電力試驗數字化管理的研究與實現

陳川剛 王漢高 王海玲

：電力試驗可預防電氣設備在運行時或運行中發生事故，是保證電力系統安全穩定運行的重要措施。本文遵循南方電網公司數字化發展戰略的理念，對電力試驗的數字化管理進行研究，提出了基于移動應用試驗數據數字化采集和基于數據標簽試驗報告管理，為電力試驗數據數字化管理提供了有力保障。

：電力試驗，數字化，數據標簽，報告生成

當前，以數字技術為代表的第四次工業革命正在加速改變世界，引領生產模式和組織方式的變革，對電網作業模式、企業管理流程再造、企業組織結構變革等方面產生深遠影響。南方電網公司明確提出“數字南網”建設要求，將數字化作為公司發展戰略路徑之一。電力試驗是確保電力系統穩定運行的一種有效手段，保證電網的穩定運行，電力試驗不可或缺，目前各試驗儀器及平臺相互獨立，數據不能互通共享，且還沿用傳統的紙質報告形式，缺少對試驗數據的數字化管理。本文以電力數據數字化為目的，建立了一套電科院電力試驗數字化管理系統，實現了電力試驗數據的數字化采集和試驗報告審批的信息化，為電網電力設備狀態分析提供了堅實的數據基礎，有效的服務于企業的管理和決策，促進企業資源的優化配置。

1 ?

本文對電力試驗數字化管理系統的信息流、工作流進行統一規劃，做到試驗過程數據的數字化和試驗過程管理的信息化，在系統架構的設計上遵循了規范性、可擴展性、開放性、安全性和易維護性的原則，系統基于分層架構的理念，以MySQL數據庫為依托，采用J2EE體系架構進行開發。

整個系統的軟件架構分為三個層次，表現層、業務邏輯層和數據訪問層，系統軟件架構圖如圖1所示。

表現層包括用戶界面和表現邏輯，實現用戶與系統的交互。本平臺用戶界面功能主要包括試驗數據記錄、試驗報告錄入、試驗報告審批流程、試驗數據統計查詢等界面。本系統為了滿足試驗場景的個性化需求，除了提供基于web訪問的用戶界面，還基于移動終端實現了試驗數據記錄及采集功能。

業務邏輯層處于表示層和數據訪問層中間，主要負責業務流程的邏輯實現，接收表示層的數據請求，根據業務邏輯調用相應的數據訪問層數據，將業務處理結果返回給表示層。業務邏輯層主要負責試驗過程結果計算和判斷、試驗報告文檔生成、試驗報告電子簽名、試驗報告流程審批等邏輯處理。

數據訪問層是處于業務邏輯層和數據庫之間，用于數據庫訪問，封裝各種數據操作，主要實現了試驗數據增刪改、試驗報告保存、試驗數據的查詢等功能。

2 ?

本電力試驗數字化管理系統覆蓋的試驗包括瓦斯繼電器檢驗與整定試驗、壓力釋放閥檢驗、油面溫控器檢驗與整定、繞組溫控器檢驗與整定、速動油壓繼電器檢驗、兆歐表檢定、變壓器油檢測、六氟化硫氣體密度測量裝置校驗、六氟化硫新氣微量水分和純度檢測等電力試驗，主要實現了電力試驗數據的數字化采集、試驗報告模板的管理、試驗報告的自動生成、試驗報告的流程審批、試驗報告電子簽名、試驗數據的統計查詢等功能，系統功能模塊設計如圖2所示。

為了適應原有電力試驗的試驗場景的個性化需求、試驗平臺及儀器的多樣化及相互獨立性，本系統實現了試驗數據記錄APP，提供試驗數據記錄、試驗過程自動化計算以及試驗結論自動判斷的功能。通過試驗數據記錄APP將試驗過程記錄的數據存儲在數據庫中，實現了試驗數據數字化采集。此種數據采集方法具有通用性，可實現多樣化試驗平臺及儀器試驗數據的數字化采集。

2.2.1 ?基于數據標簽的試驗報告模板

電力試驗均有固化的試驗報告模板，為了滿足試驗報告內容自動生成的需求，本系統提出了基于數據標簽的試驗報告模板。基于原有的試驗固化word文檔模板將試驗模板中需要系統自動填入的試驗數據和試驗結論等內容替換為相對應的數據標簽，每個數據對應一個唯一的數據標簽，將試驗模板與數據庫數據形成一一對應的關系，可實現數據的自動插入和可靈活排版。

