周志剛，孫 剛

（中國(guó)廣核新能源控股有限公司，北京 100070）

0 引言

風(fēng)力發(fā)電作為安全，清潔，高效的能源，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。國(guó)家能源局2016 年發(fā)布《風(fēng)力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，2017 年發(fā)布《可再生能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，2019 年發(fā)布《關(guān)于下達(dá)2019 年全國(guó)風(fēng)電開(kāi)發(fā)建設(shè)方案的通知》，目標(biāo)為2020 年底風(fēng)電累計(jì)并網(wǎng)裝機(jī)容量確保達(dá)到2.1 億千瓦以上，年發(fā)電量確保達(dá)到4200 億千瓦時(shí)，實(shí)現(xiàn)2020 年和2030 年非化石能源分別占一次能源消費(fèi)比重15%和20%的目標(biāo)。國(guó)家能源局一系列發(fā)文，持續(xù)推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)，標(biāo)志著我國(guó)風(fēng)電行業(yè)進(jìn)入大規(guī)模發(fā)展階段。

風(fēng)電行業(yè)大規(guī)模發(fā)展勢(shì)必對(duì)設(shè)備運(yùn)行維護(hù)提出極高要求，歸納為以下4 個(gè)方面。

（1）風(fēng)電投運(yùn)規(guī)?；鲩L(zhǎng)，急需快速提高運(yùn)維水平使之與投運(yùn)規(guī)模匹配。

（2）單體風(fēng)場(chǎng)規(guī)模小，因成本壓力無(wú)法像傳統(tǒng)電力在現(xiàn)場(chǎng)安排大量人員負(fù)責(zé)運(yùn)維。

（3）風(fēng)機(jī)分布分散，維修不及時(shí)極易造成安全隱患。

（4）風(fēng)電信息化水平應(yīng)用深度不足，無(wú)法和泛在電力物聯(lián)網(wǎng)等行業(yè)主流技術(shù)匹配融合，影響企業(yè)在行業(yè)中建立領(lǐng)先地位。

按社會(huì)發(fā)展規(guī)律，當(dāng)生產(chǎn)力與生產(chǎn)關(guān)系不匹配時(shí)，先進(jìn)的生產(chǎn)力必然會(huì)帶來(lái)生產(chǎn)關(guān)系及勞動(dòng)工具變革，風(fēng)電規(guī)?；l(fā)展與當(dāng)前運(yùn)檢模式形成尖銳矛盾已成事實(shí)，所以急需實(shí)現(xiàn)總部集控+基地運(yùn)檢隊(duì)伍共用的業(yè)務(wù)模式，滿足運(yùn)檢團(tuán)隊(duì)異地協(xié)同工作、運(yùn)檢人員分散式管理的新需求，最終向風(fēng)電現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人值守、少人值守的方向發(fā)展。因此，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在風(fēng)電行業(yè)移動(dòng)運(yùn)檢模式的應(yīng)用將是大勢(shì)所趨，風(fēng)電行業(yè)移動(dòng)運(yùn)檢平臺(tái)的建設(shè)是自然結(jié)果。

歷時(shí)3 年，通過(guò)解析移動(dòng)運(yùn)檢業(yè)務(wù)特色，建立RFID（Radio Frequency Identification，無(wú)線射頻識(shí)別）設(shè)備識(shí)別手段，搭建基于專(zhuān)屬Wi-Fi（無(wú)線上網(wǎng)）、Mesh（無(wú)線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)）等技術(shù)的場(chǎng)站級(jí)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通道，開(kāi)發(fā)基于互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)跨平臺(tái)技術(shù)的行業(yè)移動(dòng)運(yùn)檢平臺(tái)，最終使基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的風(fēng)電行業(yè)移動(dòng)運(yùn)檢模式真正落地，滿足大量風(fēng)機(jī)的分散式運(yùn)維本質(zhì)要求。

1 平臺(tái)設(shè)計(jì)原則

具有風(fēng)機(jī)數(shù)量大、分布極其分散、地處偏遠(yuǎn)的特點(diǎn)，奔赴單臺(tái)風(fēng)機(jī)路程時(shí)間長(zhǎng)，整體行業(yè)逐步向“無(wú)人值守、少人值守”發(fā)展，為配合新業(yè)務(wù)模式形成和行業(yè)技術(shù)發(fā)展大趨勢(shì)，信息化平臺(tái)設(shè)計(jì)基于如下原則：

