水電廠標(biāo)識(shí)系統(tǒng)編碼分析與改進(jìn)

余 斌，丁 旭，陳金鑫，馬騰飛，黃佳璐

（1.五凌電力有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410004；2.北京百分點(diǎn)科技集團(tuán)股份有限公司，北京 100190；3.湖南省水電智慧化工程技術(shù)研究中心，湖南 長(zhǎng)沙 410004）

1 概述

隨著大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)的進(jìn)步，電力行業(yè)不斷出現(xiàn)各種各樣的信息管理系統(tǒng)，使得對(duì)電力行業(yè)數(shù)據(jù)管理和信息共享需求不斷提高。由于不同系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的異構(gòu)性，導(dǎo)致系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)交換出現(xiàn)了嚴(yán)重的問(wèn)題。各個(gè)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)信息交換和數(shù)據(jù)信息融合是建設(shè)數(shù)字化智慧電廠的前提，而數(shù)據(jù)信息交互的前提又是以編碼標(biāo)識(shí)為基礎(chǔ)。我國(guó)發(fā)電企業(yè)的設(shè)備編碼根據(jù)需要引入了國(guó)際上通用的編碼系統(tǒng)，如：小眾化的CCC編碼及EDF編碼僅在華能集團(tuán)及中廣核集團(tuán)的個(gè)別電站應(yīng)用，而國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)電廠使用是德國(guó)技術(shù)委員會(huì)發(fā)布的KKS編碼標(biāo)識(shí)和表征電廠的物理（主要是設(shè)備）對(duì)象。但由于KKS編碼的弱規(guī)則性和使用的隨意性，KKS編碼與國(guó)內(nèi)的發(fā)電行業(yè)智慧化發(fā)展需求已經(jīng)嚴(yán)重不匹配，需在此基礎(chǔ)上結(jié)合我國(guó)電廠編碼標(biāo)識(shí)方面的實(shí)踐，做適度的本地化、具體化的適應(yīng)性改造，從而提高發(fā)電廠信息數(shù)據(jù)的交互的統(tǒng)一性和規(guī)范化。

2 現(xiàn)有電廠標(biāo)識(shí)系統(tǒng)說(shuō)明及存在的問(wèn)題分析

目前國(guó)際上與電廠設(shè)備標(biāo)識(shí)系統(tǒng)有關(guān)的編碼體系主要有CCC公共核心代碼編碼標(biāo)準(zhǔn)，EDF電站編碼體系，PPIS 電廠標(biāo)識(shí)系統(tǒng)（其中PPIS電廠標(biāo)識(shí)體系是國(guó)內(nèi)大渡河公司具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的水電廠設(shè)備標(biāo)識(shí)及編碼標(biāo)準(zhǔn)，水電站個(gè)性較強(qiáng)），KKS電廠標(biāo)識(shí)系統(tǒng)，RDS-PP電廠標(biāo)識(shí)系統(tǒng)。

KKS系統(tǒng)由于其根據(jù)功能、型號(hào)和安裝位置來(lái)明確標(biāo)識(shí)發(fā)電廠中的系統(tǒng)和設(shè)備及其組件，很長(zhǎng)一段內(nèi)KKS工藝碼在國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)院及發(fā)電廠推廣迅速，從而成為目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用最廣泛的標(biāo)識(shí)編碼系統(tǒng)，隨著數(shù)字化智慧電廠概念的提出，對(duì)電廠底層數(shù)據(jù)的質(zhì)量要求越來(lái)越嚴(yán)格，但由于KKS編碼具有弱規(guī)則性和自身的編碼缺陷特性，在數(shù)字化電站的建設(shè)中特別是在電廠源端數(shù)據(jù)治理方面主要存在以下幾個(gè)問(wèn)題：

（1）KKS標(biāo)準(zhǔn)編碼不反映設(shè)備間關(guān)系，不能描述生產(chǎn)過(guò)程，幾乎無(wú)法對(duì)進(jìn)一步管理提升和生產(chǎn)優(yōu)化提供支持；

（2）KKS編碼無(wú)明確設(shè)備分類(lèi)碼，不能通過(guò)統(tǒng)一的層次結(jié)構(gòu)批量生成多個(gè)實(shí)例化的編碼，導(dǎo)致多個(gè)電站的同一設(shè)備出現(xiàn)編碼不一致的情況；

（3）KKS編碼對(duì)設(shè)備命名規(guī)范模糊，導(dǎo)致編制編碼時(shí)出現(xiàn)對(duì)設(shè)備的描述不規(guī)范，導(dǎo)致對(duì)同類(lèi)設(shè)備分析時(shí)，不能準(zhǔn)確定位設(shè)備；

（4）KKS編碼是按“系統(tǒng)-設(shè)備-部件”三個(gè)層次描述設(shè)備，但電廠實(shí)際情況需要有大量超過(guò)三層次的設(shè)備和部件，強(qiáng)制壓縮成三層后，設(shè)備間關(guān)系更加模糊，不利于智能運(yùn)維分析應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)；

