0 引言

輸變電設備是電力系統(tǒng)中不可缺少的“元件”，其檢修維護直接關系著電網(wǎng)的整體質量。為保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，對輸變電設備的運轉情況進行監(jiān)測非常必要。針對輸變電設備的初始階段、日常運行階段以及檢修過程進行全方位的監(jiān)管，是電網(wǎng)管理的迫切要求。狀態(tài)管理是把技術監(jiān)督放在首位，及時發(fā)現(xiàn)安全隱患并加以消除。積極發(fā)揮各個部門的作用，堅持以專業(yè)為理念，全面提升管理質量

。為了滿足人們對電網(wǎng)提出的越來越高的要求，傳統(tǒng)的周期檢修管理方法已經(jīng)不能達到這個目標。

區(qū)塊鏈技術具有去中心化、可溯源、透明性、公開性的優(yōu)點，在各個領域的應用研究蓬勃發(fā)展。區(qū)塊鏈的優(yōu)點與輸變電設備管理要求相符合，為設備狀態(tài)管理提供了一種新的思路，區(qū)塊鏈與狀態(tài)管理的結合，使管理智能化與自動化，降低了輸變電設備發(fā)生故障的幾率。因此，能增強電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行、延長輸變電設備的生命周期。

1 區(qū)塊鏈技術

區(qū)塊鏈是將數(shù)據(jù)信息進行打包，以密碼學為基礎將數(shù)據(jù)存儲區(qū)塊連接起來的分布式賬本，是一個不依賴第三方的共享數(shù)據(jù)庫，具有去中心化、開放性、獨立性、安全性、匿名性等特點。區(qū)塊鏈作為公開透明的賬本，使用方、參與方、監(jiān)督方都可以對信息進行寫入，通過算法和密鑰存入信息，然后經(jīng)過共識機制的確認，在全網(wǎng)進行信息傳播，最終每個節(jié)點都具有完整一致的信息備份，從而實現(xiàn)區(qū)塊鏈的優(yōu)越性

，區(qū)塊鏈的工作過程如圖1所示。

區(qū)塊鏈無需第三方，即可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自我驗證與管理，區(qū)塊鏈大致可以分為數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡層、共識層、激勵層、合約層、應用層六個層次

，不同的層次使用不同的技術，在數(shù)據(jù)層使用哈希函數(shù)、加密算法等；在網(wǎng)絡層中構建了P2P網(wǎng)絡并加入驗證機制和傳播機制；在共識層中應用POW、POS等共識機制；激勵層配有分配機制等

；合約層采用智能合約來進行自我管理；應用層將區(qū)塊鏈所具有的去中心化、可溯源等優(yōu)勢應用于各行各業(yè)。區(qū)塊鏈各個層次相互配合來實現(xiàn)區(qū)塊鏈的功能

。

微課依托教學目標而存在，設計中所體現(xiàn)的內容較為形象，并且設計流程簡單、精準，有利于突出教學重點。微課講解時間短，能夠為學生提供更多的自主學習空間，能夠將更多的時間留給學生進行自主探究，學生的學習意識也能夠得到有效激發(fā)，學生的學習能力也能夠在這一過程中得到培養(yǎng)。微課能夠應用于不同的情境中，對于小學生來說更為適宜，為學生創(chuàng)建更為靈活的學習環(huán)境，從而促使學生在潛移默化中掌握數(shù)學知識，只要學生的自主學習意識不斷提高，就能在任何時間及地點中進行學習。除此之外，微課還有另一重要優(yōu)勢，就是能夠反復利用，學生在面對不懂的知識點時可以不斷通過微課進行知識點的深挖及研究，直到明確掌握知識點。