（1）在數(shù)據(jù)傳輸、互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)、硬件物聯(lián)方面，應(yīng)具有兼容性，作為發(fā)電企業(yè)尤其遵循泛在電力物聯(lián)網(wǎng)框架，在RFID 技術(shù)、各類(lèi)傳感器、定位技術(shù)、圖像獲取技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)方面依照國(guó)標(biāo)、行標(biāo)開(kāi)展，保證與SG-eIoT（泛在電力物聯(lián)網(wǎng)）標(biāo)準(zhǔn)集成。

（2）建立靈活、機(jī)動(dòng)、快速響應(yīng)的移動(dòng)檢修模式，維護(hù)工程師無(wú)需在固定地點(diǎn)值守，可隨時(shí)隨地通過(guò)物聯(lián)終端接受工作任務(wù)、進(jìn)行工作溝通，并以路途消耗時(shí)間最佳路徑趕赴維修現(xiàn)場(chǎng)，確保對(duì)風(fēng)機(jī)故障快速響應(yīng)。

（3）移動(dòng)運(yùn)檢平臺(tái)采用主流信息系統(tǒng)操作模式，通過(guò)易用化降低對(duì)運(yùn)檢人員IT 技能要求，通過(guò)簡(jiǎn)單培訓(xùn)即可上崗使用。

（4）運(yùn)維平臺(tái)同時(shí)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)工作包、故障樹(shù)經(jīng)驗(yàn)庫(kù)功能，指導(dǎo)維護(hù)工作開(kāi)展，并形成經(jīng)驗(yàn)反饋，自然完善運(yùn)檢知識(shí)圖譜。

（5）實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)人員工作行為透明化管理，通過(guò)物聯(lián)終端實(shí)現(xiàn)運(yùn)檢工程師的工作記錄和管理，將原先由于人員分散造成的管理困難進(jìn)行根本改善。

2 風(fēng)電行業(yè)移動(dòng)運(yùn)檢平臺(tái)建設(shè)

移動(dòng)運(yùn)檢平臺(tái)通過(guò)先進(jìn)技術(shù)和管理業(yè)務(wù)融合，實(shí)現(xiàn)大量風(fēng)電場(chǎng)“兩票三制”作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化、分散式庫(kù)存管理標(biāo)準(zhǔn)化，并且總部能夠通過(guò)大數(shù)據(jù)理念對(duì)不同地區(qū)運(yùn)維數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤與分析。

2.1 移動(dòng)運(yùn)檢平臺(tái)架構(gòu)模式

移動(dòng)運(yùn)檢平臺(tái)的設(shè)計(jì)方式按照企業(yè)云的架構(gòu)來(lái)建設(shè)，將整個(gè)平臺(tái)建設(shè)在一個(gè)完整、安全、統(tǒng)一的云平臺(tái)上，采用“SaaS 軟件即服務(wù)”模式，對(duì)外提供統(tǒng)一推送服務(wù)、文檔解析服務(wù)、數(shù)據(jù)優(yōu)化服務(wù)、智能更新服務(wù)等等功能，實(shí)現(xiàn)企業(yè)集約化建設(shè)與管理（圖1）。其中，SaaS 即Software as a Service（軟件即服務(wù)）。

統(tǒng)一云平臺(tái)架構(gòu)建設(shè)，優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在以下3 個(gè)方面。

（1）集團(tuán)通過(guò)統(tǒng)一架構(gòu)建設(shè)，可對(duì)本企業(yè)下屬所有單位移動(dòng)信息化進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃及管理，體現(xiàn)集中式管理的優(yōu)勢(shì)。

（2）通過(guò)統(tǒng)一部署的方式，在項(xiàng)目實(shí)施、維護(hù)更標(biāo)準(zhǔn)、快捷。超過(guò)300 家風(fēng)場(chǎng)、超過(guò)3000 用戶(hù)的無(wú)需專(zhuān)職移動(dòng)應(yīng)用維護(hù)人員，總部后臺(tái)技術(shù)人員可對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一部署、升級(jí)和維護(hù)。

