电力设备的智能化运维平台分析

谢怡琚 李思朴 张 亮 崔 滢

（1.国网宁夏电力有限公司超高压公司，银川 750011；2.宁夏中科恒瑞智能科技有限公司，银川 750011）

社会经济的不断发展，促使电力设备不断向着复杂化、大型化以及连续化改造。如今，各行业的管理模式发生较大变化，由最初的外延粗放式发展变革为内涵精细化管理发展。这就需要打造现代电力设备管理知识体系，分级评价电力设备管理。利用人工智能、云计算、大数据以及物联网等现代化技术，构建电力设备智能运维管理平台，在线实时监测电力设备的运行状态，为电力设备检查与维护工作的开展提供可靠的数据支持。

1 电力设备智能化运维平台建设的方向

1.1 多元融合

打造可用于不同专业环境下的数据共享资源池，依照一致的数据标准与技术规范，着手多专业运维平台的设计与建设工作，达到运维数据资源集成融合的目的。同时，需将不同业务的应用场景结合在一起，实现跨专业之间的联动应用，确保电力设备运维分析工作高效进行，为电力设备良好、连续运作提供保障[1]。

1.2 创新运维

通过分析当前所参照的维护规程的技术支撑性，需适当拓宽在线监测的深度与广度，实现智慧化监测，减少人工作业量。运用智慧化的运维平台，实时、自动评估电力设备的运行状态，以评估数据为依据，制定针对性的检修计划与周期。平台还能够智能评估电力设备的健康状况和运行质量，在此基础上制定动态化的中、大修计划。平台的运行与运维模式的创新可为电力设备工作人员的运维工作提供可靠指导，降低工作强度，大幅提高电力设备运维的精准性和高效性。

1.3 智能联动

打造以电力设备监督、人工确认的双重保障机制闭环体系，实现电力设备监测与实际生产流程的智能化联动。当前，智能技术的发展与应用，促使电力设备运维工作向智能化转型，精准定位电力设备故障，并能分析故障产生的原因，借助人工智能技术、大数据技术全过程监测电力设备维修前、后的运作状态，确保及时发现各类故障隐患。智能决策分析能够第一时间反映电力设备的异常状态，而智能运维平台则主动关联执行生产工单的触发及自动填报，实现电力设备运行状态与生产过程的智能化联动[2]。

1.4 动态管控

打造电力设备检修全程智能化监督与管控体系，防范检查工作不到位引发的运行风险。充分发挥智能运维平台应用优势，精细化管理各项检修任务，实现电力设备检修过程的智能化管控。同时，需借助智能运维移动应用技术输入、确认电力设备检修任务，并将任务项信息实时、完整上传于智能运维平台数据库，根据电力设备实时状态开展在线核检工作。在此期间，若发现电力设备状态变化信息与制定的规范要求有较大差别，则需填写规范性监督日志；若电力设备检修后仍无法达到正常运行状态，需生成任务项管控回执。工作人员接收到智能运维平台发出的反馈信息后，需在第一时间纠正电力设备检修疏漏，以提高检修质量。

2 电力设备的智能化运维平台优化设计路径

2.1 平台架构设计

2.1.1 总体架构

电力设备智能化运维平台的设计与建设需在管理系统的基础上进行，实现电力设备管理系统的多系统融合，打造一套智能化电力设备运行信息交汇与处理的管理系统，自动、智慧分析、处理、判断采集的各类运维信息，采取科学有效的管控措施，分布式监管所有运行的电力设备，确保各系统与电力设备良好、高效且协调一致运作[3]。某配电运维管理平台如图1所示。

图1 某配电运维管理平台

智能运维平台以云计算平台为基础，整合、集成各系统数据，包括结构化数据和非结构化数据，采用开放式结构达到系统彼此间相互联动的效果。平台中的各类系统利用消息推送、数据抽取以及数据总线等方法将运行数据上传于云平台，使得运维人员可使用移动端跟踪管理各项运行数据，实现电力设备的智能化运维。

智能运维平台的创建能够将不同通信协议的智能化电力设备整合在一起，实现各电力设备彼此间的相互连通，增强电力设备运行的协同性，同时共享各类信息。此外，平台可以对内部搭建的所有子系统进行集中统一式监测与管理，统一存储各子系统运行数据，并呈现在智能化集成统一平台上，确保系统运行状态的实时监测。