2 輸變電設備狀態(tài)管理

在測評模型設計方面，厲云（2013）用模糊層次分析法和主成分分析法對大學生素質進行測評并排序［12］。趙健（2014）借助于模糊綜合評判原理，從評價要素、要素權重和評價矩陣三方面進行分析［13］。林偉華（2012）基于灰色模糊理論引入學生綜合素質測評信息系統(tǒng)的概念，對系統(tǒng)的結構和功能進行分析并進行綜合評價［14］。劉秀麗（2013）利用層次分析法構建了大學生綜合素質測評體系，運用模糊綜合評價法構建大學生綜合素質測評模型［15］。姚朝宗（2014）運用方差膨脹因子對大學生綜合素質測評指標進行了共線性診斷，建立了綜合素質測評的偏最小二乘回歸模型［16］。

在設備常規(guī)運行時，對設備的監(jiān)管要通過日常巡檢、反措監(jiān)管、排查潛在弊端、制定預控措施來保證設備安全穩(wěn)定運行。日常巡檢中，也要對監(jiān)測設備的儀表儀器進行檢查，儀表儀器等反映設備實時狀態(tài)的電氣量應及時進行區(qū)塊鏈上鏈存儲，以便及時對電網(wǎng)宏觀調控；反措監(jiān)管是貫穿在整個監(jiān)管過程中，全面落實管理部門的規(guī)程確保每一項流程都合格，監(jiān)管的意見以及意見憑證也需要上鏈存儲；在排查潛在弊端時，工作人員為電網(wǎng)跟蹤流程編寫排查報告，對輸變電設備的可能故障進行擴展防控，排查結果上鏈存儲；在制定預控措施時，應該定期召開技術監(jiān)督分析會，針對工作期間出現(xiàn)的技術標準不匹配等問題，對輸變電設備進行新的全方位、跟蹤式的有效監(jiān)督。每個流程也都應該上鏈。

2.1 輸變電設備動態(tài)監(jiān)測

2.2 輸變電設備的管理和維護

電網(wǎng)的使用生命周期是由輸變電設備來決定的。由于在電網(wǎng)運行過程中，輸變電設備會產(chǎn)生損耗，當損耗持續(xù)一段時間后，為保證正常供電需要更換設備。更換設備通常意味著要更換其配套設備，勢必會影響企業(yè)的經(jīng)濟效益，也會對資源產(chǎn)生浪費，甚至影響持續(xù)供電。因此，對設備的維修保養(yǎng)顯得至關重要。從初始階段的審核配件規(guī)格、出廠檢定、安裝資質的管控，到全程常規(guī)運行的日常巡檢、反措監(jiān)管、排查潛在弊端的管控，每一步的管理做到位，將會延長設備的生命周期，從而使利益最大化。

3 區(qū)塊鏈在輸變電設備狀態(tài)管理的運用

加強輸變電設備管理平臺的建設，從生產(chǎn)、安裝、運行管理等方面構建監(jiān)管體系?；趨^(qū)塊鏈技術的輸變電設備監(jiān)管平臺，有助于追溯設備配件信息、監(jiān)測數(shù)據(jù)安全存儲、明確事故定責。

3.1 區(qū)塊鏈管理系統(tǒng)方案設計

本方案采用若干個組織和機構可共同參與管理的聯(lián)盟鏈，通過區(qū)塊鏈技術，輸變電設備生命周期過程中所有環(huán)節(jié)都需要進行管理并且數(shù)據(jù)上鏈存儲，避免電網(wǎng)因輸變電設備的損壞而產(chǎn)生事故。

圖2 為基于區(qū)塊鏈技術的輸變電設備管理流程

，對于設備的管理按時間順序分為設備投運前、設備常規(guī)運行、設備檢修三個層次。

在設備投運前，應該按審核配件的規(guī)格、出廠檢定、安裝資質審查來確保在安全運行前的一系列檢查工作。審核配件規(guī)格是工作人員按照原定的指標參數(shù)來查驗設備型號，需要各個部門配合查驗結果是否滿足最初的技術參數(shù)，查驗結果合格才能完成審批，每一步的查驗都需要各方將簽名后的結果上傳至區(qū)塊鏈永久保存。出廠檢定是在出廠前，對配件的查驗再進行一次復查，防止在大量的配套設施采購時混入不合格的產(chǎn)品。由專業(yè)的工作人員對主要設備再次查驗，對國家標準、試驗數(shù)值等逐一核實，將配件的參數(shù)結構等上鏈存儲，復查合格開具核查合格報告。安裝資質審查，較好的安裝水平和質保水平是延長輸變電設備使用生命周期的關鍵步驟

