紀(jì)永新+王正波+李文芳+李曉飛+孫明明

摘要：在全球能源互聯(lián)網(wǎng)背景下，智能電網(wǎng)深入發(fā)展，能量流與信息流雙向流動(dòng)，數(shù)以萬億設(shè)備間的互聯(lián)互通使得設(shè)備編碼的重要性日益凸顯，建立設(shè)備統(tǒng)一編碼標(biāo)識已然十分迫切。本文首先介紹了智能電網(wǎng)及其發(fā)展，闡述了智能電網(wǎng)設(shè)備編碼的重要性，隨后重點(diǎn)描述了國內(nèi)外幾種主要的電力設(shè)備編碼方案及其優(yōu)缺點(diǎn)，并對當(dāng)前智能電網(wǎng)設(shè)備編碼在應(yīng)用過程中遇到的問題進(jìn)行分析，最后指出統(tǒng)一編碼標(biāo)識是智能電網(wǎng)設(shè)備標(biāo)識的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；統(tǒng)一標(biāo)識；設(shè)備編碼；標(biāo)識標(biāo)準(zhǔn)

中圖分類號：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）35-0257-05

在全球能源互聯(lián)網(wǎng)的背景下，隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的推進(jìn)和電力信息化的持續(xù)深入，以及大、云、物、移和地理信息等現(xiàn)代信息通信技術(shù)與智能電網(wǎng)技術(shù)的深度融合，智能電網(wǎng)能量流與信息流雙向流動(dòng)，數(shù)以萬億在線運(yùn)行的發(fā)、輸、變、調(diào)、配、用等設(shè)備間的互聯(lián)互通使得設(shè)備編碼的重要性日益凸顯。

當(dāng)前智能電網(wǎng)建設(shè)過程中，各種設(shè)備編碼標(biāo)準(zhǔn)并存[1]、編碼方案多樣化[2]、編碼系統(tǒng)互不連通[3]，不利于設(shè)備管理和維護(hù)中的定位、追溯；不利于設(shè)備的快速擴(kuò)充和大量擴(kuò)容，以及設(shè)備間通信、交互與識別，導(dǎo)致信息孤立、資源浪費(fèi)、無法形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈[4]。因此，建立智能電網(wǎng)設(shè)備統(tǒng)一編碼標(biāo)識是十分迫切和需要的。

1 智能電網(wǎng)的發(fā)展

智能電網(wǎng)[5]是以物理電網(wǎng)為基礎(chǔ)，將現(xiàn)代先進(jìn)的傳感測量技術(shù)、通訊技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)與物理電網(wǎng)高度集成而形成的新型電網(wǎng)。

智能電網(wǎng)時(shí)代已經(jīng)到來，世界范圍內(nèi)智能電網(wǎng)的建設(shè)進(jìn)程已經(jīng)全面啟動(dòng)[6-8]。主要有美國的全國統(tǒng)一智能電網(wǎng)計(jì)劃、歐盟的超級智能電網(wǎng)計(jì)劃和中國的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)計(jì)劃。美國智能電網(wǎng)在基礎(chǔ)設(shè)施老化背景下，建設(shè)安全可靠電網(wǎng)，并提高用電側(cè)效率以及降低用電成本。歐洲智能電網(wǎng)主要以分布式能源和可再生能源的大規(guī)模利用為目標(biāo)，注重能源效率的改善和提高。中國在引進(jìn)吸收智能電網(wǎng)概念時(shí)，加入了“堅(jiān)強(qiáng)”的內(nèi)涵[9]，堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)更重視遠(yuǎn)距離大容量輸電網(wǎng)絡(luò)的安全性和可靠性的建設(shè)，并在此基礎(chǔ)上開展對電力全價(jià)值鏈的智能電網(wǎng)建設(shè)。

