电厂数据的基因RDS：电厂标识系统编码标准GB/T 50549-2020
为适应电厂信息化、数字化、智能化的发展，需要对各类电厂的复杂系统进行解构、分类、标识，构建电厂数据的参考标识系统（Reference Designation System，简称RDS），形成能够满足电厂全生命周期管理需要的数据“基因”，使数字化电厂伴随现实的电厂共同成长，成为能够随时、随地展现的电厂，实现数字孪生。
随着工业部门信息化、数字化、智能化发展，新的电力技术和新的生产模式也不断出现，例如分布式能源系统、储能系统、智能电网等，尽管KKS电厂标识系统进行多次修订，已经难以满足不断提出的需求。同时，考虑到电力、能源与各工业系统的相互融合，各工业部门之间数据和信息交换、共享的需求日益增加，产业界都希望建立一种覆盖各产业部门的“通用语言”，以求降低信息交换成本。正是在这样的背景下，在ISO、IEC、VGB等标准化组织的共同努力下，推出了覆盖整个工业领域的参考标识系统（RDS），以满足各工业部门间对“通用语言”的需要。
电厂全生命周期包括从规划设计、采购制造、施工安装、调试投产、运行维护、退役拆除等阶段，电厂全生命周期数据管理包括数据在上述各阶段的标识、采集、存储、管理和使用。虽然各阶段所产生的数据形式、内容和数量各不相同，但都会对电厂全生命周期的价值产生影响，规划设计阶段影响最大（40～60%）、采购制造（10～20%）、施工安装（10～20%）、调试投产（5%）、运行维护（10～20%）、退役拆除（1～5%）。可见，对电厂全生命周期价值影响最大的数据主要由投产前的建设期所确定。因此，如何将电厂物理对象的相关数据和信息在建设期产生的时候就能够及时准确地采集、分类、标识、存储，并在电厂全生命周期中加以利用并形成价值就成为关键。在没有电厂标识系统标准的情况下，设计院、制造厂及众多建设单位，对系统、设备、部件以及厂区、建构筑物、楼层、房间、构件等分类、标识不一致，不仅出现重复分类和编码，并造成大量数据丢失、错位及张冠李戴等现象，大大降低了数据的利用价值。其实，对于电厂全生命周期的数据分类、编码和标识，就像是生物体的DNA，一旦发生错位和改变都会对生命构成影响，因此，把RDS比喻为电厂数据的DNA恰如其分。
对于电厂建设期，各参建方采用RDS对厂区、建（构）筑物，机组和所有系统、设备、部件进行分类，并按规则编码，可以有效地减少电力工程规划、设计、建造、调试等过程中不统一、不一致的问题。RDS在建设过程中可以在以下方面发挥作用：
（1）在规划设计时，先给物理对象分配一个唯一的标识，可以在后续阶段产生相关数据的时候，能够及时、准确地采集存储，从而完整地记录电厂各工艺系统、设备、部件的关键数据，并使之在电厂全生命周期内发挥作用，产生价值；
（2）通过对电厂区域、功能和位置进行分类与编码，有助于分层、分级和模块化设计；
（3）通过对系统、子系统、设备和部件等标识，能够将电厂的工艺系统设计与布置联系起来，实现二、三维联动；在此基础上，增加文档面分类及标识，可将设计资料与设备及构（建）筑物等关联，真正实现“活”文档；
（4）通过对电厂物理对象的唯一标识，实现更为精确的设计和采购，减少工程建设中设备和材料的浪费；
（5）通过标识物理对象的安装位置和安装点，能够将设计和布置方案中设备安装的位置及安装点与工程建设中的施工和安装现场的位置及安装点准确对应，从而减少施工和安装过程中的差错；
（6）通过建立电厂物理对象的标识编码，使设计阶段产生的大量数据和信息贯穿电厂的整个生命周期，为电厂的数字化、智能化奠定基础。
对于电厂生产期，通过RDS可以将建设期的大量数据和信息准确无误地带到投运电厂中来，从而使信息系统从建设期平滑过渡到生产期，不但减少了系统重复建设，实现了数据价值的保值、增值，同时，在运行、操作、维护、检修等工作中，以RDS作为电厂物理对象的唯一标识，更加清晰、明确操作的对象和对象所隶属的系统，可有效避免协同工作时出现错误。
RDS在电厂运行、维护、检修工作中的作用：
（1）通过继承建设期构建的RDS和数字化平台，不仅可以减少重复分类、编码和标识，更重要的是可以确保建设期的数据和信息不被截流或丢失；
（2）通过RDS可以将运维的各种数据及时采集到各相关数据库，并与建设期的数据相融合，提供全厂、各系统、设备、部件完整的历史数据和当前运行状态，实现电厂的全息数据管理，为数字孪生奠定基础；
（3）通过RDS可以清楚地了解电厂设备种类、功能、数量、位置，有助于编制点检定修作业策略和计划，提高电厂设备管理、运行维护和安全生产水平；
（4）利用标识系统编码，根据运行检修需要，进行工具、仪器和备品备件库存管理，这对于远离技术支援基地的风电场和光伏电站尤为重要。
