基于移动应用的水电运检系统设计与实现

2022-02-06北京许继电气有限公司万恩忠温国强王韶群

电力设备管理 2022年23期

北京许继电气有限公司万恩忠温国强王韶群韩毅

随着我国4G、5G等移动网络建设，4G以上移动网络覆盖率已接近100%。国家电网专用物联网建设，为充分运用移动互联技术，广泛开展“互联网+”业务创新和管理创新，深化生产管理深化应用，促进企业生产管理精益化水平的提升，支撑电网资产的全寿命周期管理,完善运维检修一体化管控，推动生产管理信息化水平再上新台阶。

移动运检应用将桌面管理系统向移动端延申，一方面建设移动项目管理监视及实时主变监视，提高管理效率；另一方面建设移动巡检、现场作业及在操作票闭锁逻辑移动的实现，提升了生产效率和生产安全性。

围绕建设具有中国特色国际领先的能源互联网企业战略目标，加快推进“大云物移智链”等现代信息技术、先进通信技术在水发电领域建设移动应用系统符合国家电网的统一战略。国家电网与移动网络运营商已经建设了无线移动应用专网，同时推出了SG-UAP移动应用开发平台，具备了移动应用开发与推广的软硬件条件。

国内外主要研究包括移动门户应用、移动巡检、现场作业等离散的移动应用功能。不能与现有的生产管理系统有效整合起来，形成孤立的数据信息，不利于统筹管理。国家电网安全性要求移动应用须接入国家电网内网，通过安全接入平台保证数据安全。本系统在此安全架构基础上，建设的基于移动应用的水电运检系统。

1 系统架构设计

1.1 技术选型

本次移动应用在原有的移动应用基础之上，基于国家电网统一开发平台（SG-UAP）及其移动应用套件研发，实现了与国网技术路线的完美融合。数据库层采用北京许继自主可控并在国网统推的关系型数据库SG-RDB（PG版）及海量数据库，增强了软件研发的本土化能力，提高了应对国际局势变幻的应变能力。通过安全接入平台接入国网内网，将电网业务数据与互联网数据隔离，符合国家电网安全标准，有利于在国网水（发）电领域广泛推广，并可进一步扩展到其他输配电等领域。

图1 系统逻辑架构

1.2 物理架构

系统服务器假设在国家电网信息内网中，与生产管理、生产实时等数据平台信息无障碍传输，能够对电网业务实现极为有效的支撑。系统的物理组成如下：系统应用服务使用集群，现阶段应用服务器实现双机8节点，通过负载均衡策略向移动端提供数据及集中计算服务；通过安全接入网关，实现内外网隔离及数据过滤；通过移动通信专线接入国网信息内网，从通讯层面实现信息隔离；移动终端使用专用物联网卡、安全TF卡及中国电科院颁发专用数字证书，保证安全数据传输。

系统功能分析。本系统移动应用研发着眼于提高生产效率和加强生产安全，应用原有业务模块如移动巡检、操作票、工作票、报缺等基础上，实现针对检修作业现场作业标准化实施及建立在海量实时库基础上实现操作票闭锁逻辑，实现针对大修及技改项目的移动可视化管理，实现建立在海量库基础上的移动主变监视。

1.3 现场作业标准化

通过移动端设备实时更新展示现场作业信息，实现用户在现场进行标准化作业的需求，现场标准化作业按现场用户和总部用户分别展示，总部用户可对集团下属电厂工单进行查看，不进行修改操作，现场用户展示本电厂工单信息，根据用户权限对工单进行下载、展示、签名、验收、提醒、交流等操作。应用对工单分类汇总，展示工单工序，工序包含的质量控制记录单、风险控制提醒单。通过填选、上传、上报、验收等手段完成工单步骤。离线操作需在在线环境时下载或上传工单。工单下载后在本地库缓存，支持用户离线操作，工单操作完成后在线上传，上传完成后清除本地记录，结束工单流程。

图2 现场作业标准化作业流程

1.4 操作票闭锁逻辑

操作票闭锁逻辑审查和闭锁逻辑库修改功能。操作票闭锁逻辑审查是在拟票阶段检查操作票的操作项目是否符合闭锁逻辑要求。闭锁逻辑库可以修改、完善。通过建立生产实时系统设备测点与生产管理系统设备编码的对应关系，包括断路器（开关）、隔离开关（刀闸）、接地刀闸（地刀）等，提供闭锁逻辑基础数据信息。

操作票防误闭锁逻辑实现方法：操作票防误闭锁逻辑归纳出明细、逐条列出，根据电气接线图及防误闭锁操作手册、电厂作业人员（运维班）列出开发人员能看懂的逻辑关系，针对操作票列出状态转换矩阵，操作票防误闭锁逻辑在数据库中定义、实现，提供用户界面，修改状态转换矩阵，包括设备名称、动作类型、前提条件（设备名称及其状态）；操作票拟票：从设备库总选择设备，操作任务栏列出分闸、合闸等状态字段，根据操作票防误闭锁逻辑检查拟票是否正确，从生产实时系统中获取设备实时状态、根据设备状态检查拟票是否正确，根据操作票中涉及到的设备查找关联的工作票是否已终结、已关闭。

操作票执行：在移动作业终端上，通过新源生产实时系统中获取两票相关设备的实时状态，包括断路器（开关）、隔离开关（刀闸）、接地刀闸（地刀）、阀门、接地线等；根据相关设备的实时状态，判断设备实时状态与操作票中要求的状态是否一致，如不一致弹出窗口、提示用户异常；操作票执行时，根据操作项目“防误闭锁逻辑”要求查询设备实时状态验证该逻辑，如有异常红灯提示异常。

