考慮負荷側(cè)的變電運維精細網(wǎng)格化管理系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)

張慧麗　張姝　張中原　張志豪

關(guān)鍵詞：變電運維精細網(wǎng)格化管理系統(tǒng)；負荷側(cè)；新能源消納

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2023）03-0047-04

1 概述

每年電力企業(yè)均會發(fā)布變電專業(yè)精益化管理評價工作方案，對所管轄的變電站進行精益化管理水平進行評價。

變電運維精益化管理是一種科學合理的管理方法，能夠?qū)崿F(xiàn)電力企業(yè)內(nèi)部管理制度的優(yōu)化，確保各項管理工作的有效落實，降低變電運維事故，實現(xiàn)變電運維工作效率的全面提升；能夠?qū)崿F(xiàn)變電運維各個環(huán)節(jié)的有效銜接，并做好內(nèi)部資源的協(xié)調(diào)配置，降低資源損害，提高資源利用效率，實現(xiàn)企業(yè)經(jīng)營效益的提升。對電力企業(yè)發(fā)展具有深遠意義。

為了使變電運維精細網(wǎng)格化管理系統(tǒng)能夠滿足電力公司的實際需求，項目團隊以某變電站為調(diào)研對象，對變電運維工作實施全面調(diào)研，變電運維主要管理對象包括：安全器具管理、防汛管理、消防管理、安全活動、防小動物管理、班組人員業(yè)務(wù)培訓、參加計劃內(nèi)培訓和演練、紅外測溫、績效考核、周邊環(huán)境提升、車輛、其他記錄、臨時性工作。為了消納接入的新能源電力，變電站考慮接入負荷的用電情況，分析用戶的用電數(shù)據(jù)，為用戶推廣符合電價政策的方案，促進新能源電力消納，助力國家“雙碳”目標的實現(xiàn)。

2 考慮負荷側(cè)的網(wǎng)格化管理

網(wǎng)格化管理模式應(yīng)用于變電運維班日常管理，需要對變電運維工作進行劃分。

專項管理工作對變電站的日常管理起到了監(jiān)督整改的積極作用，也是網(wǎng)格化運維管理的劃分依據(jù)。

在專項管理工作進行中，評估專家會對變電站各項管理工作按照精益化管理標準進行評價，對優(yōu)秀經(jīng)驗進行推廣，并指出需要整改的地方，保證變電站安全生產(chǎn)必需的管理環(huán)節(jié)，并記錄日常管理數(shù)據(jù)及照片資料。變電站生產(chǎn)操作要嚴格按照電力系統(tǒng)安全生產(chǎn)管理規(guī)定進行日常標準化安全管理。

運維班日常工作中統(tǒng)計接入變電站的負荷的用電情況，收集用電數(shù)據(jù)，分析用電數(shù)據(jù)，為用戶提供既能夠節(jié)省用電經(jīng)費，又能夠充分消納新能電力的用電方案。

3 變電運維精細網(wǎng)格化管理系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)

項目開發(fā)前選擇一個恰當且適合的架構(gòu)體系會事半功倍，網(wǎng)絡(luò)上軟件系統(tǒng)大致可以分為B/S和C/S結(jié)構(gòu)[1]。本系統(tǒng)主要采用B/S 體系結(jié)構(gòu)，B/S 結(jié)構(gòu)是WEB興起后的一種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式，這種模式統(tǒng)一了客戶端，將系統(tǒng)功能實現(xiàn)的核心部分集中到服務(wù)器上，簡化了系統(tǒng)的開發(fā)、維護和使用[2]。

3.1 系統(tǒng)目標

本系統(tǒng)主要是為電力企業(yè)的日常管理進行設(shè)計的，同時為了保證系統(tǒng)能夠長期、高效、安全、穩(wěn)定、可靠的運行，系統(tǒng)應(yīng)滿足以下性能需求和目標：