智能電網(wǎng)設(shè)備編碼是關(guān)聯(lián)設(shè)備資產(chǎn)管理、智能在線監(jiān)測、電力巡檢、故障報(bào)修等方面的唯一索引，其主要運(yùn)用于數(shù)據(jù)庫中，在智能電網(wǎng)設(shè)備的全壽命周期管理中扮演者不可或缺的角色。

2 國內(nèi)外主要電力設(shè)備編碼方案

2.1 國外主要電力設(shè)備編碼

2.1.1 KKS電廠標(biāo)識系統(tǒng)

1970年，歐洲電廠運(yùn)營、設(shè)備制造、設(shè)計(jì)等部門的有關(guān)專家組成了“大電廠技術(shù)委員會(huì)”，共同制定KKS（德文電廠標(biāo)識系統(tǒng)的縮寫）編碼系統(tǒng)[10-11]，在歐洲的電力界得到了廣泛應(yīng)用。2010年12月，我國基于KKS編碼體系發(fā)布了《電廠標(biāo)識系統(tǒng)編碼標(biāo)準(zhǔn)》[12]。國內(nèi)絕大多數(shù)電力設(shè)計(jì)院和電廠使用KKS編碼對電廠的物理對象進(jìn)行標(biāo)識。

（1） 編碼規(guī)則

① 工藝相關(guān)標(biāo)識：根據(jù)在機(jī)械、土建、電氣、儀控等專業(yè)中的功能，標(biāo)識工藝相關(guān)的系統(tǒng)和設(shè)備。

② 安裝點(diǎn)標(biāo)識：標(biāo)識電氣和儀控設(shè)備在安裝單元（如：柜、盤、控制臺）內(nèi)的安裝點(diǎn)。

③ 位置標(biāo)識：標(biāo)識在廠區(qū)方格網(wǎng)內(nèi)、建（構(gòu)）筑物，樓層上，房間內(nèi)和消防區(qū)的布置位置。

以上三種標(biāo)識采用類似格式，工藝相關(guān)標(biāo)識可以根據(jù)需要單獨(dú)使用，或與其它一種或兩種組合運(yùn)用。

（2） 編碼特點(diǎn)

KKS電廠標(biāo)識系統(tǒng)遵循通用國際標(biāo)準(zhǔn)DIN、IEC、ISO、IEEE，從編碼體系的組成和邏輯結(jié)構(gòu)看，其具有標(biāo)識統(tǒng)一合理、結(jié)構(gòu)層次分明、非基于語言和可擴(kuò)充的特點(diǎn)。

KKS編碼主要的優(yōu)點(diǎn)：

① 編碼內(nèi)容全面、完整；

② 編碼結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)、規(guī)范；

③ 編碼擴(kuò)展方便、靈活。

但是，由于KKS電廠標(biāo)識系統(tǒng)執(zhí)行弱規(guī)則，許多重要編碼由參與工程的各方約定，因此造成大量重復(fù)的編碼約定；且KKS 編碼系統(tǒng)繁雜，不便記憶，對運(yùn)行和檢修人員的記憶要求難度比較大。

2.1.2 法國EDF編碼系統(tǒng)

EDF編碼[11]是法國電力公司在核電站和火電站設(shè)計(jì)中采用的系統(tǒng)和設(shè)備編碼標(biāo)準(zhǔn)，由機(jī)組標(biāo)識、廠房標(biāo)識、房間標(biāo)識、系統(tǒng)標(biāo)識、設(shè)備標(biāo)識五個(gè)部分組成。EDF編碼廣泛用于電站設(shè)計(jì)、采購供貨、安裝、調(diào)試、運(yùn)行、維護(hù)的管理過程中。在我國的大亞灣、嶺澳等核電站中有成功應(yīng)用。

（1） 編碼規(guī)則

① 設(shè)備功能標(biāo)識的結(jié)構(gòu)

