水电厂标识系统编码分析与改进

余 斌，丁 旭，陈金鑫，马腾飞，黄佳璐

（1.五凌电力有限公司，湖南 长沙 410004；2.北京百分点科技集团股份有限公司，北京 100190；3.湖南省水电智慧化工程技术研究中心，湖南 长沙 410004）

1 概述

随着大数据等信息技术的进步，电力行业不断出现各种各样的信息管理系统，使得对电力行业数据管理和信息共享需求不断提高。由于不同系统之间数据的异构性，导致系统之间数据交换出现了严重的问题。各个系统之间的数据信息交换和数据信息融合是建设数字化智慧电厂的前提，而数据信息交互的前提又是以编码标识为基础。我国发电企业的设备编码根据需要引入了国际上通用的编码系统，如：小众化的CCC编码及EDF编码仅在华能集团及中广核集团的个别电站应用，而国内绝大多数电厂使用是德国技术委员会发布的KKS编码标识和表征电厂的物理（主要是设备）对象。但由于KKS编码的弱规则性和使用的随意性，KKS编码与国内的发电行业智慧化发展需求已经严重不匹配，需在此基础上结合我国电厂编码标识方面的实践，做适度的本地化、具体化的适应性改造，从而提高发电厂信息数据的交互的统一性和规范化。

2 现有电厂标识系统说明及存在的问题分析

目前国际上与电厂设备标识系统有关的编码体系主要有CCC公共核心代码编码标准，EDF电站编码体系，PPIS 电厂标识系统（其中PPIS电厂标识体系是国内大渡河公司具有自主知识产权的水电厂设备标识及编码标准，水电站个性较强），KKS电厂标识系统，RDS-PP电厂标识系统。

KKS系统由于其根据功能、型号和安装位置来明确标识发电厂中的系统和设备及其组件，很长一段内KKS工艺码在国内设计院及发电厂推广迅速，从而成为目前国内应用最广泛的标识编码系统，随着数字化智慧电厂概念的提出，对电厂底层数据的质量要求越来越严格，但由于KKS编码具有弱规则性和自身的编码缺陷特性，在数字化电站的建设中特别是在电厂源端数据治理方面主要存在以下几个问题：

（1）KKS标准编码不反映设备间关系，不能描述生产过程，几乎无法对进一步管理提升和生产优化提供支持；

（2）KKS编码无明确设备分类码，不能通过统一的层次结构批量生成多个实例化的编码，导致多个电站的同一设备出现编码不一致的情况；

（3）KKS编码对设备命名规范模糊，导致编制编码时出现对设备的描述不规范，导致对同类设备分析时，不能准确定位设备；

（4）KKS编码是按“系统-设备-部件”三个层次描述设备，但电厂实际情况需要有大量超过三层次的设备和部件，强制压缩成三层后，设备间关系更加模糊，不利于智能运维分析应用的实现；

（5）KKS编码不能体现设备的全生命周期，即无设备检修和更换信息，不能跟踪设备当前的状态；

（6）KKS编码无信号标识码，不能标准化设备的量测信息，不能对设备进行进一步分析；

（7）KKS编码属于由德国技术委员会发表，未考虑国际通用情况，导致在国内应用效果较差。

3 电厂标识系统选型分析与改进建议

3.1 电厂标识系统选择原则

我国电厂标识系统的选定原则主要从以下几个方面考虑：

（1）规则性方面：标识系统有严格的程序规则，有多年使用的历史。

（2）知名度方面：国际上知名度高，易于对外接轨，并且有专门技术管理机构。

（3）可读性方面：编码有含义且方便计算机的输入和检索等。

（4）扩张性方面：具有较好的可扩展性和包容性。

（5）国内经验方面：在国内外有一定的使用基础，能够被大多数业主所接受。

（6）应用效果方面：在国内有较好的应用效果。

3.2 电厂标识系统比较

根据电厂标识系统的选择原则，对不同的电厂标识系统进行比较，如表1所示。

表1 电厂标识系统比较

CCC公共核心代码、EDF电站编码及PPIS电厂标识系统在国内应用较少且在国际上知名度较差，故在此不做详细分析。在国内绝大多数电厂使用了德国技术委员会制定的KKS编码对电厂的物理（主要是设备）对象进行标识，而RDS-PP是对KKS进行扩充,与KKS相比,RDS-PP的特点表现在：

