考虑负荷侧的变电运维精细网格化管理系统的设计与开发_张慧丽.pdf

软件技术本栏目责任编辑：谢媛媛Computer Knowledge and Technology电脑知识与技术第19卷第3期(2023年1月）第19卷第3期(2023年1月）考虑负荷侧的变电运维精细网格化管理系统的设计与开发张慧丽1，2，张姝3，张中原4，张志豪1，2(1.郑州电力高等专科学校科研处，河南 郑州450000；2.河南省电厂节能环保工程技术研究中心，河南 郑州450000；3.国网商丘供电公司 变电运维中心，河南 商丘 476000；4.中国传媒大学，北京 100024)摘要：随着新能源电力的不断接入，需要考虑负荷侧用电充分消纳新能源电力。变电运维精细网格化管理系统考虑负荷侧的调节能力，提高变电站日常工作的精益化管理水平。该系统提供一种网格化的线上管理方式，助力电力企业内部管理制度的优化，确保各项管理工作的有效落实，变电运维班日常工作提前发现并记录隐患，实现变电运维班工作效率的全面提升。系统的主要功能有任务管理，用户角色管理，权限管理，系统管理和安全手册。关键词：变电运维精细网格化管理系统；负荷侧；新能源消纳中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2023)03-0047-04开放科学（资源服务）标识码(OSID)：1 概述每年电力企业均会发布变电专业精益化管理评价工作方案，对所管辖的变电站进行精益化管理水平进行评价。变电运维精益化管理是一种科学合理的管理方法，能够实现电力企业内部管理制度的优化，确保各项管理工作的有效落实，降低变电运维事故，实现变电运维工作效率的全面提升；能够实现变电运维各个环节的有效衔接，并做好内部资源的协调配置，降低资源损害，提高资源利用效率，实现企业经营效益的提升。对电力企业发展具有深远意义。为了使变电运维精细网格化管理系统能够满足电力公司的实际需求，项目团队以某变电站为调研对象，对变电运维工作实施全面调研，变电运维主要管理对象包括：安全器具管理、防汛管理、消防管理、安全活动、防小动物管理、班组人员业务培训、参加计划内培训和演练、红外测温、绩效考核、周边环境提升、车辆、其他记录、临时性工作。为了消纳接入的新能源电力，变电站考虑接入负荷的用电情况，分析用户的用电数据，为用户推广符合电价政策的方案，促进新能源电力消纳，助力国家“双碳”目标的实现。2 考虑负荷侧的网格化管理网格化管理模式应用于变电运维班日常管理，需要对变电运维工作进行划分。专项管理工作对变电站的日常管理起到了监督整改的积极作用，也是网格化运维管理的划分依据。在专项管理工作进行中，评估专家会对变电站各项管理工作按照精益化管理标准进行评价，对优秀经验进行推广，并指出需要整改的地方，保证变电站安全生产必需的管理环节，并记录日常管理数据及照片资料。变电站生产操作要严格按照电力系统安全生产管理规定进行日常标准化安全管理。运维班日常工作中统计接入变电站的负荷的用电情况，收集用电数据，分析用电数据，为用户提供既能够节省用电经费，又能够充分消纳新能电力的用电方案。3 变电运维精细网格化管理系统的设计与开发项目开发前选择一个恰当且适合的架构体系会事半功倍，网络上软件系统大致可以分为B/S和C/S结构1。本系统主要采用 B/S 体系结构，B/S 结构是WEB兴起后的一种网络结构模式，这种模式统一了客户端，将系统功能实现的核心部分集中到服务器上，简化了系统的开发、维护和使用2。3.1 系统目标本系统主要是为电力企业的日常管理进行设计的，同时为了保证系统能够长期、高效、安全、稳定、可收稿日期：2022-08-15基金项目：河南省高等学校重点科研项目“柔性负荷促进电网新能源消纳的研究”（编号：22B480005）；2021年度河南省科技攻关项目“高占比新能源消纳中负荷侧响应关键技术的研究”（编号：212102210263)；2021年郑州电力高等专科学校科研项目“变电运维精细网格化管理系统设计与开发”（编号：ZEPCKY2021-22)作者简介：张慧丽(1978)，女，河南郑州人，副教授，硕士，研究方向为新能源消纳，电网信息化建设，智能输配电；张姝，女，河南商丘人，工程师，高级技师，研究方向为变电运维，设备运维检修；张中原，男，河南郑州人，硕士，研究方向为传媒技术、信息化应用。