1） 完全響應(yīng)式布局，支持電腦、平板、手機等主流設(shè)備運行；

2） 支持按鈕及數(shù)據(jù)權(quán)限，可自定義角色數(shù)據(jù)權(quán)限；

3） 界面美觀，操作簡單、便捷；

4） 實現(xiàn)基本任務(wù)流程；

5） 系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)的準確性和及時性；

6） 系統(tǒng)的易用性和易維護性。

3.2 系統(tǒng)層次分析

本系統(tǒng)基于開源系統(tǒng)，采用MVC的設(shè)計模式[3]。M是指業(yè)務(wù)模型，V是指用戶界面，C則是控制器，使用MVC的目的是將M和V的實現(xiàn)代碼分離，從而使同一個程序可以使用不同的表現(xiàn)形式。具有耦合性低，重用性高，可維護性高等特點[4]。

3.3 功能設(shè)計

根據(jù)以上分析，系統(tǒng)開發(fā)的核心在于任務(wù)的分發(fā)和管理，出于此核心需求，單純的任務(wù)管理無法滿足這一基本需求，還需要考慮人員的分組等外界約束條件，因此本套變電運維精細網(wǎng)格化管理系統(tǒng)的總體設(shè)計如圖1所示，包含任務(wù)管理，用戶角色管理，權(quán)限管理，系統(tǒng)管理和安全手冊五大功能，其下含有若干小功能。

3.3.1 任務(wù)管理

任務(wù)管理是變電運維精細網(wǎng)格化管理系統(tǒng)的核心功能。包含添加任務(wù)、分配任務(wù)、正常管理、隱患管理。

主要功能是站長根據(jù)工作計劃添加任務(wù)或臨時任務(wù)然后經(jīng)由組長分發(fā)，最后由班組執(zhí)行上報結(jié)果。班組執(zhí)行過程中若無隱患則填表執(zhí)行正常管理，若有隱患則填表執(zhí)行隱患管理報備并嘗試解決，解決后則執(zhí)行正常管理，仍未解決將上報組長，待專人處理。任務(wù)流程圖如圖2所示。

在變電站這種高危場所下，對隱患是零容忍，所以對隱患的發(fā)現(xiàn)及處理更是重中之重。系統(tǒng)隱患管理功能中對隱患的解決流程做出了細致的劃分——隱患發(fā)現(xiàn)人、發(fā)現(xiàn)時間、隱患照片、是否解決、解決方式、解決后照片，以確保萬無一失。

3.3.2 用戶角色管理

用戶角色管理功能是系統(tǒng)的重要功能，包含員工管理、角色管理、分組管理。主要作用是為任務(wù)管理做輔助，管理員工的增刪，調(diào)整員工的職位，分配員工的組別，確保各項管理工作的有效落實，降低變電運維事故，實現(xiàn)變電運維工作效率的全面提升，對電力企業(yè)發(fā)展具有深遠意義。

3.3.3 權(quán)限管理

權(quán)限管理模塊主要有兩個功能，權(quán)限管理和身份認證，前者為不同角色分配不同的系統(tǒng)權(quán)限，可以做增刪。后者，則根據(jù)登錄賬號的角色給予相應(yīng)的權(quán)限。

權(quán)限管理給予了變電運維精細網(wǎng)格化管理系統(tǒng)權(quán)限層級，各個角色只能訪問對應(yīng)層級的資源，更加便于管控和調(diào)配。

3.3.4 系統(tǒng)管理

系統(tǒng)管理功能主要包含密碼修改、退出系統(tǒng)和公告管理。前兩者為系統(tǒng)的安全功能，避免員工因忘記退出或密碼泄露造成機要照片走漏。后者為通告功能，在該模塊內(nèi)，管理員可以發(fā)布公告等信息。當公司有重要信息發(fā)布，就可以在該模塊快捷發(fā)布。管理員可對內(nèi)容進行編輯，進行發(fā)布，在發(fā)布的信息中除了主要內(nèi)容外還附加上發(fā)送人姓名和日期等信息。員工只具有查看的權(quán)限。

3.3.5 安全手冊

這一功能旨在讓每一名員工熟悉公司的各項安全管理制度、工藝安全技術(shù)規(guī)程、設(shè)備安全操作及維護規(guī)程等。同時，會羅列變電站的標準安全管理規(guī)程、帶電操作安全規(guī)程、設(shè)備檢修安全規(guī)程和安全檢查等。斷路器的設(shè)備出廠銘牌齊全并清晰可識別，沒有油污灰塵的污染，斷路器的運行編號、相序標識齊全清晰可識別，斷路器支架有沒有銹斑和變形等，斷路器連接法蘭和螺栓沒有銹斑、脫落的油漆，接地線沒有松動、銹斑，斷路器的安裝基礎(chǔ)沒有下沉和被破壞的現(xiàn)象。