EDF采用三層次編碼方法，對于一個(gè)系統(tǒng)中的每個(gè)設(shè)備，其完整的功能標(biāo)識按照如下的方法構(gòu)成：

1 — 機(jī)組標(biāo)識碼

RCP — 系統(tǒng)標(biāo)識碼（循環(huán)水系統(tǒng)）

001 — 設(shè)備系列號

PO — 設(shè)備類型代碼（泵）

② 地點(diǎn)場所的標(biāo)識

廠房的標(biāo)識：用2個(gè)英文字母表示。第一個(gè)字母表示廠房；第二個(gè)字母表示該廠房中的區(qū)域。

房間的標(biāo)識：用3個(gè)數(shù)字符號表示。第一個(gè)數(shù)字表示樓層，第二、三個(gè)數(shù)字表示房號。

（2） 編碼特點(diǎn)

EDF編碼系統(tǒng)標(biāo)識范圍廣，包含系統(tǒng)標(biāo)識，設(shè)備功能標(biāo)識，廠房，建筑物，層位及房間的標(biāo)識以及孔洞的標(biāo)識等；系統(tǒng)碼相對較少，便于歸類記憶，辨識性強(qiáng)。

但是EDF編碼系統(tǒng)在使用中還存在一些問題：

① EDF的系統(tǒng)標(biāo)識碼未采用序號進(jìn)行標(biāo)識，不便于記憶，也不便于計(jì)算機(jī)管理。

② EDF的設(shè)備編碼部分采用了設(shè)備名稱的法語單詞宿寫，不便于歸類記憶。

③ 由系統(tǒng)代碼派生出的各種編碼規(guī)則不同，管理復(fù)雜，數(shù)據(jù)間的關(guān)聯(lián)性差。

2.1.3 英國CCC編碼系統(tǒng)

由英國通用電氣公司（GEC）制定的公共核心編碼（Common Core Code）[11]。適用電廠所有管理對象，如設(shè)備材料編號、圖紙資料編號、電纜編號、項(xiàng)目管理網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃作業(yè)編號等，是完整的電廠管理編碼系統(tǒng)。核心編碼格式：用5位阿拉伯?dāng)?shù)字表示，每位編碼的含義由實(shí)施者自行定義。我國華能大連電廠和華能岳陽電廠使用的是CCC編碼。

（1） 編碼規(guī)則

示例：36304

第一位：3—鍋爐系統(tǒng)（電廠系統(tǒng)分類）

第二位：6—燃料系統(tǒng)（根據(jù)各大類按子系統(tǒng)分類編碼）

第三位：3—皮帶傳輸系統(tǒng)（系統(tǒng)設(shè)備編碼）

第四，五位：04—第四段皮帶（設(shè)備序號）

（2） 編碼特點(diǎn)

CCC編碼系統(tǒng)主要優(yōu)點(diǎn)

① 用5位阿拉伯?dāng)?shù)字即涵蓋項(xiàng)目、財(cái)務(wù)、土建、鍋爐、汽機(jī)、發(fā)電機(jī)、電氣、控制與儀表及輔助系統(tǒng)的基本框架；

② 良好的樹型結(jié)構(gòu)，對于設(shè)備及其他管理對象的層次關(guān)系的可操作性更強(qiáng)；

③ 可靈活自定義，擴(kuò)充性強(qiáng)；

④ 與物資編碼統(tǒng)一性好。

但是，CCC編碼系統(tǒng)僅用5位數(shù)字標(biāo)識，導(dǎo)致可識別性較弱；靈活自定義，不利于統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)；且其核心編碼不包括安裝地點(diǎn)標(biāo)識。

2.2 國內(nèi)主要電力設(shè)備編碼

2.2.1 電力系統(tǒng)部分設(shè)備統(tǒng)一編號

來源于《電力系統(tǒng)部分設(shè)備統(tǒng)一編號準(zhǔn)則》[13]，1987年由中華人民共和國水利電力部發(fā)布，主要適用于500kV輸變電設(shè)備。