20世纪中期以来，欧美的一些先进工业化国家持续不断地开展电厂标识系统的研究、开发工作，先后出现了英国CCC公共核心编码系统、法国ALSTOM现场装置编码标准、法国EDF编码、美国国家标准EIIS标识系统、美国SND编码系统、欧洲KKS电厂标识系统、发电厂参考标识系统（Reference Designation System for Power Plant （RDS-PP®））等标识系统。这些标识系统在不同国家的电厂设计、建设和运行中广泛的应用。
电厂标识系统在我国的应用起步较晚。20世纪90年代之前，无论是规划设计时的图纸，还是制造厂印制的铭牌，以及运维阶段设备的标识都没有统一的规定，因而十分混乱，许多设备只有名称，没有标识，常常把名称当标识用。后来，随着发电设备的引进、使用以及对外承包电力工程，开始有了电厂标识编码，但也是五花八门。根据不完全统计，2000年前国内采用过的编码系统多数为自己定义，引进机组则随主机供应商而定，其中，来自国外的主要编码有：
英国CCC编码：华能岳阳电厂一期、华能大连电厂一期等；
法国EDF编码：大亚湾核电站、岭澳核电站等；
欧洲KKS编码：华能福州电厂二期、邯峰电厂一期、外高桥电厂二期等。
1998年，电力规划设计总院组织开展了“21世纪电厂设计模式”研究工作，并将电厂在规划设计中产生的数据和信息及其作用列入研究内容。电力规划设计总院组织各直属大区院对上述各种标识系统进行了比对，系统地分析了国内现状，研究了未来电厂标识系统的发展方向，并在“21世纪电厂设计模式”研究报告中提出了参照KKS标识体系制定我国统一电厂标识系统的建议，并于1998年12月7日在北京由国家电力公司组织召开的“21世纪电厂设计模式”工作会议上做了介绍，后被国家电力公司列入“电力信息系统代码技术开发（SP11-2002-04-54-2）”重点研发计划。2002年电力体制改革后，以电力规划设计总院及电力部各直属设计院组成了中国电力工程顾问集团公司，并于2003年开始编制相关标准，2005年颁布了企业标准《电厂标识系统编码规定》（Q/DG–A003-2005），主要应用于火电厂。同年，中国电力工程顾问集团公司向建设部申请编制相关国家标准，以便在国家层面上规范电厂的标识活动，使电厂建设、运营各方共享工程信息，确保在电厂建设和运行维护过程中信息编码的唯一性、合理性和可扩充性，提高电厂的数字化管理和安全运行水平。
2006年6月9日，建设部印发《2006年工程建设标准规范制定、修订计划》的通知（建标【2006】136号），《电厂标识系统编码标准》正式列入编制计划。在中国电力工程顾问集团公司、中国水电顾问集团公司、中国核电工程有限公司等参编单位的共同努力下，于2009年完成了标准编制工作和送审工作。建设部于2010年批准并颁布了《电厂标识系统编码标准》（GB/T 50549-2010）。此后，我国电厂标识系统基本上得到了统一，结束了标识系统五花八门的局面。国家和行业陆续起草、颁布了一些电力行业的标识编码标准：
GB/T 50549-2010 电厂标识系统编码标准；
GB/T 51061-2014 电网工程标识系统编码规范；
GB/T 32510-2016 抽水蓄能电厂（KKS）编码导则；
GB/T 35707-2017 水电厂标识系统编码导则；
GB/T 35691-2017 光伏发电站标识系统编码导则；
NB/T 31145-2018 风电场标识系统编码规范。
从信息分类和编码规则方面看，以上这些标准原则上均遵循了KKS标识系统的基本规则。
KKS标识系统可溯源于1969年3月，三家设备制造公司在德国专业杂志“电力行业（Elektrizitätswirtschaft）”上发表了一篇题为“热电厂部件和电厂设备标识系统”（“System zur Kennzeichnung von Geräten und Anlagen in Wärmekraftwerken”，System for the designation of components and plant equipment in thermal power plants）的文章。在这篇文章中，提出专门为规划、建设以及运行机械和电气系统的需求而设计的标识系统，并命名为“电厂标识系统”（Anlagenkennzeichnungssystem，Plant Designation System）。简称为“AKS”或“AKZ”系统。在这个标识系统中，所使用的各种代码字符大多源于其它标准。后来，VGB（VGB PowerTech e.V.，Technische Vereinigung der Grosskraftwerksbetreiber E.V.，大型发电厂运营商技术协会）基于应用AKZ系统取得的经验，组织欧洲电厂运营、设备制造、设计等部门的有关专家，以DIN 40719-2（Diagrams, charts,tables-item designation）为基础共同制定了较为完整的电厂标识系统,简称KKS（德文Kraftwerk-Kennzeichensystem的缩写）。