（1）RDS-PP是对KKS的现代化改进。RDS-PP的基本结构源于KKS,它直接采用了KKS的基本功能码;解决了KKS应用中存在的一些问题;对于功能码的标准化、术语及结构都参照国际标准进行了统一；具有根据面向对象和(或)任务进行分类的特点，因此具有按照功能及功能单元进行构造的能力。

（2）RDS-PP范围比KKS广。RDS-PP支持信号、连接及文档的统一及标准化标识。

（3）RDS-PP比KKS更国际化。KKS是以德国为主编制的,而RDS-PP最大程度地采用相关的国际标准,易在世界范围内应用。

（4）RDS-PP是电厂的新型标识系统,其基础及结构均基于国际标准,是对KKS的替代、升级和国际标准化改造,以适应现代电厂标识的新的需求。

3.3 电厂标识系统改进

通过对比分析RDS-PP电厂标识系统和KKS标识系统，建议在KKS电厂标识系统的基础结合国内编码经验及RDS-PP的优势进行改造，改造后的编码结构如图1所示。

图1 改进后的KKS编码结构

改进后的KKS编码结构说明解释：

（1）KKS编码由七段码组成；

（2）Z1Z2Z3ZN、B1B2BNB3是非必选码段，可根据电站实际情况选择是否需要；

（3）0级码是对电厂及所辖电站的标识，此段码为非必选码；

（4）1-4级与原KKS编码格式的基础上，需对分类码及分类编号进行细化，增加了数量标识码，从而达到每个逻辑设备对应唯一编码的目标；

（5）5级标识在该位置更换了几次的设备，达到根据KKS编码可跟踪实物设备的目标；

（6）6级用于标识信息编码，标识每个设备上对应的测点信息；

（7）D1用于标识测点类型，对应取值字典如表2所示；

表2 测点类型字典标识

（8）D2标识该测点是否有中转地，T标识有中转地，F标识无中转地；

（9）D3D4D5是测点目的地标识系统，可取自原KKS编码的系统分类码；

（10）D6D7D8D9是对测点属性的标准化，是对信号中文名的英文缩写；

（11）D10是标识同一设备下相同测点测点属性的测点数量；

（12）N代表数字，A代表字母（I、O禁用）。

3.4 电厂标识系统改进原因分析及效果

本文提出的在KKS电厂标识系统的基础上结合国内编码经验及RDS-PP编码优势改造的电厂标识编码系统具备较好的适应性，可以从源头对数据进行标准化，为智慧电厂的建设打好数据基础。编码系统的改进点及效果分析，详见表3。

表3 编码改进原因分析及效果

3.5 电厂标识系统实施建议

根据国内主要发电集团在数据标准化方面的编码经验，列出几项编码前置考虑事项：

（1）统一设备层次。编码前需考虑所有电站的情况，并对设备进行层级划分。

（2）全面考虑情况。编码前需考虑所有电站的机组、设备等情况，如最多有多少机组，会出现多少种机组共用的情况。

（3）统一设备命名规范。引用国际标准的同时需注意各电站实际的命名情况，各单位内部专业或部门间就同一设备的命名存在不一致，在KKS项目实施之前，各单位应由设备主管部门或相关部门牵头编制厂内设备中文命名规范，并对现场、各种工作票、操作票等不一致处统计并更改。

（4）统一设备编码。为保证编码的一致性，在引用国际标准的同时需对编码的唯一性进行约束。

（5）圈定编码范围。在编码前需跟各单位划定编码范围，便于后续工作的开展。

（6）适当对信号进行编码。在编码初期，建议不要对信号码进行大而全的编码，可对重要且易发生故障的信号码及对发电有重要影响的信号进行编码。

4 结语

电厂标识系统的推广应用有望从根本上解决电力行业长期以来设备编码不统一、标准性差等问题，提高电站设备资产管理水平，为早日实现数字化电站提供必要条件。本文主要结合KKS编码规则、RDS-PP标识系统特点及国内编码经验进行了改造，不同的电厂可根据实际情况进行编码的治理。