白雅静

（北京木联能软件股份有限公司，北京 100096）

国家电网公司提出智能电网的发展战略，以此作为企业发展变革的关键举措[1]。而将物联网技术引入智能电网，充分利用物联网优点，结合电力网络的实际情况，建立基于物联网的智能电网则是其发展的必经之路。目前，这项工作已进入引领提升阶段，资产规模更加庞大，技术和资本密集，资产种类繁多易变，管理要求更高，资产的科学管理会直接影响电网的经济效益和社会效益。

智能电网资产管理的核心是资产全生命周期优化管理，资产全生命周期管理是系统工程理论在资产管理中的应用[2]，是从系统整体目标出发，统筹资产的规划、设计、采购、建设、运行、检修、技改、报废等全过程，在满足安全、效能的前提下追求资产全生命周期成本最优，实现系统优化的科学方法。本文提出了基于物联网的电站资产管理研究与设计，并将其应用于资产全生命周期跟踪管理中，以达到电站智慧运维的目的。

1 概述

智能电网各方面工作的进行都需要物联网技术的支持，物联网技术被应用于智能电网的各个环节中，从发电环节的可再生能源并网接入到机组运行状态的监控，从输电线路的在线监控，到电力生产管理、安全评估与监督，从智能电表、用电信息采集，到三表抄收、互动营销，从智能用电、智能小区到多网融合。

本文主要针对基于物联网技术智能电网发电环节中电站的资产全生命周期优化管理应用，实现用最低的成本提供所期望的功能，使电网的运行更加高效。以电网资产为中心，综合应用物联网、GIS、云计算、大数据和移动应用等各种先进技术建立电网资产全生命周期管理，整合EPR、HPMS、MIS等相关信息，提高资产管理的及时性和准确性。在入库、盘点、出库环节采用RDID批量识别，提高工作效率，在非批量操作采购、运输、运行监控、保修等阶段采用二维码技术，对接原有数据库，实现资产入库、出库、盘点、运输定位、移动、监控的自动化，以降低管理成本，提高工作效率，最终实现物资规划、采购、储存、安装、使用、维护、维修、改造、更新、报废的全寿命周期管理体系，实现账、卡、物的高度一致。上传于云端的海量数据，为资产计划、资源配置提供智能决策分析，以实现装备使用的可靠性、使用效率、使用寿命和全生命周期成本的综合最优，从而保证电网的安全、可靠、经济和可持续发展。

2 物联网智能电网资产全生命周期管理体系关键技术

智能电网是以物理电网为基础（我国的智能电网是以特高压电网为骨干网架，各电压等级电网协调发展的坚强电网为基础），将现代先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网。智能电网具有坚强、自愈、兼容、经济、集成和优化等特征。

物联网是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议将任何物品与互联网相连接进行信息交换和通讯，利用云计算、模糊识别等智能计算技术对海量大数据进行分析处理，对物品实施智能化识别、定位、追踪、监控、管理和控制。

射频识别即RFID（Radio Frequency Identification）技术，又被称为无线射频识别，是物联网最关键技术和应用之一，其产业链包括标准、芯片、天线、标签封装、读写设备、中间件、应用软件和系统集成等，可通过无线电讯号识别特定目标，并读写相关数据，无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。

3 系统设计

3.1 系统架构

基于物联网的智能电网资产全生命周期管理系统根据应用功能的需求，结合物联网应用的先进架构设计理念，采用物理分层设计，将系统划分为电网资产感知层、网络通信层、数据融合层、资产生命周期应用层和用户访问层等五部分内容，各层之间采用Web服务方式进行数据交换，并通过多种接口模式与其他应用系统进行数据交互。

感知层包括感知控制子层和通信延伸子层，资产对象为电站资产设备状态传感器、摄像头、GPS、终端设备和人员卡上的RFID标签、短距离通信设备，由此感知对象上的采集信息，并经过分类和预处理，通过无线传输、红外通信、现场总线和无线传输手段接入感知终端、互动终端，将自动采集的信息发送到中央信息系统，实现对物品的识别和管理。网络层主要实现信息的传递、路由和控制，包括接入网和核心网。智能电网要求要保证数据的安全传输，同时，保证传输的可靠性和实时性。网络层核心网以电力骨干光纤网和宽带无线接入网为主，通过电力接入专网与电力核心网互联。互联网侧主要采用光纤、以太网、4G、WIFI等多种网络接入方式。数据融合层是利用云计算和基础数据、GIS资产地理数据引擎的集成与数据交换。对海量资产数据交换与融合管理，提供数据存储及分布式计算、并行计算和网络计算，对各数据新型抽取、存储、分析处理、共享，建立数据模型、数据挖掘、在线分析等技术，实现数据的知识管理和智能决策。其中，基础数据是通过资产的原始数据与已存的ERP数据、EMS、仓储数据等数据整合。

资产全生命周期应用层采用智能识别、模式识别、信息系统等技术分析和监测电网资产管理，实现智能化决策、控制和服务，实现资产的全生命周期管理、智能管理，并提供资产优化解决方案。

