仪器仪表在国家电网供电管控中的应用与挑战探究

摘要：本文聚焦仪器仪表于国家电网供电管控的关键作用。在供电管控各环节，仪器仪表于发电环节助力机组运行监测与发电质量控制，输电环节实现线路状态与损耗监测，变电环节保障设备状态监测及电能质量调节，配电环节完成配电网运行与分布式能源接入监测，用电环节达成用户信息采集与用电安全监测。然而，其面临技术层面精度可靠性、数据融合、新技术适配等挑战，管理与维护层面全生命周期管理不完善、专业运维人员短缺问题，以及外部环境层面政策法规标准不健全、网络安全威胁。

关键词：供电管控；仪器仪表；挑战；应对策略

引言

随着经济社会的飞速发展，国家电网的供电规模持续扩张，社会各界对供电稳定性、安全性及质量的要求与日俱增。供电管控作为保障电力系统高效运行的核心环节，其重要性不言而喻。仪器仪表凭借高精度的数据采集、实时监测等特性，深度融入供电管控各流程，从发电源头到用户终端，全方位支撑供电管控工作。

一、仪器仪表在国家电网供电管控各不节的应用

1.1发电环节应用

在发电环节，仪器仪表肩负着机组运行监测与发电质量控制的重任。振动传感器紧密监测汽轮机、发电机等关键设备的运行振动情况，一旦振动异常，便能及时发出预警，助力运维人员提前排查故障隐患，避免设备损坏引发停机事故。

1.2输电环节应用

输电环节中，仪器仪表为线路状态监测与输电损耗监测提供关键数据。在线监测装置24小时不间断采集导线弧垂、温度等信息，及时发现导线因热胀冷缩、覆冰、舞动等因素产生的异常变化，保障输电线路安全运行。无人机搭载的检测仪器，能快速对难以人工抵达的线路区域进行巡检，提升监测效率。电流互感器、电压互感器与电能表协同工作，精确测量输电线路中的电流、电压及电能损耗，为优化输电网络布局、降低损耗提供数据依据。

1.3变电环节应用

变电环节里，仪器仪表专注于设备状态监测与电能质量调节。局部放电检测仪对变压器、断路器等设备进行局部放电检测，提前发现设备内部绝缘缺陷。油色谱分析仪通过分析变压器油中溶解气体成分，判断设备运行状态。电能质量监测仪实时监测变电站输出电能的各项质量指标，配合无功补偿装置等设备，对电压波动、无功功率等进行精准调节，确保变电环节输出稳定、高质量的电能。

1.4配电环节应用

配电环节中，智能电表与配电自动化终端实时采集配电网的电压、电流、功率等参数，让运维人员对配电网运行状态了如指掌，实现故障快速定位与修复。功率监测仪则对分布式能源接入配电网的功率进行监测与控制，保障光伏发电、风力发电等清洁能源安全、稳定并入电网，提升配电环节的能源利用效率与供电可靠性。

1.5用电环节应用

在用电环节，智能电表与数据采集终端实现对用户用电信息的精确采集，包括用电量、用电时间、用电功率等，为电力营销与需求侧管理提供详实数据。漏电保护器、电气火灾监控装置时刻守护用户用电安全，一旦检测到漏电、过载、短路等异常情况，迅速切断电源，预防电气事故发生，保障用户生命财产安全

二、仅器仪表在国家电网供电管控中面临的挑战

2.1技术层面挑战

仪器仪表的精度与可靠性受环境因素影响显著。国家电网供电范围广，仪器仪表常需在复杂电磁环境、极端气候条件下工作。如在变电站等强电磁区域，电磁干扰易导致传感器数据偏差，使测量仪表精度下降，进而影响供电管控决策的准确性。多类型仪器仪表的数据融合存在难题。国家电网供电管控涉及多种品牌、型号的仪器仪表，其数据格式、通信协议各异。不同厂家生产的传感器，输出数据格式有差异，通信接口标准不统一，导致数据难以整合分析。这使得供电管控系统无法全面、高效地利用各类仪器仪表采集的数据，阻碍了综合决策的制定。随着新技术在电网中的应用，仪器仪表面临适配性问题。