（3）極大節(jié)約設(shè)備成本、人力成本、時(shí)間成本。

2.2 移動(dòng)運(yùn)檢平臺(tái)安全模式

信息安全歷來(lái)是發(fā)電企業(yè)信息化建設(shè)必要保障點(diǎn)，隨著國(guó)家網(wǎng)絡(luò)安全法、電監(jiān)會(huì)1 號(hào)令的發(fā)布，信息安全提到頭等重要位置。基于以上原因，移動(dòng)運(yùn)檢平臺(tái)建立全鏈條信息安全保障機(jī)制，包括終端安全、接入安全、傳輸安全、存儲(chǔ)安全、機(jī)制安全等多個(gè)維度（圖2）。

圖1 移動(dòng)運(yùn)檢平臺(tái)部署邏輯架構(gòu)

圖2 全鏈條信息安全保障機(jī)制

（1）終端安全：通過(guò)對(duì)每一部移動(dòng)終端進(jìn)行統(tǒng)一的設(shè)備注冊(cè)綁定機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備在任何狀態(tài)下的管理。如丟失情況下，發(fā)送指令進(jìn)行遠(yuǎn)程安全擦除，第一時(shí)間確保應(yīng)用信息不外泄露；加密策略確保了任何訪問(wèn)過(guò)、下載過(guò)的附件或文件，都是經(jīng)過(guò)加密處理；功能限制策略可使公司配發(fā)的終端禁止拍照、打電話等功能，而只能用于處理工作時(shí)使用等。

（2）接入安全：采用設(shè)備號(hào)、SIM 卡號(hào)與使用人員信息的唯一對(duì)應(yīng)，避免非該設(shè)備的使用人員通過(guò)非法手段進(jìn)入到企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)中；同時(shí)，企業(yè)為移動(dòng)應(yīng)用用戶(hù)也同時(shí)配置了APN（Access Point Name，接入點(diǎn)名稱(chēng)）專(zhuān)有通道，可隨時(shí)在互聯(lián)網(wǎng)、APN 專(zhuān)線中切換。

（3）傳輸安全：采用國(guó)際公認(rèn)并普遍采用的Socket 網(wǎng)絡(luò)通道加密技術(shù)SSL（Secure Sockets Layer，安全套接層）技術(shù)，通過(guò)數(shù)字證書(shū)的安全性來(lái)保證系統(tǒng)的整體安全。

（4）賬號(hào)安全：采用基于非對(duì)稱(chēng)RSA 算法的CA 認(rèn)證機(jī)制保障帳號(hào)安全，屬于國(guó)密辦核準(zhǔn)方式之一。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)傳輸情況，采用服務(wù)器單向授信，即終端側(cè)僅保存CA 簽發(fā)的根證書(shū)，而服務(wù)器加載CA 簽發(fā)的服務(wù)器授信證書(shū)。使得終端連接時(shí)可以明確服務(wù)器的可信任性。

（5）存儲(chǔ)安全：任何緩存在終端本地的數(shù)據(jù)通過(guò)安全策略進(jìn)行加密或定時(shí)清理。存儲(chǔ)數(shù)據(jù)采用加密方式。

通過(guò)以上方式規(guī)范了移動(dòng)運(yùn)檢平臺(tái)建設(shè)的安全標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一技術(shù)方案和指標(biāo)，避免出現(xiàn)“短板”問(wèn)題；任何移動(dòng)終端的接入都必須完成指定的審批流程、安裝指定的準(zhǔn)入MDM（Mobile Device Management，移動(dòng)設(shè)備管理）軟件，實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)應(yīng)用的信息安全高端管控。

2.3 移動(dòng)運(yùn)檢平臺(tái)開(kāi)發(fā)模式

目前業(yè)界主流的移動(dòng)終端多樣，如iOS、Android、Windows Phone 操作系統(tǒng)等，品牌型號(hào)多樣，包括蘋(píng)果、三星、華為、小米等，分辨率更是變化多樣，不可能針對(duì)所有機(jī)型進(jìn)行定制性開(kāi)發(fā)和部署，本項(xiàng)目開(kāi)發(fā)通過(guò)下圖跨平臺(tái)開(kāi)發(fā)部署技術(shù)，兼容HTML5網(wǎng)頁(yè)、Hybrid 混合、Native 原生的多引擎運(yùn)行，最終適配各種硬件終端、操作系統(tǒng)、分辨率。尤其在HTML5 和Hybrid 開(kāi)發(fā)下，實(shí)現(xiàn)了跨操作系統(tǒng)、跨終端的業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)，一套代碼在不同的平臺(tái)上解析產(chǎn)生完全相同的用戶(hù)體驗(yàn)和業(yè)務(wù)效果，使開(kāi)發(fā)人員不用擔(dān)心移動(dòng)應(yīng)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題，只需專(zhuān)注于自己的業(yè)務(wù)所長(zhǎng)。

