基于高质量电力设备可靠性对策研究

国网浙江省电力有限公司杭州供电公司 钟 剑

目前，多数电力企业已利用信息化技术，建设包含设备信息采集、状态趋势监测和评价、智能维护与检修、设备历史数据共享等功能的数字化技术平台。通过电力设备信息技术平台，可基于设备现场运行状态数据的计算、挖掘及分析，利用设备可靠性评估模型，实现设备可靠状态的监测、评估、警示及运维管理。

提升电力设备可靠性是保障电力系统安全、稳定、经济运行的关键和重要途径，也是我国电力企业快速发展的重要助力。因此，某公司已开展了电力设备可靠性提升方面的多种探索。基于某公司在电力设备可靠性提升工作中的经验和成效，本文详细介绍了实现高质量电力设备可靠性的对策和途径，并对未来的工作方向进行了探讨和思考。

1 电力设备可靠性数据采集与交互手段改进

电力设备可靠性相关数据的采集与交互，是进行可靠性监测与评估的前提。只有获取针对性的关键数据，才能保证电力设备状态、故障或潜在风险评估结果的可信、可用。与此同时，随着电力设备使用周期的延长，整个电力企业中电力设备的故障、失效和维修数据等可靠性数据的累积量将越来越多，数据筛选与治理对于提升工作效率十分必要。

传统的可靠性数据采集，是首先定义各单位、各部门、各设备及部件的数据采集规则，然后按照该规则对不同数据源的设备数据进行整理、登记并组成数据库。在此过程中，对数据采集规则的定义是保证获得高质量数据的前提[1]。具体可以从电力设备边界与分级以及数据种类两个方面进行定义。其中，电力设备边界与分级是为了从设备的角度划分数据，避免不同设备之间采集数据的重叠与误用。例如，某公司根据电力设备的使用位置，按照行业、业务类别、装置、单元、系统对其进行分类，而设备又可以分为单元、子单元、部件/可维修单元，以及配件等级别，如图1所示。同时，在实际工作中，某公司从设备状态的角度出发，针对设备故障与维修的数据，将其分类为故障识别数据、故障特征数据、维修识别数据、维修信息、维修资源、维修时间等，这样做可以避免设备不同可靠性数据间的混淆。

图1 电力设备信息分级体系

随着电力设备智能化程度的不断提高，电力设备本身也可以实现设备的态势感知，设备状态数据采集手段也应随之改进，原本需加装传感与传输装置的采集手段逐渐转变为数据直接传输，因而采用信息互联功能可使智能电力设备作为独立个体与外界进行数据交互，实现设备信息实时的全面采集[2]。

2 电力设备可靠性监测技术提升

电力设备可靠性是设备可用性、稳定性与耐久性等特点的体现，是具有生命周期特征的设备固有属性。尽管在以前的电力设备可靠性相关工作中，会对电力设备进行周期性检测，以及时发现问题，但还是存在问题发现不及、人员工作量大等问题。随着互联网技术的发展及其在电力设备运维工作中的广泛应用，某公司积极探索如何利用“互联网+”提升电力设备可靠性监测技术。

目前，基于互联网+电力设备可靠性监测，主要开展了以下几部分的工作探索。

第一，可靠性数据云存储。利用分布式存储方式及云端分析模式，共享各地电力设备的数据，避免数据库冗余问题，高效调取和分析数据。

第二，全景式实时监测运行状态。利用模块化形式全景展示设备信息，将设备状态和环境参数进行可视化展现。同时可以利用安全分析技术合理判断信息的准确性，并且在数据库中录入校核过的信息，保障电力设备运行的安全性，优化维护管理效果[3]。

第三，交互应用。电力设备信息通常是在设备智能监测平台中进行交互应用，数据交互的方式和种类有多种，并且随着大数据和人工智能等数据分析应用技术的发展而发展，多目标信息融合、大数据挖掘分析，以及数字可视化可以用于电力设备状态监测与展现。

3 电力设备可靠性评估方法优化

在电力设备可靠性工作中，某公司为避免电力设备在运行过程中的安全问题，也初步探索了基于各种模型算法的电力设备可靠性评估途径。

其中模拟法和解析法是较为常用的电力设备可靠性评估方法。前者针对一些复杂的电力设备状态，难以建立数学模型，可通过随机模拟方法估算电力设备的状态指标，并且随着模拟法使用次数的增加，电力设备可靠性评估值会更加精确。后者则是通过建立复杂的数学模型，并依据模型计算确定电力设备可靠性指标，但是解析法模型具有清晰的物理概念，对于较为复杂的设备系统，使用该方法进行解析计算的难度较大。

有研究者提出基于图形化编程语言搭建虚拟设备工程平台，并通过该平台对电力设备可靠性进行评估。该平台利用电力设备的可靠性原理，通过可靠性评价系统的设计结合设备模拟试验等功能，实现电力设备可靠性的高效准确评价。该平台从原理上综合了可靠性评估的模拟法和解析法，属于一种混合方法。