，工作人員需要嚴格按照圖紙和說明書進行安裝，查驗工程師也需要親臨現(xiàn)場，對設備的安裝進行跟蹤。每一步的參數(shù)審查和結果都應該由各方負責人員進行數(shù)字簽名，并上鏈保存。

倡導綠色和諧，構建可持續(xù)發(fā)展的管理生態(tài)。高校管理工作的理念是實現(xiàn)人與人、人與環(huán)境的和諧共存。組織管理的優(yōu)良與否，直接影響到高校的辦學效益與育人功能的發(fā)揮。高校要構建機構設置科學合理、權責明確、管理高效的管理生態(tài)，并在意見征求、制度修訂、考核評價及組織實施的各環(huán)節(jié)體現(xiàn)出科學規(guī)范性及人文關懷，充分調動廣大師生的積極性和創(chuàng)造性，保障學校辦學的合法有序。

在設備檢修階段，針對設備運行時出現(xiàn)的故障或者潛在的風險進行檢查和修理，沒有故障的定期檢修也是保證輸變電設備安全運行的必不可少的部分。設備停運期間要確保正常供電，供電不間斷，要提前進行規(guī)劃安排；在設備檢修或者更換期間，嚴格按照設備投運前的流程，設備檢修完成后恢復使用。在任何階段對不同的操作、不同的部門都應該明確分工，然后每次檢查結果、測量數(shù)據(jù)都應該上鏈保存。保存在區(qū)塊鏈中的信息，不僅有利于事故定責，對輸變電設備的管理和性能預測也提供了很好的參考。

3.2 區(qū)塊鏈管理系統(tǒng)方案實現(xiàn)機制

區(qū)塊鏈通過P2P網(wǎng)絡節(jié)點將各點連接起來，具有去中心化的特點，每個節(jié)點都要進行數(shù)據(jù)驗證、區(qū)塊共識、區(qū)塊傳播等。區(qū)塊鏈是一個分布式的賬本，每個節(jié)點的加入都要進行身份驗證。采用聯(lián)盟鏈管理系統(tǒng)中的節(jié)點要獲得準入資格才能參與記賬。在進入電網(wǎng)機構充當管理系統(tǒng)的一部分時，即可獲得準入資格，并且要按照每個管理流程進行數(shù)據(jù)的上報存儲，當節(jié)點獲得準入資格后，會獲得可以向區(qū)塊鏈所有節(jié)點公開的公鑰和本節(jié)點作為身份驗證的私鑰，通過公、私鑰可以保證區(qū)塊鏈信息的共享。當節(jié)點產(chǎn)生新區(qū)塊時，要將新區(qū)塊進行全網(wǎng)廣播，在共識驗證后，即可將新區(qū)塊更新到本地區(qū)塊鏈內。

數(shù)據(jù)節(jié)點用于輸變電設備在投運前參數(shù)的記錄和在運行時實時的儀表儀器監(jiān)測數(shù)據(jù)。以變壓器為例，在投運前對額定電壓、空載電流等指標的測試，運行時對電壓、電流、溫度的監(jiān)測上傳到區(qū)塊鏈中通過的節(jié)點為數(shù)據(jù)節(jié)點。這類節(jié)點可以通過智能合約來判斷設備是否正常運行，在發(fā)生故障時，可以快速識別與處理。信息節(jié)點用作輸變電設備的監(jiān)測是否合格，沒有具體數(shù)據(jù)作為支撐需要人為監(jiān)測的上傳節(jié)點，如在投運前的出廠鑒定和安裝資格審查。這類節(jié)點可以在事故定責的時候提供依據(jù)。報告節(jié)點以監(jiān)測報告的形式，比如在設備常規(guī)運行時的排查潛在弊端和制定預控策略，可以為決策者提供決策思路，為輸變電設備的管理提供便利。決策節(jié)點為電網(wǎng)發(fā)布動作命令的節(jié)點，當設備需要定期檢修或者發(fā)生故障時，發(fā)布解決方案，這類節(jié)點在管理系統(tǒng)中較少。所有節(jié)點在區(qū)塊鏈的管理系統(tǒng)中形成有機整體，各自發(fā)揮自己的作用，只有經(jīng)過授權認證加入?yún)^(qū)塊鏈中的節(jié)點才能訪問區(qū)塊鏈中的數(shù)據(jù)。