數(shù)據(jù)交互原理方面，通過(guò)調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)化的WebService 接口進(jìn)行業(yè)務(wù)處理，移動(dòng)應(yīng)用中間件通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的HTTP 通信協(xié)議，向WebService 接口提交XML 數(shù)據(jù)（或者接收WebService 接口發(fā)送過(guò)來(lái)的XML 數(shù)據(jù)），中間件服務(wù)器分析處理和生成需要移動(dòng)化部分?jǐn)?shù)據(jù)，最終在智能客戶(hù)端實(shí)現(xiàn)界面的展現(xiàn)（圖3）。設(shè)備個(gè)別方面，通過(guò)RFID 實(shí)現(xiàn)移動(dòng)檢修平臺(tái)對(duì)風(fēng)機(jī)大部件定位和信息獲取，通信方面，在風(fēng)機(jī)側(cè)通過(guò)Wi-Fi+Mesh 的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)機(jī)側(cè)無(wú)線信號(hào)覆蓋。從而從設(shè)備識(shí)別、無(wú)線信號(hào)傳輸、軟件數(shù)據(jù)交互多方面整合，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)運(yùn)檢技術(shù)平臺(tái)整體架構(gòu)。

在技術(shù)上統(tǒng)一了“起跑線”，達(dá)到企業(yè)UI（User Interface，用戶(hù)界面）和用戶(hù)體驗(yàn)的一致化，避免各分公司、各風(fēng)場(chǎng)在移動(dòng)應(yīng)用建設(shè)上差異化的問(wèn)題，同時(shí)也降低了運(yùn)維成本。

圖3 一次開(kāi)發(fā)跨平臺(tái)部署

3 經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益分析

移動(dòng)信息化一直是新能源行業(yè)信息化發(fā)展的重要方向之一，通過(guò)該項(xiàng)目的研究與實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)基于安卓、蘋(píng)果、華為、三星等主流智能終端的跨平臺(tái)應(yīng)用，用戶(hù)范圍已覆蓋總部、29 家分公司、近300 多個(gè)風(fēng)場(chǎng)，極大的提高企業(yè)信息流轉(zhuǎn)和工作處理及時(shí)性。

變革發(fā)電企業(yè)集中檢修傳統(tǒng)模式，具體價(jià)值體現(xiàn)在以下5個(gè)方面。

（1）體現(xiàn)巨大經(jīng)濟(jì)效益。風(fēng)機(jī)分散、地域廣闊，檢修人員無(wú)論身處何地，可隨時(shí)接收“中央集控調(diào)度”發(fā)來(lái)的檢修命令，直接在風(fēng)機(jī)現(xiàn)場(chǎng)建工作票、審批及開(kāi)工，直到完成檢修任務(wù)，不再需要像傳統(tǒng)電力 必須集中在辦公區(qū)待命，極大適應(yīng)了風(fēng)電業(yè)務(wù)模式，同時(shí)不需要往返故障風(fēng)機(jī)和風(fēng)場(chǎng)中控室多次進(jìn)行多次審批簽字，縮短停機(jī)時(shí)間，增加發(fā)電量。非常適合新能源未來(lái)“大區(qū)域檢修”的先進(jìn)理念。

業(yè)務(wù)移動(dòng)化可充分利用個(gè)人的“碎片時(shí)間”，將其轉(zhuǎn)化為能夠產(chǎn)生工作價(jià)值的有效時(shí)間，極大的提高了工作的效率和及時(shí)性，這也是社會(huì)發(fā)展大趨勢(shì)，尤其在高科技行業(yè)已經(jīng)非常成熟。按照電力行業(yè)平均年收入20 萬(wàn)元計(jì)算（數(shù)據(jù)來(lái)自賽迪分析報(bào)告），即平均每小時(shí)的工作價(jià)值約為111 元，如果每人每天累計(jì)使用0.5 h，按人工成本折算理論上額外產(chǎn)生的收益約2025 萬(wàn)元/（千人·年）。計(jì)算公式如下：