3.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

通過對變電運維精細網(wǎng)格化管理系統(tǒng)的需求分析，數(shù)據(jù)庫應(yīng)采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫[5]。關(guān)系型數(shù)據(jù)庫可減少數(shù)據(jù)大量重復問題，優(yōu)化數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，避免數(shù)據(jù)冗余，減少算力流失，降低算力平臺負載。核心數(shù)據(jù)庫表中的用戶表、任務(wù)表、任務(wù)分配表和隱患表的結(jié)構(gòu)如表1～表4所示。

用戶表主要用來存儲各個用戶的基本信息：用戶名、姓名、密碼、手機號以及用戶類型。數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)詳細如表1。

任務(wù)表用來存儲站長發(fā)布的任務(wù)細節(jié)：任務(wù)名稱、任務(wù)類型、任務(wù)描述和由系統(tǒng)生成的任務(wù)生成時間等。數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)詳細如表2。

任務(wù)分配表用來存儲組長分配給組員的任務(wù)明細：任務(wù)開始時間、任務(wù)結(jié)束時間、任務(wù)地點、任務(wù)負責人。數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)詳細如表3。

隱患表用來存儲任務(wù)執(zhí)行中發(fā)現(xiàn)的隱患詳細信息：對應(yīng)任務(wù)的id、隱患名稱、發(fā)現(xiàn)時間、地點、隱患說明、發(fā)現(xiàn)人、隱患照片、是否解決、解決后照片。數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)詳細如表4。

3.5 設(shè)計實現(xiàn)

網(wǎng)站頂部為TOP欄，左側(cè)為菜單導航欄，中間則為操作和展示區(qū)。

TOP欄：主要為和賬戶相關(guān)功能：個人中心、修改密碼、切換布局、退出登錄等。

導航欄：包含網(wǎng)站的各種功能，不同角色的功能各不相同，超級管理員賬戶的功能為首頁、系統(tǒng)管理、任務(wù)管理、系統(tǒng)監(jiān)控、系統(tǒng)工具和實例演示。管理員和普通賬戶的功能則為首頁、任務(wù)管理、用戶角色管理、權(quán)限管理、系統(tǒng)管理和安全手冊。

站長驗證登錄后可以分配權(quán)限信息、設(shè)置小組、調(diào)整人員、發(fā)布任務(wù)、發(fā)布公告、更改首頁信息等。

站長發(fā)布任務(wù)得從任務(wù)管理中的任務(wù)界面添加任務(wù)詳情：任務(wù)名稱、任務(wù)類型、任務(wù)描述，生成時間由系統(tǒng)自動生成。然后交由組長，組長由任務(wù)管理中的任務(wù)分配功能來分配具體任務(wù)給組員。組員在執(zhí)行完成后反饋任務(wù)情況：是否有隱患、是否解決，有隱患則去隱患管理功能中填寫表單。隱患表單內(nèi)容詳細、精確，確保萬無一失。移動端界面通過響應(yīng)式布局動態(tài)適應(yīng)而來。任務(wù)管理界面、任務(wù)分配界面、隱患管理界面、移動端界面分別如圖3～圖6所示。

4 結(jié)論

變電運維精細網(wǎng)格化管理系統(tǒng)的任務(wù)管理功能實現(xiàn)了變電站日常任務(wù)的管理線上化，確保各項管理工作的有效落實。用戶角色管理功能確保各項管理工作的有效落實，降低變電運維事故，實現(xiàn)變電運維工作效率的全面提升。權(quán)限管理保證了系統(tǒng)的秩序性，助力電力企業(yè)內(nèi)部管理制度的優(yōu)化。系統(tǒng)管理功能確保了系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。安全手冊則為員工安全提供了一份保障。變電運維精細網(wǎng)格化管理系統(tǒng)起到了對變電站日常管理監(jiān)督整改的積極作用，促進電力公司精益化管理水平的提高。系統(tǒng)能夠添加新能源接入數(shù)據(jù)監(jiān)測、用戶用電數(shù)據(jù)監(jiān)測等數(shù)據(jù)收集任務(wù)，為新能源消納提供數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)。