应用层是基于实物量的资产管理，以设备资产台账为基础，分为3个子系统——基于固定资产和易耗资产的管理子系统、出入库物资仓储子系统、工具子系统。

3.2 系统功能及实现方法

系统的功能主要体现在资产生命周期的应用层，以实现各子系统的需求，如图1所示。

图1 系统功能图

如图2所示，资产管理子系统的对象是固定资产和重点低值易耗品，即从计划购入、入账、投入使用、使用变更、检修直到报废进行全生命周期管理。基于RFID技术，实现无接触信息传递，并通过所传递的信息达到识别功能，与ERP系统实现数据读取和导入。同时，该系统能展示在库备品备件名称、存储位置、用途、数量、使用寿命、故障率、采购周期、定额等信息，还具有基于关键字、模糊字段等的多方位智慧查询功能，而且还能显示资产的信息汇总、智慧盘点、存储位置、用途、数量、使用寿命、故障率、采购周期和定额等信息。物资仓储作为物资管控的重要环节之一，对物资整个供应链物力管理水平的提升影响巨大。物资管理子系统针对有出入库的仓储物资管理实现账、卡、物统一，以提高物资管理的及时性和准确性，实现入库、出库、盘点、运输定位、监控的自动化，充分利用移动技术、条码技术、仓储自动化设备以及其他先进手段，实现仓库管理作业的高效移动和全程跟踪监控，形成布局科学、储备合理、周转高效的仓储体系。同时，基于RFID技术，实现无接触信息传递，并通过所传递的信息实现识别功能，与ERP系统实现数据读出和导入功能。

出库入库流程是：所有资产入库时贴二维码或FRID码，扫码后信息生成台帐，并按照上架策略自动入库，其中，上架策略有3种，即固定仓位、现有仓位、空仓位。出库时，先将出库单提交库房管理员，生成领料单，并根据下架策略生成出库单，然后领料出库。下架策略有4种，即固定仓位、先进先出、后进先出、大小数量等。物资根据使用情况分为低值易耗品、工器具和固定资产。低值易耗品直接消费，工器具可借用、归还和报损等，固定资产有保修和变更等功能。

工具子系统着重于实现工器具的租用、使用说明、校检周期提醒、寿命管理、补货管理、借出、归还、使用情况登记，建立精确的工器具台账，实时掌握库存数量、使用情况、使用年限，实现对机电设备检修过程中进入风洞和尾水管等重要检修场地使用的工具的移动智慧管控，确保不会有工具遗漏在检修设备中。对于桌面借用的工具，在桌面读写器上刷员工工作卡和工具，读取员工卡的RDID和工具上传至服务器，获取工具和员工信息，并可通过条形码识别工具信息，归还时刻直接刷工具，并提供归还工具的存放位置，管理员确认后完成归还操作。在PC端可以实现工具借还数据分析等功能，手机端可以实现搜索、现场借还等操作，采用手持机终端实现大工器具借还和盘点等操作，采用蜂巢快递柜原理远程管理库房，监控库房和工具的使用情况。

图2 资产管理子系统

通过资产管理PC端、手持机设备、手机APP软件有机融合全方位统一管理，对工器具、物资、资产进行全生命周期管理，实现大数据的统计分析。

3.3 资产全生命周期管理编码规则

在对资产进行全生命周期管理的过程中，需要对物料编码、采购批次号、设备编码、资产编码等主要数据实行统一管理。为了实现资产全寿命管理过程中物料编码、设备编码和资产编码等各阶段编码的多码联动和信息贯通，引入了设备实物标识编码，这是该实物唯一、终身的身份编号。

实物ID的编码规则是：实物“ID”编码遵循统一的编码规则，总22位，由“公司代码段（3位）+流水号（18位）+校验位（1位）”构成。实物“ID”赋予现场实物之后不得更换，且流水号根据入库单中的入库数量生成，最终实现一物一号。

4 信息安全体系技术

安全体系要求实现物理安全、数据采集安全、数据传输安全和数据分析处理、集成安全的统一结合，以确保电网资产各业务数据的机密性、完整性、真实性和网络容错性。在实际工作过程中，主要采取以下几个方面的安全策略：①采用国家信息安全第三级保护，物理现场安全设计，网络划分边界部署安全设备，接入网关技术、网络异构通信协议转换和传感节点安全接入技术，根据安全要求和策略对边界控制设备、主要网络设备、操作系统和数据库进行加固配置。②数据库安全。通过webspher配置数据源，部署的web应用隐藏数据库连接信息，以保证数据的安全性。③网络安全。物理网络边界采用入侵监测和防火墙产品监视相关攻击行为，包括端口扫描、强力攻击、木马后门攻击、IP碎片攻击和网络蠕虫攻击等。④应用安全。采取用户身份鉴别、访问控制、系统登录日志管理等各项严格的措施来确保各项操作的安全性，防止未授权用户非法访问系统、非法获取信息或进行非法操作，确保数据信息的安全。通过用户认证、日志管理、加密传输等方法保证应用的安全性。⑤开发安全。在开发过程中，要严格遵守技术开发安全规则。

5 结束语

本文根据智能电网的特性需求，研究设计了基于物联网RDID、GIS、大数据等技术的智能电网全生命周期资产管理系统，通过对体系的软硬件架构分析，设计固定资产子系统、出入库物资管理子系统、工器具管理子系统，并对资产实物按一定编码规则进行编码管理。对系统安全体系的研究是应用的重要保障，因此，要实现智能电网资产管理的“全生命周期管理”“资产自动管理”，使管理精益化、自动化、智能化，提高资产的效益和使用率。