1.5 移动主变监视

主变监视各电厂主变静态及动态信息展示，静态信息通过生产管理系统对设备维护信息进行实时展示，通过实时系统获取实时监视数据，图形化展示设备实时状态：

设备维护信息。对主变运行状态展示，从生产管理系统获取主变缺陷、隐患、工单、工作票、反措、预防性试验等记录信息；实时状态信息。通过实时系统获取设备实时运行状态、获取设备实时信息，并通过图形化展示运行曲线。根据设备运行的动态及静态信息，计算出设备报警信息及故障提示。根据用户需求，将功能模块分成主变实时状态展示，主变详情及主变台账等子模块。

1.5.1 主变实时状态

主变实时状态展示当前公司下各电厂主变停用、空载、负载状态的台数。中间按电厂分别展示主变状态（按颜色区分运行状态，与统计信息颜色对应。）主变图标右上角出现黄点，表示当前主变有指标发生报警；右下角出现红点表示当前主变有指标发生跳闸。下侧主变报警详情展示指标8小时内报警或跳闸的详情记录，点击折叠可收起详情信息。

1.5.2 主变详情

主变详情展示实时监测数据、静态信息、缺陷、预防性试验、隐患、反措、工单、工作票；实时监测数据分为油色谱和实时参数。油色谱对氢气、甲烷、乙烯、乙烷、乙炔、二氧化碳、一氧化碳、微水等指标进行监控，实时参数对负荷、顶层油温、主变油位、冷却水出水口温度、冷却水入水口温度、高压绕组温度、低压绕组温度、铁芯接地电流、冷却器状态等指标进行监控。指标数值绿色表示正常、黄色表示报警、红色表示跳闸。

静态信息展示当前主变的基本信息，内容包括电厂简称、主变号、电压等级、型号规格、额定容量、制造商、制造国家、出厂编号、安装单位、投运日期、空载损耗、冷却方式、调压方式、绕组型式、接线组别、高压中压、高压低压、中压低压、绝缘油型号、绝缘油产地；缺陷、隐患、反措、工单、工作票等功能查询展示该电厂主变压器设备的相关信息。点开页面时默认查询最近三个月的信息。通过选择时间进行搜索可查询到更多信息。

主变台账。通过总部、电厂维度，统计缺陷、隐患、检修、反措、工单、工作票，并通过查看详情获取具体信息。

1.6 项目管理监视

在移动端对项目储备、年度计划、项目实施、项目预警的汇总、预警与详情的分级展示。1.6.1 项目储备

项目储备以技改、大修，控股、水电条件对储备项目按上报金额、上报数量、入库金额、入库数量进行汇总分、分级展示，对入库金额、入库数量按柱状图同比展示。上报金额、上报数量、入库金额、入库数量可展示相应的详细信息并以电厂为单位分别用柱状图和表格进行数据展示。对于项目详情，可进一步展示项目基本信息，包括项目编号、项目名称、批准费用、计划开工日期、计划结束日期、立项原因、项目方案等信息。

1.6.2 年度计划

年度计划以技改、大修，控股、水电条件对年度项目按年度投资、项目数量、项目变更进行汇总分类并分级展示。通过柱状图展示四年内的年度计划统计数据，包括年度投资、项目数量、分类统计、项目变更；年度投资、项目数量、项目变更进入明细列表，具体展示各电厂对应统计信息，以电厂为单位用柱状图、列表按照总数大小进行排序。

通过时间、技改类、大修类条件查询展示该电厂年度计划信息。电厂年度计划增加计划列表展示，每条计划可能涉及多个项目，点选可查看具体项目信息。所有计划的项目数量和就是该电厂的计划项目数量。项目变更可点击查看明细，具体操作与年度计划页面项目变更相同，计划详情展示计划基本信息（包括计划编号、计划名称、所有预算费用等）和项目信息列表；对于项目变更，根据调增项目、调减项目、原有规模调整3个类别分别展示项目列表，并可以展示项目基本信息。1.6.3 项目实施

项目实施分总体、预计划两个部分。按照查询年月和技改控股、技改水电、大修控股、大修水电条件查询展示年度投资、项目数量、投资完成率、资金完成率等指标数据。关键节点项目数展示当前时间段（查询年月）各进度节点下的项目数。关键节点项目数量及资金分布图展示当前时间段各进度节点下的项目数量/金额占比。年度投资、项目数量、投资完成率、资金完成率可列出相应的电厂列表，具体展示各电厂对应信息统计数据。

使用柱状图展示各电厂查询年月投资金额并展示对应的文字描述，按照年度投资总数大小进行排序。项目明细展示项目基本信息、项目进度、下发通知等信息。项目基本信息包括项目编号、项目名称、批准费用、负责人、开工日期、入账资金、竣工日期等信息。项目进度展示当前已完成的项目进度，绿色表示按时完成、黄色表示完成时间超出计划时间，并可根据节点查看该节点信息。

1.6.4 项目预警、消息中心

展示各电厂的总体和预计划两类项目预警统计数：通过扇形图展示电厂报警数目分布，通过列表展示各电厂项目预警数量。列表分为一级预警（超期一个月）、二级预警（超期两个月及以上）。点击列表项目展开项目详情信息，通过点击发送通知对预警项目负责人编写发送通知信息；消息中心。对接收及已发送消息进行记录展示，可新建、发送、删除消息。