淺議智能電網(wǎng)中電力設(shè)備資產(chǎn)管理及其技術(shù)

國(guó)網(wǎng)天津營(yíng)銷服務(wù)中心（計(jì)量中心） 劉 凱 張兆杰 劉 雪 陳 鑫

在“十二五”期間我國(guó)投入5000億元資金，構(gòu)建“三橫三縱”特高壓骨干網(wǎng)架和13回長(zhǎng)距離直流輸電工程，從而使智能電網(wǎng)更加完善。根據(jù)《堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系規(guī)劃》的要求制定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)路線圖，明確智能電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建具有信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化特點(diǎn)的電網(wǎng)，全面提升電網(wǎng)的安全水平、運(yùn)行效率、配置能力等。在智能電網(wǎng)發(fā)展的過程中，電力設(shè)備及其技術(shù)發(fā)展是必然趨勢(shì)，在通訊、自動(dòng)化等技術(shù)的廣泛應(yīng)用下，同時(shí)結(jié)合傳統(tǒng)電力技術(shù)，全面提升電網(wǎng)智能化水平。

1 智能電網(wǎng)中電力設(shè)備發(fā)展分析

通過智能化電網(wǎng)的建設(shè)及技術(shù)的完善和發(fā)展，可提升電網(wǎng)的兼容性，使電網(wǎng)更好抵御外界干擾和自然災(zāi)害，進(jìn)而更加深入的開發(fā)、輸送與消納清潔能源，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。其中，電力設(shè)備發(fā)揮十分重要的作用，實(shí)際應(yīng)用中要從多個(gè)環(huán)節(jié)入手，確保各個(gè)環(huán)節(jié)都有電力設(shè)備的支持與配合，通過各個(gè)環(huán)節(jié)的優(yōu)化和模塊化的管理，全面提升智能電網(wǎng)的運(yùn)行效率。在電力設(shè)備的應(yīng)用與發(fā)展方面可從以下環(huán)節(jié)分析。

發(fā)電環(huán)節(jié)。此環(huán)節(jié)中智能電網(wǎng)主要使用可再生能源為基礎(chǔ)的能源轉(zhuǎn)換設(shè)備，具體包括太陽(yáng)能、海洋能、生物質(zhì)能等清潔可再生能源的應(yīng)用。太陽(yáng)能為基礎(chǔ)的電力設(shè)備主要為太陽(yáng)板，風(fēng)能為基礎(chǔ)的電力設(shè)備則以風(fēng)機(jī)為主[1]。智能電網(wǎng)中的電力設(shè)備可實(shí)現(xiàn)智能保護(hù)和控制，主要包括數(shù)字保護(hù)繼電器、接頭變換器等設(shè)備。還包括容量較大的轉(zhuǎn)換設(shè)備，具體有超級(jí)電容設(shè)備、飛輪儲(chǔ)能裝置等。

輸電環(huán)節(jié)。在構(gòu)建智能電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的過程中，不僅要分析新能源接入的方式，還要分析能源接入后帶來(lái)的影響，確保輸電技術(shù)可滿足遠(yuǎn)距離、低損耗、大容量的要求。智能電網(wǎng)采用FACTS 柔性交流輸電系統(tǒng)設(shè)備，將電力電子裝置作為系統(tǒng)構(gòu)成的基礎(chǔ)設(shè)備，合理控制電壓、相位等一類輸電系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，以此確保輸送功率分配的合理性，同時(shí)控制發(fā)電成本。目前，靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置、串聯(lián)補(bǔ)償裝置等設(shè)備的應(yīng)用較廣泛。在智能電網(wǎng)建設(shè)的過程中核心目標(biāo)是降低網(wǎng)損。所以，采用超導(dǎo)技術(shù)和相關(guān)設(shè)備既不會(huì)影響電能傳輸，也可滿足裝置小型化的要求。目前已實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)變壓器設(shè)備、限流器設(shè)備等電力設(shè)備的應(yīng)用推廣，具有良好的應(yīng)用效果。

