水電廠標識系統編碼分析與改進

余 斌，丁 旭，陳金鑫，馬騰飛，黃佳璐

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

1 概述

隨著大數據等信息技術的進步，電力行業不斷出現各種各樣的信息管理系統，使得對電力行業數據管理和信息共享需求不斷提高。由于不同系統之間數據的異構性，導致系統之間數據交換出現了嚴重的問題。各個系統之間的數據信息交換和數據信息融合是建設數字化智慧電廠的前提，而數據信息交互的前提又是以編碼標識為基礎。我國發電企業的設備編碼根據需要引入了國際上通用的編碼系統，如：小眾化的CCC編碼及EDF編碼僅在華能集團及中廣核集團的個別電站應用，而國內絕大多數電廠使用是德國技術委員會發布的KKS編碼標識和表征電廠的物理（主要是設備）對象。但由于KKS編碼的弱規則性和使用的隨意性，KKS編碼與國內的發電行業智慧化發展需求已經嚴重不匹配，需在此基礎上結合我國電廠編碼標識方面的實踐，做適度的本地化、具體化的適應性改造，從而提高發電廠信息數據的交互的統一性和規范化。

2 現有電廠標識系統說明及存在的問題分析

目前國際上與電廠設備標識系統有關的編碼體系主要有CCC公共核心代碼編碼標準，EDF電站編碼體系，PPIS 電廠標識系統（其中PPIS電廠標識體系是國內大渡河公司具有自主知識產權的水電廠設備標識及編碼標準，水電站個性較強），KKS電廠標識系統，RDS-PP電廠標識系統。

KKS系統由于其根據功能、型號和安裝位置來明確標識發電廠中的系統和設備及其組件，很長一段內KKS工藝碼在國內設計院及發電廠推廣迅速，從而成為目前國內應用最廣泛的標識編碼系統，隨著數字化智慧電廠概念的提出，對電廠底層數據的質量要求越來越嚴格，但由于KKS編碼具有弱規則性和自身的編碼缺陷特性，在數字化電站的建設中特別是在電廠源端數據治理方面主要存在以下幾個問題：

（1）KKS標準編碼不反映設備間關系，不能描述生產過程，幾乎無法對進一步管理提升和生產優化提供支持；

（2）KKS編碼無明確設備分類碼，不能通過統一的層次結構批量生成多個實例化的編碼，導致多個電站的同一設備出現編碼不一致的情況；

（3）KKS編碼對設備命名規范模糊，導致編制編碼時出現對設備的描述不規范，導致對同類設備分析時，不能準確定位設備；

（4）KKS編碼是按“系統-設備-部件”三個層次描述設備，但電廠實際情況需要有大量超過三層次的設備和部件，強制壓縮成三層后，設備間關系更加模糊，不利于智能運維分析應用的實現；

（5）KKS編碼不能體現設備的全生命周期，即無設備檢修和更換信息，不能跟蹤設備當前的狀態；

（6）KKS編碼無信號標識碼，不能標準化設備的量測信息，不能對設備進行進一步分析；

（7）KKS編碼屬于由德國技術委員會發表，未考慮國際通用情況，導致在國內應用效果較差。

3 電廠標識系統選型分析與改進建議

3.1 電廠標識系統選擇原則

我國電廠標識系統的選定原則主要從以下幾個方面考慮：

（1）規則性方面：標識系統有嚴格的程序規則，有多年使用的歷史。

（2）知名度方面：國際上知名度高，易于對外接軌，并且有專門技術管理機構。

（3）可讀性方面：編碼有含義且方便計算機的輸入和檢索等。

（4）擴張性方面：具有較好的可擴展性和包容性。

（5）國內經驗方面：在國內外有一定的使用基礎，能夠被大多數業主所接受。

（6）應用效果方面：在國內有較好的應用效果。

3.2 電廠標識系統比較

根據電廠標識系統的選擇原則，對不同的電廠標識系統進行比較，如表1所示。

表1 電廠標識系統比較

CCC公共核心代碼、EDF電站編碼及PPIS電廠標識系統在國內應用較少且在國際上知名度較差，故在此不做詳細分析。在國內絕大多數電廠使用了德國技術委員會制定的KKS編碼對電廠的物理（主要是設備）對象進行標識，而RDS-PP是對KKS進行擴充,與KKS相比,RDS-PP的特點表現在：

