基于高質量電力設備可靠性對策研究

國網浙江省電力有限公司杭州供電公司 鐘 劍

目前，多數電力企業已利用信息化技術，建設包含設備信息采集、狀態趨勢監測和評價、智能維護與檢修、設備歷史數據共享等功能的數字化技術平臺。通過電力設備信息技術平臺，可基于設備現場運行狀態數據的計算、挖掘及分析，利用設備可靠性評估模型，實現設備可靠狀態的監測、評估、警示及運維管理。

提升電力設備可靠性是保障電力系統安全、穩定、經濟運行的關鍵和重要途徑，也是我國電力企業快速發展的重要助力。因此，某公司已開展了電力設備可靠性提升方面的多種探索。基于某公司在電力設備可靠性提升工作中的經驗和成效，本文詳細介紹了實現高質量電力設備可靠性的對策和途徑，并對未來的工作方向進行了探討和思考。

1 電力設備可靠性數據采集與交互手段改進

電力設備可靠性相關數據的采集與交互，是進行可靠性監測與評估的前提。只有獲取針對性的關鍵數據，才能保證電力設備狀態、故障或潛在風險評估結果的可信、可用。與此同時，隨著電力設備使用周期的延長，整個電力企業中電力設備的故障、失效和維修數據等可靠性數據的累積量將越來越多，數據篩選與治理對于提升工作效率十分必要。

傳統的可靠性數據采集，是首先定義各單位、各部門、各設備及部件的數據采集規則，然后按照該規則對不同數據源的設備數據進行整理、登記并組成數據庫。在此過程中，對數據采集規則的定義是保證獲得高質量數據的前提[1]。具體可以從電力設備邊界與分級以及數據種類兩個方面進行定義。其中，電力設備邊界與分級是為了從設備的角度劃分數據，避免不同設備之間采集數據的重疊與誤用。例如，某公司根據電力設備的使用位置，按照行業、業務類別、裝置、單元、系統對其進行分類，而設備又可以分為單元、子單元、部件/可維修單元，以及配件等級別，如圖1所示。同時，在實際工作中，某公司從設備狀態的角度出發，針對設備故障與維修的數據，將其分類為故障識別數據、故障特征數據、維修識別數據、維修信息、維修資源、維修時間等，這樣做可以避免設備不同可靠性數據間的混淆。

圖1 電力設備信息分級體系

隨著電力設備智能化程度的不斷提高，電力設備本身也可以實現設備的態勢感知，設備狀態數據采集手段也應隨之改進，原本需加裝傳感與傳輸裝置的采集手段逐漸轉變為數據直接傳輸，因而采用信息互聯功能可使智能電力設備作為獨立個體與外界進行數據交互，實現設備信息實時的全面采集[2]。

2 電力設備可靠性監測技術提升

電力設備可靠性是設備可用性、穩定性與耐久性等特點的體現，是具有生命周期特征的設備固有屬性。盡管在以前的電力設備可靠性相關工作中，會對電力設備進行周期性檢測，以及時發現問題，但還是存在問題發現不及、人員工作量大等問題。隨著互聯網技術的發展及其在電力設備運維工作中的廣泛應用，某公司積極探索如何利用“互聯網+”提升電力設備可靠性監測技術。

目前，基于互聯網+電力設備可靠性監測，主要開展了以下幾部分的工作探索。

第一，可靠性數據云存儲。利用分布式存儲方式及云端分析模式，共享各地電力設備的數據，避免數據庫冗余問題，高效調取和分析數據。

第二，全景式實時監測運行狀態。利用模塊化形式全景展示設備信息，將設備狀態和環境參數進行可視化展現。同時可以利用安全分析技術合理判斷信息的準確性，并且在數據庫中錄入校核過的信息，保障電力設備運行的安全性，優化維護管理效果[3]。

第三，交互應用。電力設備信息通常是在設備智能監測平臺中進行交互應用，數據交互的方式和種類有多種，并且隨著大數據和人工智能等數據分析應用技術的發展而發展，多目標信息融合、大數據挖掘分析，以及數字可視化可以用于電力設備狀態監測與展現。

3 電力設備可靠性評估方法優化

在電力設備可靠性工作中，某公司為避免電力設備在運行過程中的安全問題，也初步探索了基于各種模型算法的電力設備可靠性評估途徑。

其中模擬法和解析法是較為常用的電力設備可靠性評估方法。前者針對一些復雜的電力設備狀態，難以建立數學模型，可通過隨機模擬方法估算電力設備的狀態指標，并且隨著模擬法使用次數的增加，電力設備可靠性評估值會更加精確。后者則是通過建立復雜的數學模型，并依據模型計算確定電力設備可靠性指標，但是解析法模型具有清晰的物理概念，對于較為復雜的設備系統，使用該方法進行解析計算的難度較大。

有研究者提出基于圖形化編程語言搭建虛擬設備工程平臺，并通過該平臺對電力設備可靠性進行評估。該平臺利用電力設備的可靠性原理，通過可靠性評價系統的設計結合設備模擬試驗等功能，實現電力設備可靠性的高效準確評價。該平臺從原理上綜合了可靠性評估的模擬法和解析法，屬于一種混合方法。