變電環(huán)節(jié)。在智能電網(wǎng)運(yùn)行過程中智能化變電站的應(yīng)用愈加廣泛，隨之開始采用電子式互感器、合并單元等設(shè)備高效地采集效的采集和整理變電站信有效地協(xié)同效的協(xié)同互動(dòng)。在電力設(shè)備和先進(jìn)技術(shù)的支持下，智能電網(wǎng)變電站不僅可采集和整理數(shù)據(jù)，也能進(jìn)行智能化分析，實(shí)現(xiàn)測(cè)量控制、繼電保護(hù)、無(wú)功控制等建設(shè)目標(biāo)，使智能化、模塊化的水平進(jìn)一步提升。

配電環(huán)節(jié)。此環(huán)節(jié)主要對(duì)固態(tài)斷路器設(shè)備（SSCB）和固態(tài)轉(zhuǎn)化開關(guān)設(shè)備（SSTS）進(jìn)行研究和分析。前者具備快速通斷的特點(diǎn)，可進(jìn)行重復(fù)性炒作，也可與其他潮流控制裝置聯(lián)合，可使配電網(wǎng)系統(tǒng)更加高效地運(yùn)行；后者具有瞬時(shí)、低損耗、安全的特點(diǎn)，可確保限制合閘電流操作、快速投切操作能夠順利實(shí)現(xiàn)。

用電環(huán)節(jié)。此環(huán)節(jié)主要采用智能電表和智能通信設(shè)備兩類電力設(shè)備。智能電表可劃分?jǐn)?shù)據(jù)時(shí)段，不僅可采集用戶用電數(shù)據(jù)，還可測(cè)量和顯示用戶用電的過程、功率信息、電壓信息等內(nèi)容，為用電管理提供更多依據(jù)；通信設(shè)備采用互聯(lián)網(wǎng)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，目前已從早期的3G 網(wǎng)絡(luò)逐漸發(fā)展到5G 網(wǎng)絡(luò)，通信傳輸?shù)男拭黠@提升，同時(shí)具有更強(qiáng)的抗干擾能力，可使用電環(huán)節(jié)更加安全和穩(wěn)定。

2 智能電網(wǎng)中電力設(shè)備技術(shù)開發(fā)

本文主要對(duì)智能電網(wǎng)電力設(shè)備資產(chǎn)管理和配送進(jìn)行分析，從前文可看出，電力設(shè)備發(fā)揮著十分重要的作用且具有明顯的技術(shù)性特征，對(duì)管理與配送有較高的要求。所以，要根據(jù)電力設(shè)備技術(shù)特點(diǎn)，結(jié)合當(dāng)前電力設(shè)備物資管理平臺(tái)系統(tǒng)使用現(xiàn)狀進(jìn)行分析，提出了電力設(shè)備及其技術(shù)發(fā)展中存在的問題，制定了相應(yīng)的解決方案。

2.1 智能電網(wǎng)電力設(shè)備技術(shù)現(xiàn)狀

中心物資管理平臺(tái)系統(tǒng)幾年前已投入使用，極大地提升了庫(kù)區(qū)出入庫(kù)作業(yè)效率，有明顯的應(yīng)用作用。但隨著電力設(shè)備技術(shù)水平的提升以及智能電網(wǎng)的發(fā)展，計(jì)量業(yè)務(wù)量明顯增加，互感器先進(jìn)先出原則功能性不足，出現(xiàn)平庫(kù)區(qū)出庫(kù)物資查找與治理不規(guī)范的問題，會(huì)導(dǎo)致互感器超期出庫(kù)，帶來(lái)二次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)缺失等風(fēng)險(xiǎn)。為了更好地管理電力設(shè)備資產(chǎn)，需要構(gòu)建更加完善的管理系統(tǒng)，確保大屯儲(chǔ)量的日常業(yè)務(wù)需求得到滿足，提升運(yùn)行穩(wěn)定性。

