發電廠電氣自動化技術的應用分析

王加濱

（龍礦集團熱電有限公司，山東 煙臺 265700）

0 引 言

發電廠是電力供應的重要組成部分，其電氣化程度越來越高，對于保證電網穩定運行、提升電能利用效率具有非常重要的作用。本文主要論述了發電廠中電氣自動化技術的實際應用情況以及未來的發展。

1 發電廠電氣自動化系統概述

1.1 發電廠電氣自動化系統的組成

發電廠電氣自動化系統主要由以下幾個部分構成。（1）現場控制層。該層是指在發電廠中設置的各種設備和儀表等硬件設施，通過這些設備對現場進行實時監測、數據采集以及控制操作等工作。（2）過程監控層。該層是指利用計算機軟件及網絡通信技術實現對發電廠各個環節運行狀態信息的收集與處理，并將其上傳至遠程服務器或上位機進行顯示、報警等功能。（3）管理決策層。該層是指運用數學模型、人工智能算法等方法對發電廠生產運營情況進行預測、診斷、優化調度等工作，為企業提供科學化、智能化的輔助決策支持。

以上3 個層級相互獨立又互相聯系，共同完成發電廠電氣自動化系統的各項任務。發電廠電氣自動化系統的結構如圖1 所示。

圖1 電氣自動化系統結構

從圖1 中可以看出，發電廠電氣自動化系統包括多個子系統，每個子系統都具有不同的功能，且各司其職，只有協同配合，才能確保整個系統正常穩定地運轉[1]。

1.2 發電廠電氣自動化系統的功能

（1）實時監控。在發電廠中通過對電氣設備進行實時監測和控制，可以實現對整個生產過程的全面掌控，及時發現并解決問題，確保電力供應的穩定性和可靠性，還能夠提高工作效率、降低成本，為企業創造更大的經濟效益。

（2）故障診斷與預測。利用先進的計算機網絡技術以及人工智能等相關技術手段，結合實際運行情況及歷史數據信息，建立一套完善的故障診斷模型和預測體系，可有效地避免因設備故障而導致停機停產所造成的損失。

（3）優化調度。將電氣自動化技術與其他相關專業領域相融合，如熱工、水力、燃料等方面，形成一個綜合性的優化調度平臺，從整體上對發電廠內各個機組及其他輔助設施進行協調管理，最大限度地發揮其效能，減少不必要的能源浪費。

（4）遠程控制?；诂F有的通信網絡基礎設施，采用先進的網絡通信協議和軟件架構，構建一套高效穩定的遠程控制系統，使得用戶能夠隨時隨地對發電機組進行啟停、調節功率等操作，方便快捷且安全可靠。

1.3 發電廠電氣自動化系統的發展趨勢

隨著科技水平不斷提高，發電廠電氣自動化系統也在逐步完善和改進，未來的發展方向如下。

（1）智能化。目前發電廠電氣自動化系統已經具備了一定程度上的智能化特點，但是還需要進一步提升其智能化水平。通過引入人工智能、物聯網等先進技術手段，可以實現對電氣設備運行狀態實時監測與診斷，從而更好地保障電力生產安全。同時，利用大數據分析技術，可以深入挖掘潛在故障信息，為維護人員提供更為準確的判斷依據。

（2）模塊化。發電廠電氣自動化系統涉及多個子系統，因此將來可能會出現越來越多的獨立功能模塊。這些模塊之間相互獨立且具有較高的可擴展性。這種模塊化設計不僅有利于系統升級和擴容，還有助于降低系統復雜度并減少維護工作量。

（3）網絡化?，F代社會已經進入了互聯網時代，人們對于網絡通信的依賴程度日益加深。因此，發電廠電氣自動化系統應該充分利用現有通信設施，將各個分散的控制站或終端節點連接成一個完整的信息網絡，以便實現數據共享和遠程監控。

（4）綠色化。傳統的火力發電過程中存在大量的能源浪費現象，如化石燃料燃燒所產生的二氧化碳排放等。因此，發電廠電氣自動化系統應該充分考慮環保因素，采用高效節能的新材料和工藝，盡可能地減少污染物的排放，推動清潔能源的開發和利用。

2 發電廠電氣自動化系統的應用分析

2.1 應用現狀

由于受我國地域廣闊、資源分布不均等因素影響，各地區發電廠之間存在較大差異。如南方地區相對于北方地區而言，經濟較為發達，因此其發電廠電氣自動化技術應用程度要高于北方地區。同時，不同類型的發電機組所適用的電氣自動化技術方案有所區別。發電廠電氣自動化技術還有待加強與其他相關領域的融合與協調。如將電氣自動化技術與計算機網絡技術相結合，可以實現遠程監控、故障診斷及設備維護等功能，從而有效提升整個發電廠運行效率和安全性能。此外，電氣自動化技術應當積極探索與其他新能源技術（太陽能技術等）的有機結合方式，以便更好地適應未來可持續發展趨勢。發電廠電氣自動化技術在實際應用過程中還面臨諸多挑戰和困難[2]，如部分發電廠仍然采用傳統的繼電保護裝置進行故障檢測和控制。這種方法不僅容易出現誤判情況，還會增加維修成本。為了解決這些問題，需要不斷完善電氣自動化技術體系，提高其實用價值和可靠性。

2.2 應用效果

發電廠電氣自動化系統具有以下幾個方面的顯著優勢。

（1）提高電力生產效率。通過使用電氣自動化控制技術，可以實現對發電機組、變壓器等設備的自動監控和調節，從而使得這些設備能夠按照預定計劃穩定運行，避免因為人為因素導致故障停機，進而提升整個電網的供電可靠性。

