基于实物ID的电力精益化管控系统设计

孙晓君 韩超

摘 要：电网资产的统一身份编码，可以实现规范电网资产数据管理，提升电网安全运行，对促进资产全过程精益化管控具有重要的意义。本文从硬件和软件的角度，构建基于实物ID的电力精益化管控系统。在硬件方面，对电力物资中的各类实物ID进行统一身份编码;在软件方面，从整体架构、功能模块等方面对精益化管控系统进行设计。结果表明，基于实物ID的电力精益化管控系统规范了电网资产的数据管理，提升了电力企业之间的信息交互，实现了电网设备的监督、定位与故障预警。

关键词：实物ID;精益化管控;预警;定位

中图分类号：F273 文献标识码：A 文章编号：1001-5922（2021）04-0162-04

Abstract：The unified identity code of power grid assets can standardize the data management of power grid assets， improve the safe operation of power grid， and is of great significance to promote the lean management and control of the whole process of assets. This paper builds a lean power management system based on physical ID from the perspective of hardware and software. In terms of hardware， a unified identity code is performed on various physical IDs in power supplies; in terms of software， a lean management and control system is designed from the aspects of overall architecture and functional modules. The results show that the electric power lean management and control system based on physical ID standardizes the data management of power grid assets， improves the information exchange between power enterprises， and realizes the supervision， positioning and fault warning of power grid equipment.

Key words：physical ID; power lean management and control; early warning; positioning

电网的核心资产之一是输变电设备，当输变电设备出现故障时，会造成电网事故，加大电网的安全隐患风险，使电力供应紧张。据统计数据可知，近年来，因为输变电设备故障而造成的电网事故占所有电网事故的50%。由此可见，输变电设备的安全安装、运行和维护对电网正常运行十分重要。另外，由于电力企业重组，发电企业和电网企业各自担负起安全责任，增加了相互协调的难度，进而使电网的稳定运行难度增加。为确保电网安全稳定运行，电网公司一种统一编码方式，通过实物ID赋予电力设备独一无二“身份证”，从而打通了不同电力企业之间的信息交互屏障，实现电网全流程信息共享，进而实现电力精细化管理。目前，现有的电力精益化管控模式存在几个突出的问题，一是审查过程效率低，二是发现问题追溯难。基于以上电力精益化管控问题，本文提出应用实物ID技术，对电力设备进行编码，然后打造现场巡检数据、运行数据、带电检测数据技术监督精益化管控平台，实现了电网全过程的监督预警、统计分析、意见反馈等精益化管控。

1 系统整体架构设计

1.1 系统建设思路

电力精益化管控系统通过实物ID和安全接入平台，可以实现对巡检数据、设备运行数据、台帐数据等数据的统一管理，并通过实时分析数据构建自动预警，达到规范业务平台的目的。具体思路如图1所示。

由图1可知，电力精益化管控系统主要分为3个部分，分别是输电线路数据采集、数据访问层、业务应用。其中，输电线路数据的采集主要依托物联网技术实现信息的收集、传递和通讯，并结合实物ID与安全接入平台实现了数据共享;数据访问层是连接输电线路数据采集和业务应用的中间层，通过将输电线路采集到的数据转化为Java对象供给业务应用层。同时也可实现将Java对象转化为数据并存入数据库中;数据访问层可应用实物ID对部门和信息平台进行分离，但其所有的操作，包括查询结果解析、参数设置等，都必须在DAO类内完成。业务应用是处理信息和人机交互的重要平台，通过业务应用可实现数据的采集、数据自动归集、数据查询、专项监督和统计分析、报告管理等功能的应用，实现了业务的高水平管理能力。

1.2 系统整体技术架构

本文选用SG-UAP开发平台作为基础软件平台支撑电力精益化管控系统运行。SG-UAP开发平台是国家电网公司最新开发，集应用开发和运行管理为一体的管理平台。该开发平台具有技术统一、性能高校以及架构柔性的特点，可以为企业级信息系统基础框架提供安全可靠的服务，同时也可支撑业务系统从设计到开发测试再到发布和运行的整个过程。在电力精益化管控系统开发过程中，SG-UAP平台为系统开发提供了多种开发组件、插件等服务，加快了项目的开发过程。具体技术架构为：

通过分层架构设计，可以实现展现层、服务信息交换层、业务逻辑層、持久层等多个功能层次的信息交互，并将数据依次进行输入、传输、服务请派和执行等操作。其具体分层结构如图2所示。

图2中展现层主要是浏览器所展示的内容，包括移动应用业务功能视图、平台展现框架、移动应用公共展现组件等页面;服务交互层主要是连接展现层和业务逻辑层的中间层，通过服务接入点实现通信客户端和运行服务端的连接;业务逻辑层是提供公共服务的平台，主要包括移动应用业务逻辑组件、移动应用公共逻辑组件和平台标准逻辑组件;持久层的主要功能是使数据持久化，以提高数据的访问能力。

2 系统硬件端ID溯源

由于电网资产的安装、运行环境不同，加之其本身物理特性的不同，因此在使用实物ID对其进行唯一身份标识时，实物“ ID”通常以二维码、RFID标签等作为载体。此外，不同的实物ID标签安装时间因不同的资产而有所差别。例如，增量资产的实物“ ID”标签一般在设备采购时或者调试阶段进行安装，而存量资产的实物“ ID”标签则是在设备运行维护阶段进行安装。在电网实物资产中，实物ID通常贯穿设备的采购、设备的规划设计与运行维护、工程建设，以及更新处置全过程的信息索引，从而提高了电力管控系统的精益化管理能力，实现电力管控系统的深化建设。对实物ID的业务逻辑设计思路如图3所示。

