发电厂电气设备的运行效率优化策略分析

一、发电厂电气设备运行效率优化的重要作用

1.1 降本增效以提升经济效益

作为发电企业经营成本的关键组成部分，电气设备的能耗与损耗会对经济效益产生重要影响。若要改善运行效能，既能切实削减能源浪费和设备损耗，又能极大提升经济收益。在此期间，精准调整设备运行参数到最佳范围，可以大幅度缩减由于过度磨损而引发的故障风险及其相关的维修开支。

1.2 确保设备稳定运行，减少安全风险

电气设备运行效能低的时候经常伴随着异常损耗和参数偏离，这既可能造成设备故障，也可能潜藏着安全隐患。采取实时监测并执行动态参数调控的策略，可以有效地改善设备运行的安全性与稳定性。发电机励磁参数出现异常时，端电压就会发生波动，借助效率优化系统自动调节励磁电流，就可以避免由于电压过高而导致定子绕组受损的情形；主变压器过热会导致其内部绝缘材料的老化速度加快，“变温域控制”技术能够防止绝缘击穿引发的火灾危险；在输配电环节采用高效的节能措施，不但可以明显减少线路损耗和电压波动，还能加强发电厂对于电网系统的支撑力度。

1.3 适配新型电力系统以提升能源利用效率

在新型电力系统朝着高比例新能源转型、用户侧需求变得越来越多样化的大背景下，电气设备效率优化成为推动系统向前发展的重要支撑要素。由于新能源发电有着明显的间歇性特点，这使得电网负荷波动变得更加剧烈，传统发电机组的“经济运行区”配置以及变压器的“负载均衡分配”技术方案可以应对负荷的动态变化情况，从而防止频繁启停所造成的能耗损失；“火 - 风 - 光”多能互补综合能源站中，通过电气设备效率优化之后，各能源形式之间的转换效率以及传输性能都会得到显著提升。

二、发电厂关键电气设备运行效率优化策略

2.1 核心发电设备运行参数的精确调控

发电机负荷以及励磁参数的优化调控有着重大理论意义和实用价值。由于发电机运行效率同负荷率之间存在着明显的非线性联系，所以要依照实际工况来动态调整有关参数，从而达到最佳配合状态。结合电网负荷需求以及发电机效率曲线，采用“经济运行模式”，把负荷率维持在 70%～90% 这个理想范围之内；通过智能励磁控制系统随时调节励磁电流，保证发电机端电压稳定在额定值正负 1% 的区间以内，同时控制过励磁所造成的铁芯损耗增多的问题。

在多主变压器并联运行的情况下，借助负荷均衡控制装置，可以将各个变压器的负载率偏差控制在 5% 以内，从而避免出现单机过载导致铜损大幅增加的情形。据研究显示，主变压器铁损随着油温升高呈现递减状态，但是过高的温度会加快绝缘材料的老化进程，因此需从效率和安全性方面考虑，“变温域调节”策略应运而生，把油温维持在 45℃到 65℃这个理想的范围内：当油温低于 45℃的时候，缩减冷却设备的投入数量；如果油温高于 65℃就自动启动备用冷却系统，从而达成铁损改良与绝缘寿命增长的动态平衡。

2.2 输配电设备能耗抑制策略

高压断路器在分合闸时会产生较大能量消耗，为了达到节能降耗的目的，可以采取“分时控制”的办法，这样可以减轻多台设备同时工作给电网带来的冲击和能量集中问题。在发电机组刚开始工作的时候，按照“先励磁再合闸”的顺序来执行，并且用 10 到 15 秒的时间间隔依次去调控各个断路器的行动状况，从而减小每一次操作时的最大功率需求。

用永磁操动机构取代传统弹簧操纵机构之后，操作能耗明显下降，从原先的 1000 焦耳 / 次缩减到 200 焦耳 / 次以下，并且大幅度削减了机械磨损，有效地增长了设备的服役时间。把高精度的在线测温传感器融合进来，再加上环境温度和风速数据，就可以动态调整导线的载流量，做到运行参数的精确把控。

2.3 智能技术驱动的效率优化

融合物联网、借助大数据分析以及人工智能技术，可以做到对电气设备运作效能实施动态改良并精确调控。在发电机、变压器、断路器等关键部件上装置振动、温度、局部放电、油中溶解气体检测装置，创建起“全息状态感知网络”，而且按照 1 到 5 分钟的数据搜集速率，随时把握设备运作期间出现的异常信号特性；采用长短期记忆网络模型创建设备性能预估体系，把设备运作参数（包含负载、温度、电压）同外部环境要素（比如湿度、海拔等）结合起来，评判未来 24 小时之内设备状况的变动趋向；一旦预估数值低于预先指定的界限值，就会自动产生参数调节意见，包括调节发电机励磁电流或者优化变压器冷却系统工作模式等。

创建发电厂电气设备数字孪生平台，做到物理实体和虚拟模型之间的即时动态映射。依托这个平台，用虚拟模型去模拟运行参数（像负载水平、电压值以及冷却模式）这些因素怎样影响设备的性能状况；把主变压器当作研究对象，在多种工况条件下探索它的能耗特性，找出最合适的运行范围；通过这个平台评判潜在的故障形式，这样就能预先采取对应的防护手段，防止设备出毛病之后引起效率下滑的情

2.4 运维管理体系升级

高效的运维管理体系是保证电气设备长期稳定运行的重要保障，要摒弃传统的“固定周期”管理模式，转向以效率为驱动力的动态运维模式，通过分析设备的历史运行数据以及当前的监测信息，来对维护计划做出准确的调整。当主变压器的效率连续三个月下降超过 2% 时，就要及时采取绝缘油过滤、铁芯接地检测等预防性措施；如果设备能保持较高的效率水平，那么就可以适当延长检修周期。构建运维质量与设备性能之间的关联性评估模型，把运维之后效率提升的幅度作为重要的评价指标之一。

优化电气设备的性能，需要给运维人员做专门的培训，包含智能检测装置的操作、人工智能算法的应用以及参数调优技术，从而提升他们在故障诊断和改良方案执行方面的专业水平；制订《电气设备效能改良操作规范》，细致地规定参数调整、状况监测和维修工作具体流程和质量标准；此外，创建运维绩效评定体系，定时汇总运维数据和设备运行指标，全面剖析当前办法的效果，并马上进行调整，形成循环反馈模型，促使技术人员不断给出新的优化办法。

结语：综上所述，本文着重于核心设备参数优化、输配电系统能耗管控、智能化技术融合以及运维管理模式创新等核心方面，提出了优化发电厂电气设备运行效率的有效策略。在未来，要结合新能源发电的特点，针对多能互补的应用场景做深入探究，为新型电力系统里发电厂的高效运行提供更为完备的理论根据和操作指引。

参考文献：

[1] 崔凯 . 基于智能算法的水电站电气设备故障诊断与预测分析 [J]. 电气技术与经济 ,2025,(08):392-394.

[2] 李祥力 . 发电厂电气自动化与计算机智能化监控系统的设计与实现[J]. 自动化应用 ,2025,66(14):274-277.