1978年6月，VGB以指南的形式（Guidelines KKS-Identification System for Power Stations，VGB-B 105）发布了KKS的第一版。2010年1月，Guidelines VGB-B 105e已经更新到第7版。为了满足已经采用KKS系统的电厂的需要，VGB编写的标准KKS Identification System for Power Stations（VGB-S-811-01-2018-01）于2018年更新为第8版。KKS在欧洲的电力行业得到了广泛应用，几乎无处不在，以致在控制系统的程序和组态中都直接引用了该编码，基本上形成了一套完整的电厂标识系统，其应用范围包括电厂工程规划、设计、施工、验收、运行、维护、预算和成本控制等。KKS也被作为电厂中的信号、连接端子和文档标识的基础。
发电厂参考标识系统（Reference Designation System for Power Plant, RDS-PP®）是在KKS电厂标识系统基础上，向其他工业领域进一步发展的成果。
随着工业部门信息化、数字化、智能化发展，新的电力技术和新的生产模式也不断出现，例如分布式能源系统、储能系统、智能电网等，尽管KKS电厂标识系统进行多次修订，已经难以满足不断提出的需求。同时，考虑到电力、能源与各工业系统的相互融合，各工业部门之间数据和信息交换、共享的需求日益增加，都希望建立一种覆盖各产业部门的“通用语言”，以求降低信息交换成本。正是在这样的背景下，在ISO、IEC、VGB等标准化组织的共同努力下，推出了覆盖整个工业领域的参考标识系统（Reference Designation System，RDS），以满足各工业部门间对“通用语言”的需要。
开发RDS的直接推动力是为了满足欧盟安全指令对涉及的安全标准引用以及各标准间协调的要求。
2009年12月29日在欧洲区域开始执行由欧洲议会和欧洲理事会发布的修订后的“机械指令（Machinery Directive 2006/42/EC）”。这个指令的目的旨在严格强调环保、健康和安全的基础上，协调适用于机械的健康和安全要求，以确保机械在欧盟市场上的自由流通。指令中也明确了对设备、装置、连接、技术文件进行标识的要求。在欧盟委员会的内部市场、工业、创业与中小企业总司发布的“Machinery Directive 2006/42/EC 应用指南”中明确电气设备安全要求的通用规范为EN 60204（与IEC 60204相同，中国国家标准为GB/T 5226 ）。而在EN 60204中规定，对于所有的电气设备和技术文件应采用参考标识系统。这也是执行欧洲法规体系的地区和企业在发电设备和工程的招投标过程中提出RDS电厂标识系统要求的法律和技术基础。
RDS电厂标识系统的发展是一个渐进的过程。
1996年IEC发布了IEC 61346-1:1996《工业系统，装置和装备以及工业产品 – 结构化原则和参考标识 – 第1部分：基本规则》（Industrial systems, installations and equipment and industrial products - Structuring principles and reference designations - Part 1: Basic rules）。2000年发布了涉及各工业部门中技术对象分类的IEC 61346-2:2000《工业系统，装置和装备以及工业产品 – 结构化原则和参考标识 – 第2部分：对象的分类和分类码》（Industrial systems, installations and equipment and industrial products - Structuring principles and reference designations - Part 2: Classification of objects and codes for classes）；德国和欧盟随后发布了同样内容的DIN EN 61346-2。与此同时，作为KKS电厂标识系统基础的DIN 40719-2被撤销，导致KKS所使用的编码字符不再被一个有效标准所支撑，而国际规范和要求也没有在KKS中体现，这是迫切对KKS电厂标识系统进行修订和调整的主要原因。