2.2..2 ?試驗報告數據修改

試驗報告模板相對固定，但為了滿足試驗報告固定內容的修改需求，此功能模塊主要實現了試驗報告模板替換和基于數據標簽的基礎數據修改兩種報告模板修改方式。

此模塊提供整個試驗報告模板替換功能，可通過模板替換修改試驗報告已固化的內容，但替換的試驗報告模板的數據標簽必須保持不變。

（2）基于數據標簽的基礎數據修改

本系統提煉出試驗報告修改頻率較低的內容，例如試驗標注、報告通信地址等內容，在初始化時對此部分數據進行固化，本模塊功能對此部分數據進行了獨立的維護，支持在線單獨修改，對修改頻率低的數據進行單獨管理，實現了試驗報告的可維護性。

本系統基于2.2節編制的試驗報告模板，根據試驗報告數據標簽將2.1節采集的試驗過程數據和試驗結論一一對應填入試驗報告模板，自動化生成完整的word文檔格式的試驗報告，同時可下載修改。

數據標簽是為了存儲方便，在業務表述和數據庫之間進行的語言溝通，將原始試驗數據和數據標簽進行了對應，構建了本系統的試驗數據標簽管理。

數據標簽與指定試驗數據字段相對應，例如系統中將“報告編號”這一字段與@{s8}相映射，系統將數據庫中讀取報告編號并替換@{s8}數據標簽，數據標簽示例如圖3所示。

此模塊實現試驗報告流程的在線審批功能。根據預設的報告審批流程，系統生成試驗報告后在系統中傳遞審批，實現了網上流程審批，存有電子化審批記錄。

在試驗報告完成了網上流程審批后，系統將自動為試驗報告審批頁審批人簽字位置嵌入相應審批人的電子簽名圖片。系統還實現了相關審批人電子簽名圖片的管理，可進行編輯修改。

此模塊實現了歷史試驗數據統計查詢功能，可根據時間、試驗人員、試驗類別、被檢儀器、關鍵字等維度進行歷史試驗數據的查詢和統計分析，例如可對某個被檢儀器進行歷史試驗數據的查詢，可查看分析該儀器的狀態。

工作流是可以使一系列過程規則、文檔、信息或任務在不同操作者或執行者之間進行傳遞和執行，操作人員依循工作流設計對文件、信息進行某種操作，并將文件或信息在參與者之間傳遞的過程。本系統的工作流主要表現為：

試驗人員進行數據錄入和生成試驗報告，管理人員進行試驗報告審核，審核不通過再由管理人員退回，試驗人員修改后再重新提交審核。

本系統提供可視化的工作流定義，可以定義多種不同類型的工作流模型，定義多種不同結構的工作流任務，如自動任務、人工任務和條件任務等。

電力試驗數字化管理系統的應用可以實現以下成效：

（1）基于移動應用的試驗數據記錄，實現了試驗數據的數字化采集和記錄，解決了傳統紙質記錄試驗數據無法數字化痛點問題，為后續電網狀態監測及故障分析提供有效的數據支撐。

（2）基于移動應用試驗數據記錄，滿足不同試驗現場試驗人員的個性化需求，固化試驗模板，提供電子化的試驗過程記錄，實現了試驗過程管理信息化、規范化。

（3）試驗過程中間數據的自動化計算以及試驗結論自動判斷的功能，簡化了試驗人員復雜的試驗過程計算，有助于提高試驗人員工作效率以及避免不必要的人工計算錯誤，保證了試驗的準確性。

（4）基于數據標簽的試驗報告，將試驗報告數據字段通過數據標簽標記，與數據庫字段相對應，后臺查詢數據填充，本項目提出的此方法可實現試驗報告的靈活調整和排版。

（5）系統實現試驗報告網上審批，自動嵌入審批人員簽字，免去紙質報告審批人人工簽字環節，簡化試驗流程。

本文對電力試驗數字化管理系統進行了研究，介紹了總體架構和系統功能，采用基于移動應用試驗記錄APP和基于數據標簽試驗報告管理的方式實現了電力試驗數據的數字化采集和試驗報告的自動化生成，提高了工作效率，為電網設備狀態分析和決策提供了有效的數據保障。

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