2.2管理与维护层面挑战

仪器仪表全生命周期管理不完善。采购环节，缺乏统一、科学的采购标准，导致采购的仪器仪表质量参差不齐。安装调试过程中，若操作不规范，易影响仪器仪表性能。运行维护阶段，维护计划不合理，未根据仪器仪表实际运行状况制定针对性维护方案，缩短了设备使用寿命。专业运维人员短缺问题突出。仪器仪表技术更新换代快，新的检测原理、智能功能不断涌现。但电力运维人员接受相关专业培训机会有限，对新型仪器仪表的原理、操作方法及故障诊断技术掌握不足。面对仪器仪表故障，无法快速准确排查修复，影响供电管控工作的连续性与稳定性。

2.3外部环境层面挑战

政策法规与标准不健全。目前，针对仪器仪表在国家电网供电管控中应用的政策法规尚不完善，缺乏明确的准入门槛与监管机制。技术标准方面，部分仪器仪表的精度、可靠性等指标缺乏统一规范，导致市场上产品质量良莠不齐，给供电管控带来隐患。网络安全威胁日益严峻。

三、应对仅器位表在国家电网供电管控中挑战的策略

3.1技术创新与升级策略

为攻克技术难题，需大力推动仪器仪表技术创新与升级。在提升仪器仪表性能上，科研团队应着力研发新型材料，如采用抗电磁干扰的屏蔽材料制造传感器外壳，降低复杂电磁环境对数据准确性的影响。运用先进的芯片制造工艺，提高电子元件的稳定性，增强仪器仪表在极端气候下的可靠性。针对多类型仪器仪表数据融合难题，制定统一的数据格式与通信协议标准迫在眉睫。行业协会可联合仪器仪表生产厂家，共同协商建立通用标准，同时开发数据融合中间件，实现不同仪器仪表数据的无缝对接与高效整合。采用边缘计算技术，让仪器仪表在本地就能对部分数据进行预处理，减轻数据传输压力，提高数据处理效率，更好地适配大数据、人工智能技术在供电管控中的应用。

3.2管理与维护优化策略

完善仪器仪表全生命周期管理体系至关重要。采购阶段，国家电网应制定详细、科学的采购标准，明确仪器仪表的精度、可靠性、兼容性等指标要求，对供应商进行严格筛选与评估。安装调试环节，组织专业技术人员进行规范化操作，安装完成后进行全面测试，确保仪器仪表性能达标。运行维护时，利用设备管理系统，实时监测仪器仪表运行状态，依据实际工况制定个性化维护计划，定期进行校准与保养。

3.3外部环境改善策略

推动政策法规与标准建设，国家相关部门应尽快出台针对仪器仪表在国家电网供电管控中应用的政策法规，明确准入门槛，加强市场监管，规范仪器仪表生产、销售与使用行为。在技术标准制定上，组织行业专家，结合供电管控实际需求，制定统一、严格的仪器仪表精度、可靠性等技术标准，提升产品质量。在强化网络安全防护方面，国家电网需构建多层次网络安全防护体系。部署防火墙、入侵检测系统等网络安全设备，阻挡外部恶意攻击。

结语

仪器仪表在国家电网供电管控各环节发挥着不可替代的作用，尽管面临着技术、管理维护及外部环境等多方面挑战，但通过技术创新升级、管理维护优化以及外部环境改善等策略，能够有效提升其应用效能。未来，随着相关研究的深入与实践的推进，仪器仪表有望助力国家电网供电管控迈向更高水平，为电力事业的稳定发展注入新动力。

参考文献

[1]王辉.仪器仪表在国家电网供电管控中的应用与挑战探究[J].仪器仪表用户，2024，31（12）：134-136.

[2]华紫杉.A公司仪器仪表产品市场营销策略研究[D].电子科技大学，2023.