VGB组织成立了“参考标识和电厂文件”工作小组，在DIN 6779-1的基础上，编制了专门用于发电厂的标准DIN 6779-10-2007。这个标准被命名为“技术产品及技术产品文件结构化原则 - 第10部分：发电厂”（Structuring principles for technical products and technical product documentation – Part 10: Power plants）。这个德国国家标准以建议的形式提交给ISO并且被采纳，作为ISO的技术规范以标准号ISO /TS 16952-10:2008《技术产品文件 – 参考标识系统 – 第10部分：发电厂》（Technical product documentation —Reference designation system —Part 10: Power plants）和DIN ISO / TS 16952-10:2008在2008年同时发布。此后，IEC和ISO同意共同发布与参考标识有关的各种标准。2009年起IEC 61346系列标准和ISO 16952系列标准均以IEC/ISO 81346系列编号发布。2015年ISO/TS 16952-10转化为ISO/TS 81346-10: 2015 《工业系统，装置和装备以及工业产品 – 结构化原则和参考标识 – 第10部分：发电厂》（Industrial systems, installations and equipment and industrial products — Structuring principles and reference designation — Part 10: Power plants）。
2007年5月，VGB为了适应RDS电厂标识系统的应用要求，以IEC 61346-2为基础，编制发布了导则VGB-B101e《Letter Code for Power Plant Systems（System Key）》，到2016年6月这个导则已经修订到第4版，并正式成为VGB的标准《Letter Code for Power Plant Systems （System Key）》（VGB-S-821-00-2016-06）。在2010年11月发布了导则VGB -B102e《Letter Codes for Basic Functions and Product Classes》。此后，VGB陆续编制发布了一系列应用指南。这些指南包括：
《RDS-PP® Application Guideline Part 01: Power Plants, General》（VGB-S-823-01-2015-09，发电厂通用规则）；
《RDS-PP® Application Guideline Part 32: Wind Power Plants》（VGB-S-823-32-2014-03，风力发电场）；
《RDS-PP® Application Guideline Part 31: Hydro Power Plants》（VGB-S-823-31-2014-12，水力发电厂）；
《RDS-PP® Application Guideline Part 33: Photovoltaic Power Plants》（VGB-S-823-33-2018-07，光伏发电站）；
《RDS-PP® Application Guideline Part 34：Combustion Engines》 （VGB-S-823-34-2020-12，燃烧发动机）；
《RDS-PP® Application Guideline Part 41: Power to Gas》（VGB-S-823-41-2018-07，电力制气）。
发电厂参考标识系统的英文缩写是RDS-PP。这个缩写是根据ISO/TS 81346-10:2015的标题“发电厂参考标识系统（Reference Designation System for Power Plants）”确定的。但是由于VGB对RDS-PP进行了商标注册， 发电厂参考标识系统的英文缩写RDS-PP®的使用受到一定限制。国际上为了扩大参考标识系统在电力部门的应用，建议将这个标识系统改为Reference Designation System for Power Supply System，缩写为 RDS-PS。
RDS电厂标识系统是基于IEC和ISO发布的国际标准中的结构化原则、命名规则和字母代码，符合国际标准ISO/TS 81346-10的电厂参考标识系统。图1显示了电厂标识系统从KKS系统向RDS电厂标识系统发展的过程。
自2010年GB/T 50549-2010《电厂标识系统编码标准》颁布实施后，我国电厂标识系统基本上得到了统一，全国各发电集团及热力公司及所属发电企业均采用了此标准。我们编写组对标准在应用过程中常见的一些问题及遇到的一些困难进行了梳理，总结并编制出版了《电厂标识系统编码应用手册》（ISBN978-7-5123-1743-7），对于标准实施起到了积极的推动作用。同时，随着信息化、数字化、智能化发展，新的电力技术和新的生产模式也不断出现，特别是风电、光伏，以及分布式能源系统、储能系统、智能电网等新型电力系统越来越多，需要对标准进行修编和调整。