（2）降低人工操作難度。傳統的火力發電過程中需要大量的人力投入燃料管理、機組啟停以及維護保養等工作，不僅耗費時間精力，還存在一定的安全風險隱患問題[3]。而采用電氣自動化控制技術后，可以將上述各項工作都交由計算機程序來完成，減少了人員干預，降低了誤操作率，保障了工作人員的人身安全。

（3）有效節約人力資源成本。相較于傳統的手工作業方式，電氣自動化控制技術所需的人力資源更加有限，只需要配備相應數量的專業人才即可，降低了企業的運營成本開支。此外，電氣自動化控制技術具備良好的擴展性能，可以與現有的信息化系統進行無縫對接，進一步優化資源配置，提高經濟效益水平。

2.3 應用問題

實際應用中，發電廠電氣自動化系統也存在一些問題。

（1）硬件方面的問題，主要表現為設備老化、線路連接不牢等情況。這些問題會導致電氣自動化系統出現故障或運行不穩定，從而影響整個發電廠的生產效率和經濟效益[4]。

（2）軟件方面的問題，主要包括操作人員技能水平不高、管理不到位等。如果不能及時解決這些問題，將會對電氣自動化系統的正常使用造成困擾。

（3）有些發電廠缺乏足夠的資金投入，無法保證電氣自動化系統的更新換代以及維護保養工作的順利進行。

針對以上問題，需要采取相應措施加以改進和完善。例如：加強對設備的檢修與維護力度，提高相關從業人員的專業素質；加大投資力度，確保電氣自動化系統能夠持續穩定地運行等。只有這樣才能更好地發揮電氣自動化系統的作用，實現發電廠高效、安全、可靠的運營目標。

2.4 應用建議

發電廠電氣自動化系統進行實際應用時，需要注意以下幾點。

（1）加強人員培訓。通過定期組織專業技能、安全意識等方面的培訓活動，提高相關工作人員的綜合素質和業務水平，確保其能夠熟練掌握并運用該系統各項功能。

（2）優化設備配置。合理選用先進、適用的電氣自動化設備，充分發揮其性能優勢，同時結合現場環境及生產需求，靈活調整設備布局與參數設置，以達到最佳運行效果。

（3）強化信息化管理。將電氣自動化系統與其他信息管理系統相融合，實現數據共享、實時監控、故障預警等目標，為企業決策提供科學依據。

（4）注重維護保養。建立健全完善的設備檢修制度和日常巡檢機制，及時發現并處理各類異常情況，保證系統長期穩定運行。

3 發電廠電氣自動化系統的優化

3.1 提高繼電保護裝置的可靠性

繼電保護裝置是發電廠中不可或缺的設備，它能夠確保電網的安全運行。然而，傳統的繼電保護裝置存在一些問題，如靈敏度不高、動作時間長等。因此，為了保證發電廠的正常生產和電力供應，需要對繼電保護裝置進行改進升級，以提高其可靠性。具體來說，可以從以下幾個方面入手。

（1）采用新型元器件。隨著科技水平不斷提升，越來越多的新型元器件被廣泛運用于繼電保護裝置中。這些元器件具有體積小、重量輕、性能穩定等優點，能夠有效地提高繼電保護裝置的可靠性。

（2）增加備用電源。當主供電源出現故障時，備用電源會自動啟動，確保整個發電廠的用電需求得到滿足。

（3）加強維護管理。定期檢查繼電保護裝置各部件是否正常工作，及時發現并處理潛在隱患，避免因元件老化或損壞導致保護裝置誤動或拒動[5]。

3.2 提高電力系統的安全穩定性

在實際運行過程中，各種因素（設備故障、環境變化等），都可能導致電力系統出現異常情況。為了保證電力系統能夠正常運行并且保持其穩定狀態，需要不斷地對現有的電力系統進行改進和完善。具體而言，可以從以下幾個方面入手。

（1）加強對電力系統的監測工作。通過實時監控電力系統各個環節的運行狀況以及各類參數指標的變化趨勢，及時發現問題并采取相應措施予以處理，確保電力系統處于良好的運行狀態。同時，應該建立健全的預警機制，當某些指標超過預設范圍時，自動發出警報信號，提醒相關人員注意。

（2）采用先進的保護裝置。針對不同類型的電力設備，選擇合適的保護裝置，避免因設備損壞而引起電力事故。

（3）強化維護保養力度。定期檢查和維修電力設備，更換老化部件，防止設備原因出現電力事故。

（4）合理規劃電網布局。結合當地用電需求及負荷特性，科學設計電網結構，減少電能損耗，降低線路故障率，提升電力系統的可靠性與穩定性。

3.3 提高電力系統的經濟性

采用先進的電氣自動化技術可以顯著降低發電廠的運營成本，并且通過使用最新的設備和軟件，可以更有效地管理電網，確保其安全可靠地運行。此外，采用新的控制策略可以顯著減少能源消耗，節省大量資金。電氣自動化系統具有高效、可靠、安全等特點，有助于提高整個電站的生產效率，增加企業利潤。對一個追求盈利最大化的企業而言，電氣自動化是必不可少的一項投資。

為了進一步提高電氣自動化系統的經濟效益，需要加強對現有設備的維護保養工作。定期檢查和維修設備不僅可以延長設備壽命，還可以避免因故障停機帶來的損失。另外，應該不斷改進控制算法以適應不同的工況條件，使得系統始終保持最佳狀態。

4 結 論

發電廠電氣自動化技術的應用已經成為當前電力行業發展的必然趨勢，在實踐過程中應該充分認識存在的問題并加以解決，以便更好地推動我國電力事業健康有序發展。