（5）KKS編碼不能體現(xiàn)設(shè)備的全生命周期，即無(wú)設(shè)備檢修和更換信息，不能跟蹤設(shè)備當(dāng)前的狀態(tài)；

（6）KKS編碼無(wú)信號(hào)標(biāo)識(shí)碼，不能標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備的量測(cè)信息，不能對(duì)設(shè)備進(jìn)行進(jìn)一步分析；

（7）KKS編碼屬于由德國(guó)技術(shù)委員會(huì)發(fā)表，未考慮國(guó)際通用情況，導(dǎo)致在國(guó)內(nèi)應(yīng)用效果較差。

3 電廠標(biāo)識(shí)系統(tǒng)選型分析與改進(jìn)建議

3.1 電廠標(biāo)識(shí)系統(tǒng)選擇原則

我國(guó)電廠標(biāo)識(shí)系統(tǒng)的選定原則主要從以下幾個(gè)方面考慮：

（1）規(guī)則性方面：標(biāo)識(shí)系統(tǒng)有嚴(yán)格的程序規(guī)則，有多年使用的歷史。

（2）知名度方面：國(guó)際上知名度高，易于對(duì)外接軌，并且有專(zhuān)門(mén)技術(shù)管理機(jī)構(gòu)。

（3）可讀性方面：編碼有含義且方便計(jì)算機(jī)的輸入和檢索等。

（4）擴(kuò)張性方面：具有較好的可擴(kuò)展性和包容性。

（5）國(guó)內(nèi)經(jīng)驗(yàn)方面：在國(guó)內(nèi)外有一定的使用基礎(chǔ)，能夠被大多數(shù)業(yè)主所接受。

（6）應(yīng)用效果方面：在國(guó)內(nèi)有較好的應(yīng)用效果。

3.2 電廠標(biāo)識(shí)系統(tǒng)比較

根據(jù)電廠標(biāo)識(shí)系統(tǒng)的選擇原則，對(duì)不同的電廠標(biāo)識(shí)系統(tǒng)進(jìn)行比較，如表1所示。

表1 電廠標(biāo)識(shí)系統(tǒng)比較

CCC公共核心代碼、EDF電站編碼及PPIS電廠標(biāo)識(shí)系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)應(yīng)用較少且在國(guó)際上知名度較差，故在此不做詳細(xì)分析。在國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)電廠使用了德國(guó)技術(shù)委員會(huì)制定的KKS編碼對(duì)電廠的物理（主要是設(shè)備）對(duì)象進(jìn)行標(biāo)識(shí)，而RDS-PP是對(duì)KKS進(jìn)行擴(kuò)充,與KKS相比,RDS-PP的特點(diǎn)表現(xiàn)在：

（1）RDS-PP是對(duì)KKS的現(xiàn)代化改進(jìn)。RDS-PP的基本結(jié)構(gòu)源于KKS,它直接采用了KKS的基本功能碼;解決了KKS應(yīng)用中存在的一些問(wèn)題;對(duì)于功能碼的標(biāo)準(zhǔn)化、術(shù)語(yǔ)及結(jié)構(gòu)都參照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了統(tǒng)一；具有根據(jù)面向?qū)ο蠛?或)任務(wù)進(jìn)行分類(lèi)的特點(diǎn)，因此具有按照功能及功能單元進(jìn)行構(gòu)造的能力。

（2）RDS-PP范圍比KKS廣。RDS-PP支持信號(hào)、連接及文檔的統(tǒng)一及標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)識(shí)。

（3）RDS-PP比KKS更國(guó)際化。KKS是以德國(guó)為主編制的,而RDS-PP最大程度地采用相關(guān)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),易在世界范圍內(nèi)應(yīng)用。

（4）RDS-PP是電廠的新型標(biāo)識(shí)系統(tǒng),其基礎(chǔ)及結(jié)構(gòu)均基于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),是對(duì)KKS的替代、升級(jí)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化改造,以適應(yīng)現(xiàn)代電廠標(biāo)識(shí)的新的需求。

3.3 電廠標(biāo)識(shí)系統(tǒng)改進(jìn)

通過(guò)對(duì)比分析RDS-PP電廠標(biāo)識(shí)系統(tǒng)和KKS標(biāo)識(shí)系統(tǒng)，建議在KKS電廠標(biāo)識(shí)系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)合國(guó)內(nèi)編碼經(jīng)驗(yàn)及RDS-PP的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行改造，改造后的編碼結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 改進(jìn)后的KKS編碼結(jié)構(gòu)

改進(jìn)后的KKS編碼結(jié)構(gòu)說(shuō)明解釋?zhuān)?/p>

（1）KKS編碼由七段碼組成；

（2）Z1Z2Z3ZN、B1B2BNB3是非必選碼段，可根據(jù)電站實(shí)際情況選擇是否需要；

（3）0級(jí)碼是對(duì)電廠及所轄電站的標(biāo)識(shí)，此段碼為非必選碼；

（4）1-4級(jí)與原KKS編碼格式的基礎(chǔ)上，需對(duì)分類(lèi)碼及分類(lèi)編號(hào)進(jìn)行細(xì)化，增加了數(shù)量標(biāo)識(shí)碼，從而達(dá)到每個(gè)邏輯設(shè)備對(duì)應(yīng)唯一編碼的目標(biāo)；