目前來(lái)看，平庫(kù)區(qū)需要制定先進(jìn)先出系統(tǒng)作為支撐，解決互感器出庫(kù)順序混亂的問題，需要進(jìn)行二次試驗(yàn)。平庫(kù)區(qū)缺少物資出庫(kù)位置查詢指引，單純依靠?jī)?chǔ)位號(hào)和人員記憶很難保障準(zhǔn)確性。倉(cāng)儲(chǔ)數(shù)據(jù)無(wú)法與互感器、托盤、儲(chǔ)位綁定，所以定位精準(zhǔn)性不足，操作規(guī)范性也有待提升。倉(cāng)儲(chǔ)數(shù)據(jù)管理也不夠充分，物資進(jìn)銷存日期、操作人員、對(duì)應(yīng)關(guān)系并不夠明確，無(wú)法有效發(fā)揮數(shù)據(jù)治理、決策輔助的作用，缺少數(shù)據(jù)風(fēng)險(xiǎn)控制能力。

針對(duì)這些問題，必須要對(duì)平庫(kù)區(qū)物資管理系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，解決當(dāng)前電力設(shè)備物資管理存在的問題，全面提升系統(tǒng)性能，確保物資管理可更加安全穩(wěn)定，同時(shí)提升計(jì)量資產(chǎn)管理工作水平，降低人力和物力成本的投入，實(shí)現(xiàn)集約化、標(biāo)準(zhǔn)化、智能化的管理，逐步向資產(chǎn)精益化的方向發(fā)展，貼合國(guó)家戰(zhàn)略部署思路。

2.2 技術(shù)開發(fā)的依據(jù)和原則

在智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)項(xiàng)目開發(fā)的過程中，主要依據(jù)《中華人民共和國(guó)計(jì)量法》、《軟件市場(chǎng)分析研究報(bào)告》、《計(jì)算機(jī)軟件文檔編制規(guī)范》、《國(guó)家電網(wǎng)公司電能計(jì)量中心建設(shè)與管理規(guī)范》等規(guī)范要求。在實(shí)際開發(fā)時(shí)，應(yīng)堅(jiān)持標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化原則：開發(fā)方案應(yīng)該符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和公司標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)國(guó)網(wǎng)公司統(tǒng)一制定的技術(shù)規(guī)范落實(shí)方案設(shè)計(jì)和制定工作，保障設(shè)計(jì)、開發(fā)與應(yīng)用的統(tǒng)一性。國(guó)網(wǎng)公司提出了集團(tuán)化運(yùn)作、集約化發(fā)展、精益化管理等建設(shè)要求，在系統(tǒng)開發(fā)和設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)該切實(shí)遵守這些標(biāo)準(zhǔn)和要求。

2.3 實(shí)用性與前瞻性

設(shè)計(jì)方案不僅要與當(dāng)前需求相符，還應(yīng)對(duì)未來(lái)發(fā)展目標(biāo)結(jié)合，充分體現(xiàn)項(xiàng)目的前瞻性，同時(shí)彰顯指導(dǎo)性原則。智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)該符合各項(xiàng)業(yè)務(wù)需求，確保資產(chǎn)管理工作可向標(biāo)準(zhǔn)化、現(xiàn)代化、規(guī)范化的方向發(fā)展，結(jié)合加強(qiáng)智能電網(wǎng)發(fā)展建設(shè)的要求，采用更加先進(jìn)的設(shè)備和技術(shù)，為電力技術(shù)的發(fā)展提供更多科研力量。

2.4 先進(jìn)性與可靠性

要強(qiáng)化技術(shù)研發(fā)，選擇更加先進(jìn)、更加成熟的技術(shù)和設(shè)備，對(duì)安全性、可靠性等要素進(jìn)行綜合分析，堅(jiān)持因地制宜、統(tǒng)籌兼顧的設(shè)計(jì)理念，結(jié)合當(dāng)前發(fā)展趨勢(shì)運(yùn)用高新技術(shù)，使技術(shù)持續(xù)處于領(lǐng)先地位，在確保計(jì)量資產(chǎn)管理先進(jìn)性的同時(shí)，也要使管理更加可靠。