“111×0.5×1000×365=2025 萬(wàn)元/（千人·年）”。其中，1000 為使用人數(shù)。

（2）檢修經(jīng)濟(jì)效益明顯?！耙苿?dòng)運(yùn)檢平臺(tái)”作為“智能風(fēng)電場(chǎng)”建設(shè)的重要組成部分，根據(jù)試點(diǎn)風(fēng)場(chǎng)反饋使用數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)如下：

時(shí)間變短：引用一線人員試用反饋報(bào)告“現(xiàn)在新設(shè)備投入后，開(kāi)票時(shí)間由之前的15 min，加快到僅3～5 min 就能夠完成”，在當(dāng)前公司人力成本較高，現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)票工作量大的情況下，把開(kāi)票占用時(shí)間縮短三分之二，帶來(lái)的人力成本節(jié)約不可估量。通過(guò)移動(dòng)運(yùn)檢平臺(tái)投運(yùn)，平均減少故障停機(jī)時(shí)間10 min，按標(biāo)準(zhǔn)發(fā)電能力核算，預(yù)估每萬(wàn)千瓦每年節(jié)約電量為107 085+181 123=288 208 kW·h=28.820 8 萬(wàn)千瓦時(shí)；按1000 萬(wàn)千瓦裝機(jī)為標(biāo)準(zhǔn)核算，年可節(jié)約電量約為28.820 8×1000=2.9 億千瓦時(shí)。

（3）實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化管理。因一線檢修人員存在辦公地點(diǎn)分散、移動(dòng)化明顯的特點(diǎn)，相比電腦更愿意使用簡(jiǎn)單易用的移動(dòng)運(yùn)檢平臺(tái)，而移動(dòng)運(yùn)檢平臺(tái)作為公司管理意志的載體，集成了統(tǒng)一的運(yùn)維流程和標(biāo)準(zhǔn)，從而潛移默化地把公司所有風(fēng)電場(chǎng)的檢修業(yè)務(wù)統(tǒng)一，也利于公司統(tǒng)一檢修規(guī)程的落地。

（4）實(shí)現(xiàn)協(xié)同工作。傳統(tǒng)檢修模式中，進(jìn)行工單派工、審批、工作票結(jié)票等環(huán)節(jié)時(shí)，工作人員必須返回主控室簽字，相比火電、核電返回主控僅需走路，而風(fēng)電場(chǎng)最遠(yuǎn)風(fēng)機(jī)有時(shí)開(kāi)車(chē)都要2 h 的巨大差異，傳統(tǒng)檢修模式耗費(fèi)了大量人力、財(cái)務(wù)，尤其因長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)帶來(lái)的電量損失。目前通過(guò)移動(dòng)運(yùn)檢平臺(tái)，大家協(xié)同的模式變了，不再需要聚在一起面對(duì)面進(jìn)行工作審批，及時(shí)修復(fù)風(fēng)機(jī)，避免較大損失電量。

（5）加快信息傳遞速度，促進(jìn)公司向?qū)崟r(shí)企業(yè)轉(zhuǎn)變，提高經(jīng)營(yíng)決策效率。

4 結(jié)論和展望

隨著信息技術(shù)不斷發(fā)展和成熟，風(fēng)電行業(yè)因?yàn)椤暗靥幤h(yuǎn)、點(diǎn)多面廣、高度依賴(lài)設(shè)備穩(wěn)定性”的特色，相比于傳統(tǒng)發(fā)電企業(yè)必將更快地發(fā)展成為高度依賴(lài)信息化的企業(yè)，從而實(shí)現(xiàn)“遠(yuǎn)程集中調(diào)控、大區(qū)域基地化檢修、無(wú)人值守”的發(fā)展目標(biāo)，而這一切都貫穿著移動(dòng)的基因，移動(dòng)互聯(lián)檢修的時(shí)代已經(jīng)全面來(lái)臨。未來(lái)，將在完善移動(dòng)運(yùn)檢平臺(tái)當(dāng)前成果的基礎(chǔ)上，繼續(xù)研究“無(wú)人庫(kù)房+RFID”“設(shè)備智能預(yù)警”“功率預(yù)測(cè)”等方向，最終實(shí)現(xiàn)風(fēng)電智能檢修全鏈條方案，積極推動(dòng)風(fēng)電行業(yè)向智能化邁進(jìn)。