（1） 編碼規(guī)則

① 交流500kV設(shè)備編號

電力系統(tǒng)交流500kV設(shè)備實(shí)行雙重編號，即由代碼編號和設(shè)備名稱兩部分組成。

示例：線路

以該線路兩端廠（站）名稱的簡稱命名，該線路兩端斷路器，按規(guī)定相應(yīng)編號。

② 直流500kV設(shè)備編號

電力系統(tǒng)直流500kV設(shè)備也實(shí)行雙重編號。

設(shè)備編號由數(shù)碼和元件縮寫名稱兩部分構(gòu)成，如下：

（2） 編碼特點(diǎn)

編碼簡單，易于識讀；編碼規(guī)則包括了設(shè)備序號及元件名稱；對早期電力系統(tǒng)設(shè)備編碼的規(guī)范化起到了推進(jìn)作用。

但是，其編碼覆蓋范圍有限，只包含500kV輸變電設(shè)備；編碼位數(shù)太少，可擴(kuò)充性不夠；不能標(biāo)識設(shè)備元件的工藝特征。

2.2.2 電廠標(biāo)識系統(tǒng)編碼標(biāo)準(zhǔn)

來源于《電廠標(biāo)識系統(tǒng)編碼標(biāo)準(zhǔn)》[12]，2010年5月中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局聯(lián)合發(fā)布，主要適用于火電廠、水電廠、核電廠、可再生能源電廠等類電廠的標(biāo)識編碼。

（1） 編碼規(guī)則

電廠標(biāo)識系統(tǒng)分為工藝相關(guān)標(biāo)識、安裝點(diǎn)標(biāo)識和位置標(biāo)識三種電廠標(biāo)識類型，結(jié)構(gòu)如下：

（2） 編碼特點(diǎn)

編碼借鑒KKS電廠標(biāo)識系統(tǒng)，采取三類標(biāo)識，可靈活選用；結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，組成規(guī)范；內(nèi)容完整，方便擴(kuò)展。

但是該編碼適用范圍僅限于電廠，未包含智能電網(wǎng)發(fā)、輸、配、用、調(diào)等環(huán)節(jié)的設(shè)備。

2.2.3 電網(wǎng)工程標(biāo)識系統(tǒng)編碼

來源于《電網(wǎng)工程標(biāo)識系統(tǒng)編碼規(guī)范》[14]，2014年12月由中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局聯(lián)合發(fā)布，適用于110kV及以上電壓等級的交直流輸變電工程。

該規(guī)范是首套適應(yīng)我國電網(wǎng)工程的統(tǒng)一分類，統(tǒng)一編碼，統(tǒng)一標(biāo)識的技術(shù)規(guī)范。

（1） 編碼規(guī)則

電網(wǎng)工程標(biāo)識系統(tǒng)分為工藝相關(guān)標(biāo)識、安裝點(diǎn)標(biāo)識和位置標(biāo)識三種電廠標(biāo)識類型，結(jié)構(gòu)如下：

（2） 編碼特點(diǎn)

借鑒KKS電廠標(biāo)識系統(tǒng)，采用三類標(biāo)識，表達(dá)完整具體，標(biāo)準(zhǔn)化程度高；編碼內(nèi)容完整，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)。

但是該編碼覆蓋范圍窄，只適用于110kV及以上電壓等級的交直流輸變電工程；且編碼系統(tǒng)繁雜，不便記憶。

2.2.4 南網(wǎng)設(shè)備信息分類與編碼

來源于中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司《電網(wǎng)設(shè)備信息分類與編碼》，遵循IEC61970/61968 CIM 國際標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一了電網(wǎng)信息分類與設(shè)備編碼，定義了設(shè)備臺賬的典型結(jié)構(gòu)，并對整個(gè)臺賬的層次劃分、設(shè)備命名和基礎(chǔ)參數(shù)進(jìn)行了規(guī)范。規(guī)定南方電網(wǎng)輸電、變電、配電、自動(dòng)化的設(shè)備分類與編碼。