E-mail：http：/Tel：+86-551-65690963 65690964ISSN 1009-3044Computer Knowledge and Technology电脑知识与技术Vol.19,No.3,January202347DOI:10.14004/ki.ckt.2023.0136本栏目责任编辑：谢媛媛软件技术Computer Knowledge and Technology电脑知识与技术第19卷第3期(2023年1月）第19卷第3期(2023年1月）靠的运行，系统应满足以下性能需求和目标：1)完全响应式布局，支持电脑、平板、手机等主流设备运行；2)支持按钮及数据权限，可自定义角色数据权限；3)界面美观，操作简单、便捷；4)实现基本任务流程；5)系统处理数据的准确性和及时性；6)系统的易用性和易维护性。3.2 系统层次分析本系统基于开源系统，采用MVC的设计模式3。M是指业务模型，V是指用户界面，C则是控制器，使用MVC的目的是将M和V的实现代码分离，从而使同一个程序可以使用不同的表现形式。具有耦合性低，重用性高，可维护性高等特点4。3.3 功能设计根据以上分析，系统开发的核心在于任务的分发和管理，出于此核心需求，单纯的任务管理无法满足这一基本需求，还需要考虑人员的分组等外界约束条件，因此本套变电运维精细网格化管理系统的总体设计如图1所示，包含任务管理，用户角色管理，权限管理，系统管理和安全手册五大功能,其下含有若干小功能。图1 系统功能示意图3.3.1 任务管理任务管理是变电运维精细网格化管理系统的核心功能。包含添加任务、分配任务、正常管理、隐患管理。主要功能是站长根据工作计划添加任务或临时任务然后经由组长分发，最后由班组执行上报结果。班组执行过程中若无隐患则填表执行正常管理，若有隐患则填表执行隐患管理报备并尝试解决，解决后则执行正常管理，仍未解决将上报组长，待专人处理。任务流程图如图2所示。在变电站这种高危场所下，对隐患是零容忍，所以对隐患的发现及处理更是重中之重。系统隐患管理功能中对隐患的解决流程做出了细致的划分隐患发现人、发现时间、隐患照片、是否解决、解决方式、解决后照片，以确保万无一失。图2 任务流程示意图3.3.2 用户角色管理用户角色管理功能是系统的重要功能，包含员工管理、角色管理、分组管理。主要作用是为任务管理做辅助，管理员工的增删，调整员工的职位，分配员工的组别，确保各项管理工作的有效落实，降低变电运维事故，实现变电运维工作效率的全面提升，对电力企业发展具有深远意义。3.3.3 权限管理权限管理模块主要有两个功能，权限管理和身份认证，前者为不同角色分配不同的系统权限，可以做增删。后者，则根据登录账号的角色给予相应的权限。权限管理给予了变电运维精细网格化管理系统权限层级，各个角色只能访问对应层级的资源，更加便于管控和调配。3.3.4 系统管理系统管理功能主要包含密码修改、退出系统和公告管理。前两者为系统的安全功能，避免员工因忘记退出或密码泄露造成机要照片走漏。后者为通告功能，在该模块内，管理员可以发布公告等信息。当公司有重要信息发布，就可以在该模块快捷发布。管理员可对内容进行编辑，进行发布，在发布的信息中除了主要内容外还附加上发送人姓名和日期等信息。员工只具有查看的权限。48软件技术本栏目责任编辑：谢媛媛Computer Knowledge and Technology电脑知识与技术第19卷第3期(2023年1月）第19卷第3期(2023年1月）3.3.5 安全手册这一功能旨在让每一名员工熟悉公司的各项安全管理制度、工艺安全技术规程、设备安全操作及维护规程等。