2.1.2 平台体系架构

电力设备智能运维平台存储各项数据信息，如电力设备运行实时信息、电力设备系统安装信息、电力设备运作人员操作信息以及管理服务信息等，能够优化处理存在较大差异性的数据，包括数据格式、系统结构、访问方式以及系统可用性等。针对电力设备打造生命全周期数据模型，依据相关规范，利用多元化数据采集、分析技术，设计、建设电力设备数据管理平台。平台架构由4层组成，分别为应用层、服务层、数据层和存储层。应用层的主要功能为电力设备状态管理、巡检管理各类工单、人员及资产管理。服务层功能围绕各类数据进行设计，具体表现在数据整理、验证以及分析等方面。数据层依托云计算技术，实现数据分布式云存储，还可调用数据执行分布式计算，同时具备中间翻译、存取行业知识的功能。存储层综合、统筹存储所有结构数据格式，包括状态数据、历史数据以及知识库[4]。平台体系框架如图2所示。

图2 电力设备智能运维平台体系框架

利用大数据技术和信息技术打造电力设备知识库与数据库，再将各项数据上传数据管理平台，以高效访问、共享交换、处理结构化和非结构化数据信息，赋予平台应用层和服务层高性能的分布式数据管理能力。电力设备运维数据优化存储功能如下。

第一，中间件云数据管理。整合所有异构存储模式，包括文件系统、关系数据库等，达到按所需数据特性存储的目的，还可在统一数据总线的帮助下，统一访问跨存储电力设备[5]。

第二，数据存储平台。平台中包含所有节点信息，为海量数据的高效存储提供支持，还可实现各项数据信息的统一管理。以项目为单位，打造各类服务器，包括空间电力设备信息存储服务器、裸金属服务器（Bare Metal Server，BMS）以及区域运行数据服务器等，将各服务器同中央管理专用数据服务器整合在一起协同运行，以存储所有电力设备的运行数据。

第三，分布式计算。利用云计算架构，过滤、筛选、验证采集的巡检数据，再将其上传至主服务器进行汇总与整理，通过计算得到总体结果，确保数据信息全面、完整，真正意义上增强数据管理平台计算能力的易扩展性和计算时效稳定性。

2.2 平台功能设计

利用数据分析技术打造统一业务数据中心，设立数据分析中心模块和数据管理中心模块，为智能运维平台提供分析模型和静态模型支撑。数据分析中心的运行能够为运维平台提供数据实体和数据分析支持。智能运维平台包含的功能模块如下。

2.2.1 平台基本功能

运维期间实现对电力设备各要素的跟踪管理，如工单、人员、巡检、资产、业务以及知识等，还可为各项决策提供支持，基本满足电力设备一般管理业务需求。

2.2.2 平台高级功能

依托各类基本服务，包括功能信息服务、电力设备运行状态服务以及电力设备运维历史服务等，为指定区域和时间下的电力设备历史演化、环境关联以及运行状态的管理提供相应的服务，确保各类运维决策有效、科学制定与执行，以满足电力设备模式需求。它的高级功能服务有3种。

（1）电力设备决策支持服务。根据电力设备当前的实际运行情况，细致、全面分析电力设备历史运行数据，以掌握的信息为依据提供各类服务，包括电力设备运行状态评价服务、电力设备异常状态处理的模拟仿真服务、电力设备运维管理决策评价与支持服务、电力设备运行安全评价服务等。

（2）运行现状评价和预警服务。先确定运维管理的目标电力设备及所在区域，利用先进技术和仪器了解、掌握电力设备运行状态、用户状态以及公共服务状态，同时依托平台建设的数据库，调用、分析各状态历史信息，针对区域电力设备整体运作状态，设计一套可行且科学的分析评价方法，基于安全风险、运作效率以及实用性等多个角度实现系统化评价，同时自动预警可能发生的异常状态[6]。

（3）异常状态处理模拟服务。根据评价结果和平台发出的预警信号，分析有隐藏故障的电力设备的实际运行状态，尽可能找出与之相关的电力设备以及二者在空间上的关联关系，采集、整理关联空间电子设备的状态数据和公平服务状态数据，采取模拟仿真的方式对异常状态未来演化趋势进行计算与展示。

3 结语

智能运维平台的建设与完善可实现对电力设备运行状态的实时监管，为工作人员电子设备运维决策提供参考。为发挥平台应用价值，需了解、明确电力设备运维平台建设需求，做好平台架构体系的设计，打造多元化功能模块，确保电力设备运行数据的智能化采集与自动分析，从而实现对电力设备全生命周期的精益化管理。