動態(tài)監(jiān)測過程，即輸變電設備在參與電網(wǎng)傳輸?shù)倪^程中進行的監(jiān)管，此過程需要對一些電氣量進行監(jiān)測，如電壓、頻率等。監(jiān)測過程需要信息采集和信息處理技術，有效監(jiān)測電網(wǎng)中輸變電設備的各項指標，保證與輸變電設備相關的信息收集；監(jiān)測過程需要通信技術的支持，對監(jiān)測收集的信息進行分析，結合分析結果以保證輸變電設備的安全穩(wěn)定運行。

數(shù)據(jù)上鏈過程如圖3 所示

。首先對管理系統(tǒng)中的人員身份驗證，認證成功后擁有數(shù)據(jù)的錄入權，將上傳的輸變電設備的狀態(tài)進行信息數(shù)字簽名然后打包到新區(qū)塊，新區(qū)塊全網(wǎng)廣播并在事先規(guī)定好的共識機制上進行共識認證，共識通過后，新區(qū)塊更新到原來的區(qū)塊鏈上。

輸變電設備管理系統(tǒng)中，每個部門上傳監(jiān)測數(shù)據(jù)存儲在區(qū)塊中。區(qū)塊頭包含上一區(qū)塊的hash、Merkle 樹節(jié)點、數(shù)據(jù)hash、時間戳。因區(qū)塊鏈為分布式存儲，所以每個節(jié)點存儲著區(qū)塊體中各節(jié)點信息。節(jié)點因為數(shù)據(jù)內容不同分為數(shù)據(jù)節(jié)點、信息節(jié)點、報告節(jié)點、決策節(jié)點。

[10]趙月枝.國家、市場與社會：從全球視野和批判角度審視中國傳播與權力的關系[J].傳播與社會學刊，2007（2）

智能合約是一種基于數(shù)字形式呈現(xiàn)的約定，是區(qū)塊鏈上可執(zhí)行程序，智能合約無需人為干預。一旦某個事件觸發(fā)合約中的條款，代碼就會自動執(zhí)行，智能合約最大的優(yōu)勢是利用程序算法替代人仲裁和執(zhí)行合同

。一旦編寫好即可被用戶信賴，合約條款不能被改變，因此合約是不可更改的。輸變電設備的數(shù)據(jù)節(jié)點通過對比歷史庫和專家?guī)?，來判斷輸變電設備的安全運行。將參數(shù)的閾值寫入智能合約來對故障判斷進行參考，更加高效快速地判別并解決故障問題。

輸變電設備的運行狀態(tài)關系著整個電網(wǎng)的質量，采用傳統(tǒng)的周期檢修不能為電網(wǎng)的運行提供強大的保障。狀態(tài)管理是對輸變電設備在其生命周期的整個過程中的預防和管理，及時發(fā)現(xiàn)安全隱患，將其徹底消除，充分發(fā)揮相關職能部門的積極作用

。實行全過程、全方面的設備監(jiān)督方式，全面提升管理質量，完成輸變電設備生命周期的立體化管理。輸變電設備的管理需要在動態(tài)監(jiān)測和管理維護兩個方面進行分析。

