审批流程、试验数据统计查询等界面。本系统为了满足试验场景的个性化需求，除了提供基于web访问的用户界面，还基于移动终端实现了试验数据记录及采集功能。

业务逻辑层处于表示层和数据访问层中间，主要负责业务流程的逻辑实现，接收表示层的数据请求，根据业务逻辑调用相应的数据访问层数据，将业务处理结果返回给表示层。业务逻辑层主要负责试验过程结果计算和判断、试验报告文档生成、试验报告电子签名、试验报告流程审批等逻辑处理。

数据访问层是处于业务逻辑层和数据库之间，用于数据库访问，封装各种数据操作，主要实现了试验数据增删改、试验报告保存、试验数据的查询等功能。

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本电力试验数字化管理系统覆盖的试验包括瓦斯继电器检验与整定试验、压力释放阀检验、油面温控器检验与整定、绕组温控器检验与整定、速动油压继电器检验、兆欧表检定、变压器油检测、六氟化硫气体密度测量装置校验、六氟化硫新气微量水分和纯度检测等电力试验，主要实现了电力试验数据的数字化采集、试验报告模板的管理、试验报告的自动生成、试验报告的流程审批、试验报告电子签名、试验数据的统计查询等功能，系统功能模块设计如图2所示。

为了适应原有电力试验的试验场景的个性化需求、试验平台及仪器的多样化及相互独立性，本系统实现了试验数据记录APP，提供试验数据记录、试验过程自动化计算以及试验结论自动判断的功能。通过试验数据记录APP将试验过程记录的数据存储在数据库中，实现了试验数据数字化采集。此种数据采集方法具有通用性，可实现多样化试验平台及仪器试验数据的数字化采集。

2.2.1  基于数据标签的试验报告模板

电力试验均有固化的试验报告模板，为了满足试验报告内容自动生成的需求，本系统提出了基于数据标签的试验报告模板。基于原有的试验固化word文档模板将试验模板中需要系统自动填入的试验数据和试验结论等内容替换为相对应的数据标签，每个数据对应一个唯一的数据标签，将试验模板与数据库数据形成一一对应的关系，可实现数据的自动插入和可灵活排版。

2.2..2  试验报告数据修改

试验报告模板相对固定，但为了满足试验报告固定内容的修改需求，此功能模块主要实现了试验报告模板替换和基于数据标签的基础数据修改两种报告模板修改方式。

此模块提供整个试验报告模板替换功能，可通过模板替换修改试验报告已固化的内容，但替换的试验报告模板的数据标签必须保持不变。

（2）基于数据标签的基础数据修改

本系统提炼出试验报告修改频率较低的内容，例如试验标注、报告通信地址等内容，在初始化时对此部分数据进行固化，本模块功能对此部分数据进行了独立的维护，支持在线单独修改，对修改频率低的数据进行单独管理，实现了试验报告的可维护性。

本系统基于2.2节编制的试验报告模板，根据试验报告数据标签将2.1节采集的试验过程数据和试验结论一一对应填入试验报告模板，自动化生成完整的word文档格式的试验报告，同時可下载修改。

数据标签是为了存储方便，在业务表述和数据库之间进行的语言沟通，将原始试验数据和数据标签进行了对应，构建了本系统的试验数据标签管理。

数据标签与指定试验数据字段相对应，例如系统中将“报告编号”这一字段与@{s8}相映射，系统将数据库中读取报告编号并替换@{s8}数据标签，数据标签示例如图3所示。

此模块实现试验报告流程的在线审批功能。根据预设的报告审批流程，系统生成试验报告后在系统中传递审批，实现了网上流程审批，存有电子化审批记录。

在试验报告完成了网上流程审批后，系统将自动为试验报告审批页审批人签字位置嵌入相应审批人的电子签名图片。系统还实现了相关审批人电子签名图片的管理，可进行编辑修改。

此模块实现了历史试验数据统计查询功能，可根据时间、试验人员、试验类别、被检仪器、关键字等维度进行历史试验数据的查询和统计分析，例如可对某个被检仪器进行历史试验数据的查询，可查看分析该仪器的状态。

工作流是可以使一系列过程规则、文档、信息或任务在不同操作者或执行者之间进行传递和执行，操作人员依循工作流设计对文件、信息进行某种操作，并将文件或信息在参与者之间传递的过程。本系统的工作流主要表现为：

试验人员进行数据录入和生成试验报告，管理人员进行试验报告审核，审核不通过再由管理人员退回，试验人员修改后再重新提交审核。

本系统提供可视化的工作流定义，可以定义多种不同类型的工作流模型，定义多种不同结构的工作流任务，如自动任务、人工任务和条件任务等。

电力试验数字化管理系统的应用可以实现以下成效：

（1）基于移动应用的试验数据记录，实现了试验数据的数字化采集和记录，解决了传统纸质记录试验数据无法数字化痛点问题，为后续电网状态监测及故障分析提供有效的数据支撑。

（2）基于移动应用试验数据记录，满足不同试验现场试验人员的个性化需求，固化试验模板，提供电子化的试验过程记录，实现了试验过程管理信息化、规范化。

（3）试验过程中间数据的自动化计算以及试验结论自动判断的功能，简化了试验人員复杂的试验过程计算，有助于提高试验人员工作效率以及避免不必要的人工计算错误，保证了试验的准确性。

（4）基于数据标签的试验报告，将试验报告数据字段通过数据标签标记，与数据库字段相对应，后台查询数据填充，本项目提出的此方法可实现试验报告的灵活调整和排版。

（5）系统实现试验报告网上审批，自动嵌入审批人员签字，免去纸质报告审批人人工签字环节，简化试验流程。

本文对电力试验数字化管理系统进行了研究，介绍了总体架构和系统功能，采用基于移动应用试验记录APP和基于数据标签试验报告管理的方式实现了电力试验数据的数字化采集和试验报告的自动化生成，提高了工作效率，为电网设备状态分析和决策提供了有效的数据保障。

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