长输管道电气系统及输油站自动化应用研究

引言

我国长输管道事业伴随能源战略推进逐步发展，当前已初步形成以控制中心为核心的自动化运行基础。能源输送的规模化与复杂化对技术体系提出更高要求，现有系统在协同效率与智能化水平上仍有提升空间。电气系统作为管道运行的动力与控制中枢，其与自动化技术的适配性直接影响输送效能与安全水平。开展长输管道电气系统及输油站自动化应用研究，可明晰技术构成机理，找准融合优化方向，对推动能源基础设施数字化转型具有重要实践价值。

一、长输管道电气系统构成

能源输送连贯进行的需求，要求电气系统应具备精准控制与全面监测的能力。长输管道电气系统以计算机技术、现代电子技术、通信技术及信息处理技术为依托搭建核心架构。该系统把变电站二次设备当作调控对象，实现继电保护、系统管制、运行检测、信号传导、故障录存及自动装置联动等基础功能[1]。依靠功能模块的再次组合优化，系统可实现对管道全流程运行状态的实时管控与精确测量。电气系统里面安装了标准化信息交互接口，可达成各设备之间的数据共享与指令同步，为管道运行的系统化管理提供可靠的技术后盾，其本质是多技术融合的综合性自动化管控体系。

二、输油站自动化系统的构成

（一）模拟仿真自动化系统

对管道输送参数的动态变化精准预判和科学调控，模拟仿真自动化系统把计算机当作硬件基础，采用数学建模这一方法处理运行数据。系统选用温度、压力、流量、时间等核心变量去构建状态方程，精准描绘油气输送的动态态势，系统包含的核心功能有离线仿真、在线仿真与模拟培训这三类。离线仿真凭借输量与目的地等参数编订批量输送计划，判定设备的最优运行模式；在线仿真凭借实时数据跟踪计划执行动向；模拟培训凭借场景再现提升人员操作本领，创建全流程支撑体系。

（二）SCADA 系统自动化

长输管道广域分布这一特性对远程管控提出刚性要求，SCADA 系统由调度中心计算机系统和站控系统一起构建而成，形成以“中枢 - 终端”为主的两级管控架构。调度中心的操作人员借助工作站收集泵、压缩机、阀门等现场设备的运行数据，实时掌握设备运行情形[2-3]。系统具备对故障的应急响应能力，若设备异常或者管道产生故障，自动启动安全保护程序，紧急时刻可执行停运相关操作。现阶段行业应用的 SCADA 系统类型繁杂，部分系统在远程启停控制、状态反馈信号传输等功能上还有提升空间，需要利用调控中心的集中管控完成功能补全。

（三）数据管理自动化系统

信息化管理是促进管道运维效率提升的核心路径，以达成设备与管道运行信息整合，为运维决策给予数据支撑，推动管理模式朝向数字化、信息化转型过渡。系统含有线路管理、资产管理、运营管理及应急管理四个细分模块，线路管理凭借地理信息系统开展数据采集与修订，保障线路信息为真实状态；资产管理以设备全生命周期数据为聚焦点，支持在线监测及故障诊断实施；运营管理凭借输量与能耗数据的分析改进运行效率；应急管理凭借数据整合拟定处置方案，提升应对突发问题的反应速率。

三、长输管道电气与自动化融合应用的优化路径

（一）构建电气自动化通信一体化数据平台

电气系统跟自动化系统的信息壁垒会引起调控的滞后现象，一体化数据平台能有效化解各项问题。平台把电气设备运行数据和自动化控制数据作为核心整合的对象，创建标准化数据接口，实现变电站二次设备、SCADA 终端、仿真系统等多源设备数据的互联互通[4-5]。平台搭载着数据清洗与整合模块，对电压、电流、压力、流量等非同类数据实施规范化处理。随着时间不断推移，电气控制指令与自动化监测信息可达成同步效果，为运行状态的预判与调控决策提供统一的数据后盾，夯实技术融合的信息基础。

（二）推进集中调控与区域运维模式升级

传统的分散式运维无法适应大规模管道网络的管理要求，模式升级是强化融合效能的关键途径。集中调控模式把全域运行优化当作目标，创建统一的指挥核心，对多站场的运行参数与负荷分配开展全局统一统筹。区域运维模式通过厘清各级运维主体的职责，把区域里的技术力量进行整合，提升基层站场“最小作战单元”的综合能力。配套实施人员技能转型培训，带动运维人员从值守操作的角色往巡检维护角色转变，以调控中枢与区域运维的协同联动达成，减少人为干预误差，提升设备维护响应速度。

（三）强化融合系统网络安全防护机制

工业控制与信息化的深度融合令网络安全风险明显提高，防护机制的搭建是保障系统稳定的起码要求。防护体系得依照网络安全等级保护标准去搭建，涉及通信网络、区域边界、计算环境与管理中心四个要素维度。就通信网络层面而言，实行分区分域的管理模式，组建独立的安全通信通道，达成物理隔离与逻辑隔离的结合。在区域边界摆放防护设备，对跨域访问实施严格管理与流量审查。在计算环境内采用主机白名单跟设备安全加固做法，阻挡非法进犯，集中监测及迅速应对，打造全环节防护体系。

四、结语

长输管道电气系统与输油站自动化技术的融合应用，是能源基础设施智能化发展的必然方向。本文通过解析电气系统构成逻辑，拆解自动化系统核心模块，明确了技术融合的基础架构与功能特性。提出的一体化数据平台、运维模式升级、安全防护强化等优化路径，为能源输送的安全、高效、智能发展提供更坚实的技术支撑。

参考文献

[1]吴传磊,于雷,王翌墉.长输管道自动在线焊接技术研究[J].石化技术,2025,32(09):258-260.

[2]巩道军.基于辅助决策的长输管道低耗电优化开启方案[J].石油石化 节能与计量,2025,15(08):77-82.

[3]刘栋国,崔同伟.燃气长输管道的安全管理与风险防控研究[J].石化技术,2025,32(08):411-412.

[4]刘洋,何国军,吴杰,等.长输管道内检测技术研究现状与展望[J].中国石油和化工标准与质量,2025,45(05):36-39.

[5]尚玉杰,赵洋,陈彬,等.软土地区长输管道位移原因分析与敷设防护[J].油气田地面工程,2024,43(12):22-28.