2016年根据国家住房和城乡建设部的通知，中国电力企业联合会和中国电力工程顾问集团有限公司组织开始了GB/T 50549-2010的修订工作。修订工作开始后，《电厂标识系统编码标准（修订）》编制组进行了广泛、深入、细致的调研工作。调研涉及到GB/T 50549-2010发布后在国内各发电行业的应用情况、使用中发现的问题和需求；同时也调研了电力行业新领域和新技术的发展趋势、国际市场上电力行业标识系统的现状和要求等问题。针对可再生能源发电、储能系统、分布式电源、虚拟电厂、综合能源系统等在我国电力系统中快速发展，现场总线技术广泛采用，物联网、数字孪生等技术逐步进入电力行业，KKS标识系统已经不能满足上述发展需求。同时，为了提高在我国电力设备和电力工程建设进入国际市场的竞争力，编制组决定GB/T 50549尽量参照发电厂参考标识系统（RDS-PP®）及相关国际标准。
这次修订标准，信息分类要从过去的线分类过渡到了面分类，编码结构需要调整，关键编码规则也需要与ISO/IEC 81346的基本要求一致，所涉及到火电和水电部分的编码能够保持与原标准基本一致，因此，需要修订的内容多，工作量比较大，还需要协调各种各样的矛盾。编制组经过近四年多的努力，完成了修编、征求意见、送审、报批等工作，修订后的版本为GB/T 50549-2020。2020年6月9日由住房和城乡建设部公告发布，2020年12月由中国计划出版社出版发行，2021年3月1日起正式实施。
尽管新标准GB/T 50549-2020正式实施后，GB/T 50549-2010同时废止，但是作为在新版本实施前已经采用老标准实施的工程项目可以依旧继续使用。由于在新版标准中，充分考虑了已实施旧标准的火电和水电厂编码的连续性需求，在编码规则方面做了兼容性工作，因此，在未来新旧标识系统的数据进行交换时，可以方便地将旧系统转换到新系统。目前，国家标准中已经有一批采标的国家标准为GB/T 50549-2020的实施提供支撑。
技术进步和信息交换的需求推动了电厂标识系统的发展。为适应国内能源系统革命以及提高我国电力行业在国际市场的竞争力，采用新版国家标准GB/T 50549-2020，有利于电力企业的数字化转型，有利于电力标识与整个工业领域标识的融合，有利于开拓国际市场与国际标准一致，这已成为电力与整个工业领域标识的发展方向，也是面向未来的必然选择。
本文作者：GBT50549-2020《电厂标识系统编码标准》编制组
参考文献
1. GB/T 50549-2010 电厂标识系统编码标准，北京，中国计划出版社，2010.5。
2. 王聪生等，电厂标识系统编码应用手册（第二版），北京，中国电力出版社，2011.6。
3. GB/T 50549-2020 电厂标识系统编码标准，北京，中国计划出版社，2020.12。
4. Seminara, J.L., Effective plant labeling and coding: Final report, EPRI-NP- 6209,1989.
5. Harry Königstein，Heinz Müller，Jörg Kaiser, RDS-PP–Transition from the KKS to an international standard，VGB PowerTech，2007，87（8）：64-72.
6. IEC 60204-1:2016 Safety of machinery – Electrical equipment of machines – Part 1: General requirements.
7.ISO/TS 81346-10:2015 Industrial systems, installations and equipment and industrial products — Structuring principles and reference designation — Part 10: Power plants.
8. VGB-S-823-01-2015 RDS-PP® Application Guideline Part 01: Power Plants, General, VGB, 2015.
9.EUROPEAN COMMISSION Directorate-General for Internal Market, Industry, Entrepreneurship and SMEs，Guide to application of the Machinery Directive 2006/42/EC，Edition 2.2 （Update of 2nd Edition），Brussels, October 2019.
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