（1）RDS-PP是對KKS的現代化改進。RDS-PP的基本結構源于KKS,它直接采用了KKS的基本功能碼;解決了KKS應用中存在的一些問題;對于功能碼的標準化、術語及結構都參照國際標準進行了統一；具有根據面向對象和(或)任務進行分類的特點，因此具有按照功能及功能單元進行構造的能力。

（2）RDS-PP范圍比KKS廣。RDS-PP支持信號、連接及文檔的統一及標準化標識。

（3）RDS-PP比KKS更國際化。KKS是以德國為主編制的,而RDS-PP最大程度地采用相關的國際標準,易在世界范圍內應用。

（4）RDS-PP是電廠的新型標識系統,其基礎及結構均基于國際標準,是對KKS的替代、升級和國際標準化改造,以適應現代電廠標識的新的需求。

3.3 電廠標識系統改進

通過對比分析RDS-PP電廠標識系統和KKS標識系統，建議在KKS電廠標識系統的基礎結合國內編碼經驗及RDS-PP的優勢進行改造，改造后的編碼結構如圖1所示。

圖1 改進后的KKS編碼結構

改進后的KKS編碼結構說明解釋：

（1）KKS編碼由七段碼組成；

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

（3）0級碼是對電廠及所轄電站的標識，此段碼為非必選碼；

（4）1-4級與原KKS編碼格式的基礎上，需對分類碼及分類編號進行細化，增加了數量標識碼，從而達到每個邏輯設備對應唯一編碼的目標；

（5）5級標識在該位置更換了幾次的設備，達到根據KKS編碼可跟蹤實物設備的目標；

（6）6級用于標識信息編碼，標識每個設備上對應的測點信息；

（7）D1用于標識測點類型，對應取值字典如表2所示；

表2 測點類型字典標識

（8）D2標識該測點是否有中轉地，T標識有中轉地，F標識無中轉地；

（9）D3D4D5是測點目的地標識系統，可取自原KKS編碼的系統分類碼；

（10）D6D7D8D9是對測點屬性的標準化，是對信號中文名的英文縮寫；

（11）D10是標識同一設備下相同測點測點屬性的測點數量；

（12）N代表數字，A代表字母（I、O禁用）。

3.4 電廠標識系統改進原因分析及效果

本文提出的在KKS電廠標識系統的基礎上結合國內編碼經驗及RDS-PP編碼優勢改造的電廠標識編碼系統具備較好的適應性，可以從源頭對數據進行標準化，為智慧電廠的建設打好數據基礎。編碼系統的改進點及效果分析，詳見表3。

表3 編碼改進原因分析及效果

3.5 電廠標識系統實施建議

根據國內主要發電集團在數據標準化方面的編碼經驗，列出幾項編碼前置考慮事項：

（1）統一設備層次。編碼前需考慮所有電站的情況，并對設備進行層級劃分。

（2）全面考慮情況。編碼前需考慮所有電站的機組、設備等情況，如最多有多少機組，會出現多少種機組共用的情況。

（3）統一設備命名規范。引用國際標準的同時需注意各電站實際的命名情況，各單位內部專業或部門間就同一設備的命名存在不一致，在KKS項目實施之前，各單位應由設備主管部門或相關部門牽頭編制廠內設備中文命名規范，并對現場、各種工作票、操作票等不一致處統計并更改。

（4）統一設備編碼。為保證編碼的一致性，在引用國際標準的同時需對編碼的唯一性進行約束。

（5）圈定編碼范圍。在編碼前需跟各單位劃定編碼范圍，便于后續工作的開展。

（6）適當對信號進行編碼。在編碼初期，建議不要對信號碼進行大而全的編碼，可對重要且易發生故障的信號碼及對發電有重要影響的信號進行編碼。

4 結語

電廠標識系統的推廣應用有望從根本上解決電力行業長期以來設備編碼不統一、標準性差等問題，提高電站設備資產管理水平，為早日實現數字化電站提供必要條件。本文主要結合KKS編碼規則、RDS-PP標識系統特點及國內編碼經驗進行了改造，不同的電廠可根據實際情況進行編碼的治理。