4 電力設備可靠性智能平臺建設與優化

上述的電力設備可靠性相關工作，都需要基于一個集信息化、數字化為一體的技術平臺，因此，電力設備可靠性信息化平臺建設必不可少。基于信息化、互聯網與物聯網技術，構建一個智能化的電力設備可靠性信息平臺，可實現智慧管理平臺與電力設備信息化平臺間的互聯互通，更好地完成電力設備相關信息的融合。要讓企業管理更智慧、設備監測更精準，需要找準結合點，這就需要在平臺集成度、智能性、便捷性、高效性方面進行研究。隨著大數據和人工智能技術的飛速進步，電力系統與設備的智能化、數字化程度也正呈躍遷式發展，某公司也正在探索基于數據治理、高階智能等數智賦能手段的工作平臺，具體工作包括以下幾個方面。

一是優化集成平臺的數據架構與功能架構。電力設備信息化平臺會面臨很大的數據流量，包括企業資源數據、設備運行信息數據，以及決策數據等，對應的數據感知層、管理層與訪問層都存在差異，需要對平臺的數據架構進行重建和優化。且平臺集成多部門功能需求，因此還需要對平臺的功能架構進行優化。例如，可以通過嵌入設備可靠性相關的監測、決策、執行、反饋等數據，并在相應的管理板塊對設備現場工作進行及時督促、提醒與記錄。

二是提升電力設備及信息平臺的智慧化水平。電力設備的智慧化過程是一個長遠且復雜的工程，可根據智能設備技術發展持續提升設備智慧化。通過電力設備智能化，可滿足信息平臺的就近計算理念，降低平臺的集中數據計算量。借助人工智能前沿研究成果，可以持續優化信息平臺的智慧化水平，推進決策與執行活動從“輔助治理”到“基層智治”的智慧化躍升，推進電力設備可靠性從“經驗判斷”向“數據分析”的預測性轉變，實現高質量的電力設備可靠性。基于電力設備狀態監測、退化模型、可靠性評估與預測等技術，建設智慧專家決策系統，對設備可靠性信息進行深度數據挖掘，并進行智慧決策處理。

三是開發設備管理的移動互聯網終端。開發運行流暢、界面友好的電力設備可靠性工作的移動App。第一步要做的是對整個信息化平臺的數據與功能進行合理篩選，例如可以撿取設備狀態數據與決策數據，設計移動終端的設備監測與預警功能。本單位在移動客戶端開發中，將設備信息平臺中的可靠性模塊，通過手機App 的形式，作為設備現場工作人員的移動辦公窗口，實現智慧決策與在線處理的一體化操作。

5 完善電力設備可靠性工作體系

電力設備可靠性工作的開展，必須基于一個科學的可靠性工作體系。本公司借鑒行業內其他企業的成功經驗，從以下幾方面開展了電力設備可靠性工作體系的完善工作。

一是打通設備可靠性提升鏈路、優化工作人員組成。針對電力設備可靠性提升工作中存在的溝通不暢、工作跨度大、各單位部門間響應不及時等問題。在整個企業中明確設備可靠性提升目標以及責任主體，進而對電力設備可靠性工作結構做出針對性調整，優化工作人員組成。并且推動實際工作組織有效地嵌入設備相關部門，讓先進的技術手段和理念有效、全面地覆蓋電力設備可靠性提升的實際工作中，構建科學的電力設備可靠性工作體系并持續優化。

二是提升隊伍整體專業素養。加強電力設備可靠性工作人員隊伍建設、提升隊伍專業水平的根本是優化技術人才的培育、選拔、管理與任用。進行包括設備可靠性理念、設備可靠性工作體系、設備工程師/系統工程師職責、設備可靠性提升工作流程和要求等基礎知識的培訓，持續提升隊伍整體專業素質。選拔思想覺悟高、業務能力強且具有高質量設備可靠性理念的一線員工進入電力設備可靠性提升隊伍，并根據其專業背景安排相適應的設備相關工作，以此來不斷提升電力設備人才隊伍的專業素養。

三是建立整個企業的電力設備可靠性專業委員會及專家隊伍。建立以業務為導向，以專業為抓手的設備管理策略，通過建立設備可靠性專業委員會及專項運作機制，加強設備可靠性提升的工作基礎。通過專業委員會及專家隊伍建設，集中企業優勢人力資源，促進設備可靠性管理技術資源的共享，解決設備運行中的可靠性難題，推動重大設備問題和共性技術問題的研究分析。

四是在企業中建設并強化設備可靠性全過程監督鏈路。在實際的電力設備可靠性監測、維護與管理工作中，應建設并強化全過程監督鏈路，將電力設備各環節中可靠性特征參數進行關聯，加強電力設備各相關專業的協同，打通設備各環節的信息共享渠道，加強工作人員對各環節內設備狀態的相關性的重視和敏感度，強化設備關聯性缺陷的排查治理。

五是加強電力設備可靠性工作的智慧化與標準化程度。目前，某公司的設備運行與管理越來越智能化，相應的工作體系也應該與傳統電力有所不同。因此，借助電力設備可靠性管理智能平臺具有設備狀態分析與評估功能，某公司在逐漸將傳統電力被動的事后處理轉變為主動的預防性處理，并對相應的工作流程與制度、人員作業規范進行重新修訂，并對工作組織架構不斷優化，以適應智慧化發展趨勢。同時，某公司依據電力設備可靠性相關的國家及行業技術標準，建立統一的工作流程和技術標準，建立重要電力設備分級管理制度以及各設備的可靠性指標，并全面推廣設備可靠性指標的應用，實現設備可靠性提升過程的最優化和標準化。同時，要求各相關部門在實際工作中監督整體設備可靠性狀況，并依據實際工作中發現的問題，持續優化設備可靠性的標準化工作。