（5）5級(jí)標(biāo)識(shí)在該位置更換了幾次的設(shè)備，達(dá)到根據(jù)KKS編碼可跟蹤實(shí)物設(shè)備的目標(biāo)；

（6）6級(jí)用于標(biāo)識(shí)信息編碼，標(biāo)識(shí)每個(gè)設(shè)備上對(duì)應(yīng)的測(cè)點(diǎn)信息；

（7）D1用于標(biāo)識(shí)測(cè)點(diǎn)類(lèi)型，對(duì)應(yīng)取值字典如表2所示；

表2 測(cè)點(diǎn)類(lèi)型字典標(biāo)識(shí)

（8）D2標(biāo)識(shí)該測(cè)點(diǎn)是否有中轉(zhuǎn)地，T標(biāo)識(shí)有中轉(zhuǎn)地，F(xiàn)標(biāo)識(shí)無(wú)中轉(zhuǎn)地；

（9）D3D4D5是測(cè)點(diǎn)目的地標(biāo)識(shí)系統(tǒng)，可取自原KKS編碼的系統(tǒng)分類(lèi)碼；

（10）D6D7D8D9是對(duì)測(cè)點(diǎn)屬性的標(biāo)準(zhǔn)化，是對(duì)信號(hào)中文名的英文縮寫(xiě)；

（11）D10是標(biāo)識(shí)同一設(shè)備下相同測(cè)點(diǎn)測(cè)點(diǎn)屬性的測(cè)點(diǎn)數(shù)量；

（12）N代表數(shù)字，A代表字母（I、O禁用）。

3.4 電廠標(biāo)識(shí)系統(tǒng)改進(jìn)原因分析及效果

本文提出的在KKS電廠標(biāo)識(shí)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上結(jié)合國(guó)內(nèi)編碼經(jīng)驗(yàn)及RDS-PP編碼優(yōu)勢(shì)改造的電廠標(biāo)識(shí)編碼系統(tǒng)具備較好的適應(yīng)性，可以從源頭對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，為智慧電廠的建設(shè)打好數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。編碼系統(tǒng)的改進(jìn)點(diǎn)及效果分析，詳見(jiàn)表3。

表3 編碼改進(jìn)原因分析及效果

3.5 電廠標(biāo)識(shí)系統(tǒng)實(shí)施建議

根據(jù)國(guó)內(nèi)主要發(fā)電集團(tuán)在數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化方面的編碼經(jīng)驗(yàn)，列出幾項(xiàng)編碼前置考慮事項(xiàng)：

（1）統(tǒng)一設(shè)備層次。編碼前需考慮所有電站的情況，并對(duì)設(shè)備進(jìn)行層級(jí)劃分。

（2）全面考慮情況。編碼前需考慮所有電站的機(jī)組、設(shè)備等情況，如最多有多少機(jī)組，會(huì)出現(xiàn)多少種機(jī)組共用的情況。

（3）統(tǒng)一設(shè)備命名規(guī)范。引用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)需注意各電站實(shí)際的命名情況，各單位內(nèi)部專(zhuān)業(yè)或部門(mén)間就同一設(shè)備的命名存在不一致，在KKS項(xiàng)目實(shí)施之前，各單位應(yīng)由設(shè)備主管部門(mén)或相關(guān)部門(mén)牽頭編制廠內(nèi)設(shè)備中文命名規(guī)范，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)、各種工作票、操作票等不一致處統(tǒng)計(jì)并更改。

（4）統(tǒng)一設(shè)備編碼。為保證編碼的一致性，在引用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)需對(duì)編碼的唯一性進(jìn)行約束。

（5）圈定編碼范圍。在編碼前需跟各單位劃定編碼范圍，便于后續(xù)工作的開(kāi)展。

（6）適當(dāng)對(duì)信號(hào)進(jìn)行編碼。在編碼初期，建議不要對(duì)信號(hào)碼進(jìn)行大而全的編碼，可對(duì)重要且易發(fā)生故障的信號(hào)碼及對(duì)發(fā)電有重要影響的信號(hào)進(jìn)行編碼。

4 結(jié)語(yǔ)

電廠標(biāo)識(shí)系統(tǒng)的推廣應(yīng)用有望從根本上解決電力行業(yè)長(zhǎng)期以來(lái)設(shè)備編碼不統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)性差等問(wèn)題，提高電站設(shè)備資產(chǎn)管理水平，為早日實(shí)現(xiàn)數(shù)字化電站提供必要條件。本文主要結(jié)合KKS編碼規(guī)則、RDS-PP標(biāo)識(shí)系統(tǒng)特點(diǎn)及國(guó)內(nèi)編碼經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了改造，不同的電廠可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行編碼的治理。