（1）规划设计。对项目进行项目储备和立项，同时生成特殊的项目编码，并根据项目的定义挂接WBS结构。在WBS结构的基础上，对物资进行编码，并建立项目编码、 项目WBS编码、物料编码三者之间的关系。

（2）物资采购。在规划设计完成后，物资部门需要根据规划设计的数据对申请购买，同时完成购买合同以及订单管理等业务。当合同生效时生成实物ID，并对其进行项目编码和WBS编码以及物料编码。

（3）工程建设。工程建设阶段即对设备的实物ID进行验收审核，同时检验实物ID与物料编码以及设备资产分类之间的关系是否对应。

（4）运行维护。完成工程建设阶段，需要应用PMS创建设备中含有实物ID信息的台账，同时将这些数据更新到ERP，应用ERP自动创建功能创建具有多码联动性的固定资产卡片。

（5）退役处置当设备运行一定时间后，设备会被淘汰更新。因此在进行设备资产报废时，可以根据设备的实物ID对需要报废的设备进行识别，同时根据关联废旧物资编码可实现跟踪废物物资处理流程的目的。

3 系统功能模块设计

3.1 动态模块化

平台采用Equinox3.5作为微内核基础，统一在一个标准的web下运行任何Java EE 1.4应用服务器，因此实现了该系统的模块化。同时，为使管控系统内部功能更容易区分，内部将平台的所有业务功能进行拆分并规划在不同的模块中，并在OSGi框架中运行。电力精益化管理系统移动终端在构建时，充分利用了该思想，重点针对三个方面对模块进行划分。首先，在保证模块的逻辑和功能完整同时，增加模块的重用性。其次，为方便各模块之间的信息交互和松散耦合，需要对每个外部接口进行良好的定义。最后，为避免因内部包更新导致外部模块运行延迟，需要将内部包与外部模块进行隔离。

3.2 模型驱动设计

模型驱动的主要设计思想是针对数据的分析和应用的同性，提出一个面对对象的信息系统元模型，并在此的基础上自动构建整个系统。图4为平台的技术分层结构。

由图4可知，平台的模型驱动共包括3个部分，分别是客户端、建模客户端（浏览器）、模型驱动客户端（web容器）。其中，客户端主要由业务系统和其他公共套件服务组成;建模客户端主要是由模型设计器构成;模型驱动服务端主要由建模服务、模型解析、MDA数据访问、扩展逻辑执行引擎等组件构成。

3.3 状态采集设计

通过物联网技术，可以实现实时采集电力精益化管控系统的运行数据。同时应用实物ID可对相关数据进行联动，搭建一个可视化的数据模型。具体的状态采集模型如图5所示。

通过安全接入平台，可以实现监测、巡检、检测数据到电力精益化管控系统的状态展示;设备台账、缺陷数据、试验数据、检修数据也实现了到管控系统的展示。

3.4 预告警处理设计

结合实物ID和采集到的各类数据，可以构建电力精益化管控系统的预警分析模型。图6为电力精益化管控系统移动应用平台结构图。

电力精益化管控系统的移动应用平台可以根据提供的各类数据形成预警分析，并对最终形成的预告警信息进行处理。该移动应用凭条主要包括4个部分，分别是预警分析准备、预警精细化数据关联、预警分析、预告警处理。通过该平台可以解决数据同步和安全控制等问题，有利于安全技术架构的构建。

4 数据接口设计

数据接口设计主要是对对外接口的提供对外接口，建立标准Restful接口，为其他应用提供基于实物ID的数据查询推送接口，保证数据在内网顺利流转。本系统数据接口设计如图7所示。

5 结语

电网资产的统一身份编码，可以实现规范电网资产数据管理，提升电网安全运行，对促进资产全过程精益化管控具有重要的意义。本文基于实物ID对电网资产进行统一身份编码，实现了电网资产的采购、设备的规划设计与运行维护、工程建设，以及更新处置全过程的信息索引。

参考文献

[1]陈佳.电网实物资产统一身份编码自动识别技术分析[J].河北电力技术，2019，38（01）：54-56.

[2]文斌，刘少宇，许鹏，等.电网资产统一身份编码建设与实践[J].华北电业，2019（03）：48-49.

[3]徐松，姚燕妮，刘奕奕，等.湖南电网实物ID建设及应用[J].湖南电力，2019，39（02）：65-68.

[4]李甜，刘春晖，高宝琪，等.资产实物“ ID”结合二维码、RFID技术在电力企业资产全过程管理中的应用与实践[J].居舍，2019（20）：148-149.

[5]姚振，张永梅，郭洋，等.实物ID在电网企业ERP系统的应用分析[J].无线互联科技，2019，16（17）：139-140.

[6]蒋毅，周凯兵，郭晏，等.电网企业项目资产统一身份编码建设[J].项目管理技术，2020，18（02）：109-113.

[7]冯文俊，贲志棠，范进军，等.基于实物ID的智能巡检机器人应用场景研究[J].电力与能源，2019，40（06）：712-714.

[8]徐泉根，郭军辉.基于实物“ ID”技术的电网固定资产管理探讨[J].企业改革与管理，2020（02）：156-157.

[9]赵建利，耿茜，冯海燕，等.电网资产实物ID特高频RFID标签三码一致性验证应用研究[J]. 河北电力技术，2020，39（01）：1-4+49.

[10]石蓉，張磊，李永毅，等.基于实物ID的电网工程设备费智能化统计算法研究[J].电网与清洁能源，2020，36（02）：68-74.