2.5 項(xiàng)目規(guī)模及建設(shè)方案

本項(xiàng)目主要對(duì)中心平庫(kù)區(qū)物資出入庫(kù)管理進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要包括互感器先進(jìn)先出規(guī)則為基礎(chǔ)的出庫(kù)順序設(shè)計(jì)、平庫(kù)區(qū)儲(chǔ)位分布圖建模、倉(cāng)儲(chǔ)物資數(shù)據(jù)治理、業(yè)務(wù)流程優(yōu)化等內(nèi)容。在項(xiàng)目設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)該明確具體的項(xiàng)目目標(biāo)，包括：平庫(kù)區(qū)數(shù)據(jù)接入和儲(chǔ)位監(jiān)控管理；物資先進(jìn)先出規(guī)則系統(tǒng)支撐；平庫(kù)區(qū)物資規(guī)范化管理；互感器和其他物資同源區(qū)分管理。在項(xiàng)目建設(shè)中，具體包括以下內(nèi)容。

平庫(kù)區(qū)出入庫(kù)綁定。應(yīng)該升級(jí)和改造平庫(kù)區(qū)物資管理系統(tǒng)，采用出入庫(kù)掃碼綁定等技術(shù)方法，實(shí)現(xiàn)快速定位、查詢與盤點(diǎn)的管理目標(biāo)。要設(shè)置工單生成打印功能，要確保打印內(nèi)容全面、詳細(xì)，包括時(shí)間、單號(hào)、任務(wù)明細(xì)等；先進(jìn)先出原則基礎(chǔ)上的出庫(kù)設(shè)計(jì)。采用先進(jìn)的信息化技術(shù)，對(duì)平庫(kù)區(qū)進(jìn)行數(shù)字化的升級(jí)與改造，使平庫(kù)區(qū)可順利實(shí)現(xiàn)先進(jìn)先出管理功能，滿足電子儲(chǔ)位管理的要求，在物資出庫(kù)方面可堅(jiān)持先進(jìn)先出原則，也可對(duì)規(guī)則進(jìn)行自定義等。

位置指引圖建模。將平庫(kù)區(qū)儲(chǔ)位分布圖作為基礎(chǔ)，建立物資儲(chǔ)位平面圖模型，指引物資的具體位置，使出入庫(kù)效率提升，同時(shí)滿足精準(zhǔn)查詢、實(shí)時(shí)存儲(chǔ)的要求；倉(cāng)儲(chǔ)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析管理。根據(jù)庫(kù)房、物資類別、單號(hào)等信息對(duì)計(jì)量資產(chǎn)實(shí)施庫(kù)存數(shù)據(jù)、操作記錄等進(jìn)行查詢和管理，為工作人員決策提供輔助信息，并根據(jù)使用需求生成報(bào)表，按照盤點(diǎn)模式、頻率對(duì)計(jì)量倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行盤點(diǎn)，制定詳細(xì)的盤點(diǎn)任務(wù)，并自動(dòng)執(zhí)行歸檔等。支持不同庫(kù)房采用不同的盤點(diǎn)方式，實(shí)現(xiàn)定制化服務(wù)，包括指定設(shè)備類型、指定儲(chǔ)位等。

3 智能電網(wǎng)中電力設(shè)備技術(shù)發(fā)展

3.1 系統(tǒng)開發(fā)

在系統(tǒng)開發(fā)的過程中要做好開發(fā)前的準(zhǔn)備工作。首先，建立項(xiàng)目組織機(jī)構(gòu)。為了使項(xiàng)目工作惡意順利開展，項(xiàng)目組織應(yīng)該根據(jù)施工職責(zé)要求建立領(lǐng)導(dǎo)組和項(xiàng)目工作組。領(lǐng)導(dǎo)組負(fù)責(zé)審批、計(jì)劃和決策等工作，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行整體驗(yàn)收。工作組則負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)、操作培訓(xùn)等工作，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)展提出要求[2]；其次，應(yīng)該制定開發(fā)計(jì)劃，負(fù)責(zé)人應(yīng)該與研發(fā)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行有效的溝通，制定詳細(xì)的改造計(jì)劃，并且做好確認(rèn)工作；最后，制定詳細(xì)的管理規(guī)范，明確項(xiàng)目要求和制度，確保技術(shù)應(yīng)用的合理性。