4 电力设备可靠性智能平台建设与优化

上述的电力设备可靠性相关工作，都需要基于一个集信息化、数字化为一体的技术平台，因此，电力设备可靠性信息化平台建设必不可少。基于信息化、互联网与物联网技术，构建一个智能化的电力设备可靠性信息平台，可实现智慧管理平台与电力设备信息化平台间的互联互通，更好地完成电力设备相关信息的融合。要让企业管理更智慧、设备监测更精准，需要找准结合点，这就需要在平台集成度、智能性、便捷性、高效性方面进行研究。随着大数据和人工智能技术的飞速进步，电力系统与设备的智能化、数字化程度也正呈跃迁式发展，某公司也正在探索基于数据治理、高阶智能等数智赋能手段的工作平台，具体工作包括以下几个方面。

一是优化集成平台的数据架构与功能架构。电力设备信息化平台会面临很大的数据流量，包括企业资源数据、设备运行信息数据，以及决策数据等，对应的数据感知层、管理层与访问层都存在差异，需要对平台的数据架构进行重建和优化。且平台集成多部门功能需求，因此还需要对平台的功能架构进行优化。例如，可以通过嵌入设备可靠性相关的监测、决策、执行、反馈等数据，并在相应的管理板块对设备现场工作进行及时督促、提醒与记录。

二是提升电力设备及信息平台的智慧化水平。电力设备的智慧化过程是一个长远且复杂的工程，可根据智能设备技术发展持续提升设备智慧化。通过电力设备智能化，可满足信息平台的就近计算理念，降低平台的集中数据计算量。借助人工智能前沿研究成果，可以持续优化信息平台的智慧化水平，推进决策与执行活动从“辅助治理”到“基层智治”的智慧化跃升，推进电力设备可靠性从“经验判断”向“数据分析”的预测性转变，实现高质量的电力设备可靠性。基于电力设备状态监测、退化模型、可靠性评估与预测等技术，建设智慧专家决策系统，对设备可靠性信息进行深度数据挖掘，并进行智慧决策处理。

三是开发设备管理的移动互联网终端。开发运行流畅、界面友好的电力设备可靠性工作的移动App。第一步要做的是对整个信息化平台的数据与功能进行合理筛选，例如可以捡取设备状态数据与决策数据，设计移动终端的设备监测与预警功能。本单位在移动客户端开发中，将设备信息平台中的可靠性模块，通过手机App 的形式，作为设备现场工作人员的移动办公窗口，实现智慧决策与在线处理的一体化操作。

5 完善电力设备可靠性工作体系

电力设备可靠性工作的开展，必须基于一个科学的可靠性工作体系。本公司借鉴行业内其他企业的成功经验，从以下几方面开展了电力设备可靠性工作体系的完善工作。

一是打通设备可靠性提升链路、优化工作人员组成。针对电力设备可靠性提升工作中存在的沟通不畅、工作跨度大、各单位部门间响应不及时等问题。在整个企业中明确设备可靠性提升目标以及责任主体，进而对电力设备可靠性工作结构做出针对性调整，优化工作人员组成。并且推动实际工作组织有效地嵌入设备相关部门，让先进的技术手段和理念有效、全面地覆盖电力设备可靠性提升的实际工作中，构建科学的电力设备可靠性工作体系并持续优化。

二是提升队伍整体专业素养。加强电力设备可靠性工作人员队伍建设、提升队伍专业水平的根本是优化技术人才的培育、选拔、管理与任用。进行包括设备可靠性理念、设备可靠性工作体系、设备工程师/系统工程师职责、设备可靠性提升工作流程和要求等基础知识的培训，持续提升队伍整体专业素质。选拔思想觉悟高、业务能力强且具有高质量设备可靠性理念的一线员工进入电力设备可靠性提升队伍，并根据其专业背景安排相适应的设备相关工作，以此来不断提升电力设备人才队伍的专业素养。

三是建立整个企业的电力设备可靠性专业委员会及专家队伍。建立以业务为导向，以专业为抓手的设备管理策略，通过建立设备可靠性专业委员会及专项运作机制，加强设备可靠性提升的工作基础。通过专业委员会及专家队伍建设，集中企业优势人力资源，促进设备可靠性管理技术资源的共享，解决设备运行中的可靠性难题，推动重大设备问题和共性技术问题的研究分析。

四是在企业中建设并强化设备可靠性全过程监督链路。在实际的电力设备可靠性监测、维护与管理工作中，应建设并强化全过程监督链路，将电力设备各环节中可靠性特征参数进行关联，加强电力设备各相关专业的协同，打通设备各环节的信息共享渠道，加强工作人员对各环节内设备状态的相关性的重视和敏感度，强化设备关联性缺陷的排查治理。

五是加强电力设备可靠性工作的智慧化与标准化程度。目前，某公司的设备运行与管理越来越智能化，相应的工作体系也应该与传统电力有所不同。因此，借助电力设备可靠性管理智能平台具有设备状态分析与评估功能，某公司在逐渐将传统电力被动的事后处理转变为主动的预防性处理，并对相应的工作流程与制度、人员作业规范进行重新修订，并对工作组织架构不断优化，以适应智慧化发展趋势。同时，某公司依据电力设备可靠性相关的国家及行业技术标准，建立统一的工作流程和技术标准，建立重要电力设备分级管理制度以及各设备的可靠性指标，并全面推广设备可靠性指标的应用，实现设备可靠性提升过程的最优化和标准化。同时，要求各相关部门在实际工作中监督整体设备可靠性状况，并依据实际工作中发现的问题，持续优化设备可靠性的标准化工作。