同时，会罗列变电站的标准安全管理规程、带电操作安全规程、设备检修安全规程和安全检查等。断路器的设备出厂铭牌齐全并清晰可识别，没有油污灰尘的污染，断路器的运行编号、相序标识齐全清晰可识别，断路器支架有没有锈斑和变形等，断路器连接法兰和螺栓没有锈斑、脱落的油漆，接地线没有松动、锈斑，断路器的安装基础没有下沉和被破坏的现象。3.4 数据库设计通过对变电运维精细网格化管理系统的需求分析，数据库应采用关系型数据库5。关系型数据库可减少数据大量重复问题，优化数据库结构，避免数据冗余，减少算力流失，降低算力平台负载。核心数据库表中的用户表、任务表、任务分配表和隐患表的结构如表1表4所示。用户表主要用来存储各个用户的基本信息：用户名、姓名、密码、手机号以及用户类型。数据表结构详细如表1。表1 用户表名 称u_idu_useru_nameu_passwordu_phoneu_typefind描 述用户ID用户名姓 名密 码手机号用户类型关联字段ID数据类型intvarcharvarcharvarcharvarcharvarcharvarchar大 小20646464646464任务表用来存储站长发布的任务细节：任务名称、任务类型、任务描述和由系统生成的任务生成时间等。数据表结构详细如表2。表2 任务表名 称t_idt_namet_typet_explaint_timefindt_state描 述任务id任务名称任务类型任务描述任务生成时间关联字段ID任务状态数据类型intvarcharvarcharvarcharvarcharvarcharvarchar大 小20646464646464任务分配表用来存储组长分配给组员的任务明细：任务开始时间、任务结束时间、任务地点、任务负责人。数据表结构详细如表3。表3 任务分配表名 称t_idt_ftimet_etimet_persont_timefind描 述任务id任务开始时间任务结束时间任务负责人任务地点关联字段ID数据类型intvarcharvarcharvarcharvarcharvarchar大 小206464646464隐患表用来存储任务执行中发现的隐患详细信息：对应任务的id、隐患名称、发现时间、地点、隐患说明、发现人、隐患照片、是否解决、解决后照片。数据表结构详细如表4。表4 隐患表名 称p_idt_idp_namep_fnamep_wherep_explainp_peoplep_photop_solvep_ephoto描 述隐患id对应任务id隐患名称发现时间地 点隐患说明发现人隐患照片是否解决解决后照片数据类型intvarcharvarcharvarcharvarcharvarcharvarcharvarcharintvarchar大 小20646464646464642643.5 设计实现网站顶部为TOP栏，左侧为菜单导航栏，中间则为操作和展示区。TOP栏：主要为和账户相关功能：个人中心、修改密码、切换布局、退出登录等。导航栏：包含网站的各种功能，不同角色的功能各不相同，超级管理员账户的功能为首页、系统管理、任务管理、系统监控、系统工具和实例演示。管理员和普通账户的功能则为首页、任务管理、用户角色管理、权限管理、系统管理和安全手册。站长验证登录后可以分配权限信息、设置小组、调整人员、发布任务、发布公告、更改首页信息等。站长发布任务得从任务管理中的任务界面添加任务详情：任务名称、任务类型、任务描述，生成时间由系统自动生成。然后交由组长，组长由任务管理中的任务分配功能来分配具体任务给组员。组员在执行完成后反馈任务情况：是否有隐患、是否解决，有隐患则去隐患管理功能中填写表单。隐患表单内容详细、精确，确保万无一失。移动端界面通过响应式布局动态适应而来。任务管理界面、任务分配界面、隐患管理界面、移动端界面分别如图3图6所示。49本栏目责任编辑：谢媛媛软件技术Computer Knowledge and Technology电脑知识与技术第19卷第3期(2023年1月）第19卷第3期(2023年1月）图3 任务管理界面