傳統(tǒng)的城市規(guī)劃以物質空間規(guī)劃為主導、以用地布局安排為重點、以終極藍圖描述和目標制定為方向，傳統(tǒng)的城市規(guī)劃模式難以應對日益復雜多變的城市問題以及滿足城市可持續(xù)發(fā)展的需求。大數(shù)據(jù)的運用使得城市規(guī)劃在問題分析層面更加全面系統(tǒng)，在物質空間的基礎上，加強對居民行為、活動空間、要素流動以及城市的交通、環(huán)境、企業(yè)、創(chuàng)新等進行系統(tǒng)性研究，推動面向城市社會經(jīng)濟協(xié)調和可持續(xù)發(fā)展的綜合規(guī)劃模式轉變。

輸變電設備用簡單直觀的參數(shù)是否在經(jīng)驗閾值內來判斷電網(wǎng)運行是否正常。利用智能合約進行編寫，例如對電壓進行判別的智能合約如下：

3.3 系統(tǒng)特點

基于區(qū)塊鏈技術建立的輸變電設備管理系統(tǒng)具備以下特征

：

1）可追溯性。區(qū)塊鏈可以保證每個流程的監(jiān)管都有跡可循，設備的來源參數(shù)等都可以被追溯。當設備發(fā)生故障時，可以精準定責，也可以為設備的生命周期預測提供可靠的依據(jù)。

在庫存管理上，小米與早期戴爾 “零庫存”的理念相類似，是指有需求時才將需求傳達給生產(chǎn)企業(yè)進行產(chǎn)品生產(chǎn)從而有效控制庫存成本的方式。這種庫存管理方式特別強調及時性，直接對準客戶的需求，減少了不必要的資源浪費。

天漸然黑下，阿里開始四處找母親，卻怎么都沒找到。他不停地問：“姆媽呢?”阿里的父親躺在床上，面無人色。阿里不明白他何故如此，上前搖著他說：“爸爸，姆媽呢？”阿里的父親便淌眼淚，不作一聲。

2）數(shù)據(jù)公開透明。設備在投運前和正常運行中的監(jiān)測在整個區(qū)塊鏈中公開透明，參與管理系統(tǒng)的任何節(jié)點都可以查看管理數(shù)據(jù)，這對管理系統(tǒng)中人員的自我監(jiān)督與完善是一種正向的激勵。

3）不可竄改。數(shù)據(jù)一旦上鏈完成共識機制后，數(shù)據(jù)無法更改，杜絕了各部門推卸責任，檢查時粗心大意，使設備使用損耗更加透明，也使經(jīng)濟管理更加便捷。

地基高程4.6～6.1m主要為第②層壤土，具中等壓縮性，微透水性，穩(wěn)定性較好。高程4.6m以下為第③層壤土，有機質含量較高，具中等壓縮性，微透水性，工程地質相對較差。

4）自動化與智能化。由于智能合約的采用，自動判別、自動身份識別認證都可以實現(xiàn)。如果設備的參數(shù)超過規(guī)定閾值就會發(fā)出警告，大幅提高了發(fā)現(xiàn)設備事故發(fā)生的概率。

4 結論

本文將區(qū)塊鏈技術應用到輸變電設備的狀態(tài)管理中，以狀態(tài)管理需要的動態(tài)監(jiān)測和管理維護為目標，基于區(qū)塊鏈的管理系統(tǒng)按輸變電設備的生命周期內的時間順序分為三個層次，將目標細化更好地與區(qū)塊鏈技術相融合。其次用數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)上鏈、智能合約三部分闡述系統(tǒng)的運行機制。討論基于區(qū)塊鏈系統(tǒng)的四方面優(yōu)越性，經(jīng)過新技術與管理的結合，能在多方面得到益處。本系統(tǒng)構架了輸變電設備全生命周期的管理體系，實現(xiàn)了輸變電設備的智能判別技術，提升了設備管理的風險防控能力。

需要注意的是，本文僅從宏觀層面將區(qū)塊鏈技術應用到設備管理中，其中細節(jié)內容需要進一步完善。借助區(qū)塊鏈技術對輸變電設備狀態(tài)進行監(jiān)測、對輸變電設備生命周期進行管理，有助于在今后的工作中進行深入的研究和探索。

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