（1） 編碼規(guī)則

編碼是由多級碼段組成的。每一級碼都有自己固定的格式，互相不同，但都是由分類編碼元素和編號編碼元素組成。分類編碼元素，編號編碼元素都是由數(shù)字和/或字母組成。

① 廠站功能位置編碼

由9段25位字符或數(shù)字碼構(gòu)成。

應(yīng)用于國家電網(wǎng)公司GIS基礎(chǔ)公用平臺。

5位數(shù)字碼組成，第1位數(shù)字碼表示大類，在該規(guī)范中規(guī)定了8種大類及其編碼，第2、3位表示子類，第4、5位表示順序號。

3 存在的問題

從前文看，現(xiàn)有的智能電網(wǎng)設(shè)備編碼標(biāo)準(zhǔn)種類繁多，由于應(yīng)用的單位、專業(yè)各不相同，編碼方案之間存在很大的差異。

智能電網(wǎng)設(shè)備編碼面臨的主要問題：

3.1 標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一

由于不同單位、不同專業(yè)的各類型設(shè)備、機(jī)器及系統(tǒng)都有自己的編碼標(biāo)準(zhǔn)，無法實(shí)現(xiàn)跨系統(tǒng)、跨平臺的信息共享和互聯(lián)互通。

3.2 規(guī)則不兼容

各標(biāo)準(zhǔn)缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃，針對同一設(shè)備，不同組織制訂不同的編碼標(biāo)準(zhǔn)，各標(biāo)準(zhǔn)互不兼容，且可擴(kuò)展性差。

3.3 覆蓋不全面

現(xiàn)有的編碼方案只對部分業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)進(jìn)行編碼，尚未形成一個(gè)覆蓋智能電網(wǎng)發(fā)、輸、變、調(diào)、配、用等各環(huán)節(jié)的設(shè)備編碼標(biāo)識標(biāo)準(zhǔn)。

4 統(tǒng)一編碼標(biāo)識是發(fā)展趨勢

在全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的浪潮下，越來越多的電力設(shè)備采用嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。海量的電氣設(shè)備、數(shù)據(jù)采集設(shè)備和計(jì)算設(shè)備通過電網(wǎng)、通信網(wǎng)連接互聯(lián)，廣泛使用廣域傳感和測量、高速信息通信網(wǎng)絡(luò)、先進(jìn)計(jì)算和柔性控制等技術(shù)。全球能源互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)下智能電網(wǎng)數(shù)以萬億計(jì)的在線運(yùn)行設(shè)備迫切需要統(tǒng)一的編碼標(biāo)識。

智能電網(wǎng)設(shè)備統(tǒng)一編碼標(biāo)識將為構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化的統(tǒng)一數(shù)據(jù)基礎(chǔ)起到非常重要的作用，為智能電網(wǎng)能量流與信息流的互聯(lián)互通提供基礎(chǔ)保障，加速“大云物移智”在能源電力領(lǐng)域中的應(yīng)用與發(fā)展，推動(dòng)全球能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)與部署。

5 結(jié)語

本文首先介紹了智能電網(wǎng)及其發(fā)展情況，指出了智能電網(wǎng)設(shè)備編碼的重要性，接著重點(diǎn)分析國內(nèi)外幾種主要的電力設(shè)備編碼方案，得出當(dāng)前智能電網(wǎng)設(shè)備編碼在應(yīng)用過程中存在標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、規(guī)則不兼容、覆蓋不全面等問題。針對這些問題，本文在最后提出智能電網(wǎng)設(shè)備統(tǒng)一編碼標(biāo)識是未來的發(fā)展趨勢。對于智能電網(wǎng)設(shè)備統(tǒng)一編碼標(biāo)識的具體研究還需要進(jìn)一步探索。

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