水电厂动态化智能设备手册研究与实践

赵小明，宋雨航，何亚东

（国电大渡河大岗山水电开发有限公司，四川 石棉625409）

目前国内外水电厂所属的设备类型多，数据结构多且数据量大，涉及水电厂的各个监测对象及其子系统，这就造成了业务数据分散，相互之间形成数据壁垒，需要建立新的设备手册对设备进行管理。传统的设备手册具有很大的局限性，不能满足智慧水电厂建设需求。随着智慧电厂[1]建设项目的推进，水电厂需要汇聚各个生产管理系统的数据，打通各业务系统之间的壁垒，从而统一电站数据编码规则，按照“标准化”的格式存储数据，为水电厂动态化智能设备手册提供基础支撑。

1 技术背景

电站传统设备手册没有具体分类，不能涵盖电站所有设备。设备手册大多是Word格式文档，利用率低，设备手册只包含了设备清单，设备参数，设备照片等内容，信息量缺乏，利用现有设备手册无法查询相关设备的图纸、实时数据、检修维护记录等信息。在实际工作中需要使用设备手册时无法第一时间进行查询，影响工作效率，同时设备手册无法做到实时更新，信息老旧，以上诸多问题已无法满足智慧电厂相关要求。

2 总体框架

针对电站传统设备手册的诸多问题，本文研究一种可组态智能设备手册，详细阐述其实现方法，并在某电站实际应用。

智能设备手册以水电厂设备进行建模，以建立基于状态监测系统、计算机监控系统以及生产管理系统等多系统融合的水电设备状态指标体系为目标，以电站设备树为基础，将设备的相关静态参数、动态参数、图纸资料、缺陷记录、两票信息、检修维护记录等进行归一化整理。总体的框架结构图如图1。

图1 总体框架图

3 基础支撑

设备编码及数据编码是水电站动态化智能设备手册的基础支撑，为满足各种业务需求，对相关系统进行数据分析，确定基础数据的唯一性，便于实现各应用系统的信息交换、传递和共享，以“一种水厂主设备模型建立、存储和同步的方法”[2]来建立完整统一的设备信息数据模型，以方便数据的存储、组织、管理和应用。

以大渡河公司使用的PPIS设备[3]编码为基础，编制数据编码，采用分系统、分单元的方法对电站数据进行编码，标识每个数据的所属设备和位置，便于管理人员高效、准确地定位和管理所有设备数据。数据编码采用5个码段，共20位字母和数字组成。

表1 数据编码规则

下面以“大岗山1 F调速器压力油罐油压”数据具体说明：

设备编码：DGS1 GGSO大岗山1号机组调速器系统

数据编码：DGS1 GGSODJKS01000209大岗山1 F调速器压力油罐油压

设备编码与数据编码作为数据的基础支撑与桥梁，建立了与水电站设备模型的关联关系，如图2。

图2 关联关系图

4 具体实施方案

动态化智能设备手册为电站的各设备对象及其关系建立对象模型，形成方便系统查询和数据交换的标准数据格式，使得各业务系统更加透明化。汇编整理后的数据，经过对象化建模处理，使得平常散落在各业务系统中的不同种数据通过设备对象关联起来，方便电站设备的统一管理。

水电厂设备手册系统包括静态数据管理单元、动态数据管理单元、两票信息管理单元、缺陷信息管理单元、图像信息管理单元和数据交互单元。静态数据管理单元用于实现将电厂传统的仪器设备手册中各仪器或部件进行标识，并储存各设备标识信息；动态数据管理单元用于完成监控端实时采集的各设备信息的标识和储存；两票信息管理单元用于实现两票信息数据的采集存储；缺陷信息管理单元用于实现设备缺陷信息的采集和储存；图像信息管理单元用于实现设备图像信息的储存；数据交互单元用于实现本系统的人机交互，完成系统数据的导入或导出。

静态数据管理单元基于收集的若干设备信息及代码分类表完成各个设备厂区代码、专业类型代码、设备类型代码、设备代码、部件代码、参数类型代码和参数代码的标识，并以XML格式保存至静态数据管理单元。通过对各个设备以统一的分类表进行标识编码，从而形成了以标识编码为设备模型的设备树体系，完成了对厂区所有设备及设备零部件的归属统一。根据相同的编码类别将电力企业的所有主要对象与设备树下各单元进行关联归类，方便统一的查看与管理。

动态数据管理单元中由监控端完成各设备动态数据的数据采集，并基于代码分类表完成监控端模拟量测点和开关量测点的标识，并以XML格式保存至动态数据管理单元。动态数据管理单元基于监控端模拟量测点和开关量测点的标识信息完成与水电厂设备手册系统各单元模块相关联，采集的动态数据基于监控端模拟量测点和开关量测点的标识自动根据编码类别与设备树下各设备进行关联。

两票信息管理单元、缺陷信息管理单元、图像信息管理单元分别完成各设备的两票信息、缺陷信息、图像信息数据采集与储存，并基于对应设备的标识信息完成与水电厂设备手册系统各单元模块相关联。

数据交互单元用于实现本系统的人机交互，完成系统数据的导入或导出。数据交互单元包括数据采集模块和数据输出模块，用于实现文字、数据和图像等信息的采集和导入。数据输出模块用于完成对系统内存储的文字、数据和图像等信息进行信息展示或数据输出。

生产管理系统的两票信息、缺陷信息和图档管理单元的图纸资料由于已经和自己对应设备树进行了关联，而各设备树间的编码统一，所以只需将生产管理系统和图像信息管理单元关联，信息同步，即可查询到各设备相关资料。

创建WEB界面进行查看，设备树具备检索功能，点击需要查询的设备即可查看该设备的所用相关信息；同时创建手机APP，实现方便快捷，随时随地查看。

5 总结

与现有技术相比，水电站动态化智能设备手册有以下优点：基于统一的代码分类表使用通用设备模型，可在同行业推广，可移植性强；设备模型的建立使设备信息全面，涵盖了电站所有生产设备；系统实现了跨安全区数据传输，多单元数据融合，打通了数据壁垒。同时，系统数据能够实时刷新，定期更新，保证设备手册的时效性，且具有展示方式多样性，满足多种需求的特点。