发电厂集控运行中的自动化技术应用分析

一、引言

在能源产业快速发展的当下，发电厂集控运行自动化成为提升发电效率、保障供电稳定的关键路径。自动化技术凭借其高效、精准、智能的特性，深度融入发电厂生产流程，从数据采集到设备调控实现全方位覆盖。但在应用过程中，仍面临技术瓶颈与管理挑战。深入剖析自动化技术应用现状，探索优化路径，对推动发电厂智能化转型、实现绿色低碳发展具有重要现实意义。

二、发电厂集控运行中自动化技术的应用现状

2.1 数据监测与处理自动化

自动化技术实现了发电厂运行数据的实时、精准采集。遍布各生产环节的传感器与智能仪表，能够快速收集温度、压力、流量等关键参数，并通过通信网络传输至集控中心。先进的数据处理算法可对海量数据进行深度分析，挖掘数据背后的运行规律，为运行决策提供科学依据。例如，通过分析机组运行参数的变化趋势，提前预判设备异常，保障生产安全。

2.2 设备控制自动化

在设备控制方面，自动化技术发挥着核心作用。可编程逻辑控制器（PLC）和分布式控制系统（DCS）广泛应用于发电厂，实现了对锅炉、汽轮机、发电机等核心设备的远程自动化控制。操作人员在集控中心即可完成设备启停、参数调节等操作，极大提高了控制效率与精准度，减少了人工干预带来的误差和安全隐患。

2.3 故障诊断与预警自动化

自动化故障诊断系统利用大数据和人工智能技术，对设备运行数据进行实时监测与分析。通过建立故障模型和知识库，系统能够快速识别设备故障特征，及时发出预警信息，并提供故障原因分析和解决方案。例如，振动监测系统可根据设备振动频率和幅值变化，判断轴承磨损、转子不平衡等故障，有效降低设备故障率。

三、发电厂集控运行中自动化技术应用存在的问题

3.1 系统兼容性不足

随着自动化技术的不断发展，发电厂引入了多种不同品牌、不同型号的自动化设备和系统。由于缺乏统一的技术标准和接口规范，这些设备和系统之间往往存在兼容性问题，导致数据交互不畅、系统协同困难，影响了自动化技术整体效能的发挥。

3.2 网络安全风险凸显

随着发电厂自动化程度的不断提升，工业控制系统与信息网络深度融合，网络攻击面呈指数级扩大，网络安全风险已成为发电厂运行的重大隐患。恶意软件攻击通过利用系统漏洞或钓鱼邮件等方式潜入内部网络，可能致使设备异常停机或数据丢失。例如，2015 年乌克兰电网遭受黑客攻击，通过恶意软件篡改 SCADA 系统数据，造成大面积停电事故，凸显了工业控制系统网络攻击的严重后果。数据泄露问题则涉及生产参数、设备运行状态等核心信息，一旦泄露，不仅会被竞争对手获取关键情报，还可能影响电力市场稳定。同时，部分发电厂仍在使用老旧的工业控制系统，这些系统缺乏必要的安全防护设计，难以抵御新型黑客攻击手段。加之网络安全防护体系存在漏洞，如未实施严格的访问控制、缺乏实时监测机制等，使得发电厂在面对勒索病毒、APT 攻击时，往往处于被动防御状态，严重威胁电力生产的安全稳定。

3.3 专业人才短缺

在自动化技术快速迭代的背景下，电力行业对复合型人才的需求急剧增加，但人才供给却难以满足行业发展需求。一方面，高校相关专业课程设置更新滞后，传统的教学内容侧重于理论知识传授，缺乏对工业互联网、智能控制算法等前沿技术的实践教学，导致毕业生难以快速适应发电厂自动化岗位的实际需求。另一方面，现有从业人员知识结构老化问题突出，许多员工对新兴自动化技术和信息技术接触较少，难以掌握智能传感器部

署、数据分析建模等关键技能。

四、提升发电厂集控运行自动化技术应用水平的对策

4.1 加强系统集成与标准化建设

在发电厂自动化设备与系统种类繁多的背景下，加强系统集成与标准化建设迫在眉睫。电力行业应联合行业协会、科研机构以及设备供应商，共同制定涵盖硬件接口、通信协议、数据格式等方面的统一技术标准。例如，在硬件接口标准方面，规范传感器、控制器等设备的物理连接方式与电气参数，避免因接口不兼容导致设备无法接入系统。在通信协议上，推广使用如 OPCUA 等具备跨平台、高安全性的通用协议，实现不同系统间的数据无缝交互。同时，鼓励企业加大系统集成技术研发投入，采用微服务架构、容器化技术等先进理念，将分散的自动化系统整合为有机整体。以某大型火力发电厂为例，通过实施标准化改造与系统集成，实现了锅炉控制系统、汽轮机控制系统与电网调度系统的高效协同，生产效率提升了15% ，设备故障响应时间缩短了 40‰

4.2 强化网络安全防护体系

为应对日益严峻的网络安全威胁，发电厂需构建全方位、多层次的网络安全防护体系。首先，在管理制度层面，制定严格的网络安全操作规范，明确各岗位网络安全职责，建立网络安全事件应急响应机制，定期开展应急演练，确保在遭遇攻击时能快速处置。在技术投入方面，除了部署传统的防火墙、入侵检测系统外，引入人工智能驱动的网络安全监测技术，利用机器学习算法实时分析网络流量，识别异常行为与潜在威胁。对核心生产数据，采用量子加密等先进加密技术，防止数据在传输与存储过程中被窃取或篡改。例如，某核电站通过部署工业互联网安全监测平台，结合大数据分析技术，实现了对网络攻击的实时监测与精准防御，有效保障了核电机组控制系统的安全稳定运行。

4.3 加强专业人才培养

专业人才是推动发电厂集控运行自动化技术发展的核心力量。在院校合作培养方面，高校和职业院校应根据行业需求，优化自动化、电气工程及其自动化等专业课程设置，增设工业互联网、智能控制等新兴课程，并与发电厂共建实习实训基地，让学生在校期间就能接触到实际生产中的自动化设备与系统，积累实践经验。企业内部培训上，建立完善的分层分类培训体系，针对新员工开展基础理论与操作技能培训，帮助其快速适应岗位；对技术骨干，提供前沿技术培训与出国进修机会，拓宽其技术视野。同时，举办自动化技术创新竞赛、技能比武等活动，激发员工学习热情与创新活力。在人才激励机制方面，设立专项奖励基金，对在自动化技术应用创新、设备优化改造等方面做出突出贡献的员工给予重奖；建立科学的晋升通道，将员工的技术能力与职业发展挂钩，如设置自动化工程师、首席技术专家等岗位序列，为人才提供广阔的发展空间，从而吸引更多优秀人才投身发电厂自动化领域。

五、结论

自动化技术在发电厂集控运行中的应用，显著提升了发电生产的效率、安全性和稳定性。但面对系统兼容性、网络安全、人才短缺等问题，需通过加强系统集成、强化网络安全防护、培养专业人才等措施加以解决。未来，随着人工智能、物联网等新兴技术的发展，自动化技术将在发电厂集控运行中发挥更大作用，推动电力行业向智能化、绿色化方向持续迈进。

参考文献

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