應(yīng)該明確組織機(jī)構(gòu)職責(zé)，做好技術(shù)專家的組織工作，保障設(shè)計(jì)結(jié)果的完善性，為后續(xù)研發(fā)與落實(shí)環(huán)節(jié)提供指導(dǎo)依據(jù)。具體的組織結(jié)構(gòu)如下：領(lǐng)導(dǎo)組-項(xiàng)目組（技術(shù)調(diào)研組、軟件開發(fā)組、軟硬件測(cè)試組、部署實(shí)施組、培訓(xùn)組）。

3.2 架構(gòu)設(shè)計(jì)

本文所述系統(tǒng)整體架構(gòu)如圖1。

圖1 項(xiàng)目系統(tǒng)整體架構(gòu)

在功能模塊方面，操作員端包括工作臺(tái)、工單操作、入庫(kù)、盤活及出庫(kù)等模塊，通過模塊化的設(shè)計(jì)使操作更加便捷；管理員端包括用戶管理、系統(tǒng)管理-日志查詢和系統(tǒng)管理-備份管理幾個(gè)模塊。不同的模塊具有不同的使用功能，以操作員段的工單操作模塊來(lái)說(shuō)，可用于工單的創(chuàng)建、查詢、編輯和刪除，支持創(chuàng)建四種類型工單，包括入庫(kù)、出庫(kù)-先入先出、出庫(kù)-預(yù)選出庫(kù)、出庫(kù)-自由出庫(kù)。在相同時(shí)間內(nèi)，只能有一個(gè)入庫(kù)/出庫(kù)工單處于未結(jié)束狀態(tài)。在入庫(kù)方面，根據(jù)順序?qū)?chǔ)位、貨品條碼錄入即可完成入庫(kù)，可同時(shí)將多個(gè)儲(chǔ)位貨品入庫(kù)。在入庫(kù)的過程中，首先創(chuàng)建入庫(kù)工單，然后物品綁定儲(chǔ)位，最后完成入庫(kù)[3]。使用盤貨機(jī)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程掃描，使掃描條碼的步驟更加簡(jiǎn)單。

3.3 使用說(shuō)明

在使用方面，明確工作臺(tái)的組成部分及具體功能。第一部分可查看當(dāng)前進(jìn)行工單數(shù)量和在庫(kù)貨品數(shù)量；第二部分可對(duì)本周、本月、本年度貨品出入庫(kù)統(tǒng)計(jì)圖進(jìn)行查看，支持設(shè)置自定義時(shí)間端查詢；第三部分可對(duì)工單類型、已啟動(dòng)時(shí)間等信息進(jìn)行查詢，點(diǎn)擊即可進(jìn)入詳情頁(yè)；第四部分可展示在庫(kù)貨品分類數(shù)量統(tǒng)計(jì)圖。

在工單操作方面，將創(chuàng)建、查詢、編輯等功能作為基礎(chǔ)，在新建出庫(kù)-先入先出類型工單時(shí)，要對(duì)出庫(kù)貨品數(shù)量、類型、屬性進(jìn)行指定，也可直接根據(jù)常用規(guī)格對(duì)貨品屬性進(jìn)行指定；在入庫(kù)方面，首先開啟工單，然后上架貨品，具體包括輸入儲(chǔ)位條碼和貨品條碼，完成綁定后即可在詳情頁(yè)中查看詳細(xì)信息?？衫帽P貨機(jī)進(jìn)行批量綁定。結(jié)束工單時(shí)，應(yīng)該將貨品統(tǒng)一入庫(kù)時(shí)間填寫清楚，結(jié)束后不再支持入庫(kù)操作，但可查詢?cè)斍楹痛蛴」巍?/p>