火电厂自动化运行的安全策略分析

火电厂是能源转换和供应的关键场所，是能源保供的“压舱石”，为工业生产、居民生活等提供源源不断的电力，其稳定运行直接关系到经济的持续增长和社会的正常运转。随着科技的不断进步，火电厂自动化已成为发展趋势，目前已基本实现了从设备监测到参数调控的全流程自动化，大幅提升了发电效率与稳定性。然而，自动化程度的提高也产生了一些问题，一旦自动化系统出现问题，很容易引发设备故障、数据泄露等风险，影响火电厂正常运行，甚至对能源安全造成威胁。因此，要基于火电厂自动化运行的特点，在其运行隐患的基础上详细分析安全策略，这样才能保障电厂自动化系统的安全稳定运行。

一、火电厂自动化运行特点

（一）运行效率高

火电厂是将煤炭、天然气、生物质等能源转化为电能的生产场所，其运行过程需经历燃料输送、燃烧发电、蒸汽转化、电力输出等多环节协同，每个环节都需精准控制压力、温度、流量等多项参数。目前火电厂的生产已实现全流程自动化，生产环节均由系统按预设算法自动完成。系统会依据实时电网负荷需求，动态调整各设备运行状态，这种自动化运行模式下，火电厂整体发电效率显著提升，单位能源转化的电能输出量明显高于传统人工操作。同时，人工干预频率逐渐降低，以往需要多人实时监控的参数调节、设备启停等操作，如今由系统自主完成，仅需少量人员进行后台监控与异常处置，让人力得以集中在更核心的优化工作中。

（二）运行稳定性强

自动化系统内置了大量的传感器与智能分析模块，能 24 小时不间断采集设备振动、介质温度、管道压力等数百项运行数据。当出现参数偏离情况时，系统无需人工介入，可自动触发调节指令，在数秒内将参数拉回安全区间。相比人工巡检，这种自动化监测与处置模式更加及时且精准，且执行操作时无延迟、无偏差，大幅降低因处置不及时导致的停机风险，保障机组连续稳定发电。

（三）运行成本可控

火电厂的自动化运行，本质上就是生产系统按照预设逻辑运用智能算法进行全流程资源调配与能耗管控，这一模式从根源上实现了运行成本可控。在燃料消耗环节，系统可提前预设不同负荷下的最优燃料量、风量配比参数，且这些数值基于历史运行数据与实时工况动态优化，比人工经验判断更加科学。且自动化系统通过持续监测部件磨损度、运行时长等数据，精准预判检修周期，提前规划备件采购与停机维护时间，能有效减少因突发故障导致的非计划停机损失。

二、火电厂自动化运行中存在的风险隐患

（一）设备故障风险

我国火电厂自动化程度持续攀升，新建电厂基本已实现高度自动化，实现了全厂DCS 一体化控制。从能源转换到电力输出的全流程基本实现自动化运作，但随着自动化深入，设备故障风险日益凸显，相较于传统人工操作模式下偶发的设备问题，如今故障影响范围更广、程度更深，主要体现在以下方面：

一是硬件老化故障。自动化设备常年运行，传感器、执行器、控制器等硬件受高温、潮湿、振动等恶劣工况影响，会出现元件老化加速的情况，导致测量精度下降，使控制系统做出错误调控，影响机组稳定运行。

二是软件系统故障。自动化系统软件复杂，程序漏洞、版本兼容性问题频发。部分老旧电厂自动化软件未及时更新，在复杂工况下，易出现数据丢失、系统崩溃情况。

三是通信传输故障。电厂自动化运行过程中会有大量的数据传输，通信线路受电磁干扰、鼠虫啃咬、线路老化等影响，信号易中断或数据丢包。

（二）数据泄露风险

火电厂自动化运行意味着生产流程深度依赖信息技术与数字化系统，而火电厂作为国家能源供应的关键枢纽，关系着我国的能源安全与社会经济稳定运行，日常需要应对大量设备运行数据、用户用电信息以及企业管理数据等的处理与传输。数据安全对于电力企业而言不单单是经济损失，更有可能影响到国家安全，导致灾难性的后果。通过攻击电力企业数据获取电力信息系统的关键性、敏感性数据，如系统运行图、网络拓扑图、资产清单等，可以分析出其内部设施设备的运行情况、网络防护的分布情况、生产控制系统的配置情况等，通过篡改关键节点监测预警信息、操作指令等关键数据，可能造成电力系统故障或重大安全事故。

（三）人员操作风险

虽然火电厂自动化过程中能实现多数流程的自主运行，但人工操作依然是保障系统安全的关键环节，无法替代。尤其在系统预警、故障处理等特殊状态下，对人员的专业判断和应急处置能力要求更高。目前电厂的运维人员需要具备自动化系统逻辑理解、异常数据解读及手动操作切换等综合能力。但人不是机器，在长期的工作状态下，就不可避免会有一定的判断、操作失误等风险，主要体现在以下方面：一是故障判断失误。自动化系统报警时，需人员结合设备历史数据和运行逻辑分析原因，如果人员对系统更新后的控制逻辑不熟悉，易误判故障点；二是操作规范执行有疏漏。部分人员因长期手动操作强度不高，且当监督机制存在“重检查、轻整改”的情况时，就会出现忽视操作流程规范的问题。

三、火电厂自动化运行的安全管理策略

（一）做好自动化设备的维保工作

做好电厂自动化设备的维保工作，是规避设备故障、保障机组稳定运行的核心手段。要尽量规避电厂自动化设备故障问题，就需要在现有制度基础上，尽量实现维保的精准

化：

第一，建立设备全生命周期台账，记录传感器、执行器等关键部件的安装时间、运行时长及历史故障数据，结合厂家给出的寿命参数，提前制定更换计划，避免因设备“超期服役”而突发工程失效等问题；

第二，定期开展针对性检测，对 DCS 系统进行逻辑校验和漏洞扫描，对高温、高湿环境下的硬件进行防腐、防尘处理，对通信线路进行信号稳定性测试，从软件到硬件要进行全面排查隐患；

第三，强化维保人员技能培训，确保其熟悉不同品牌设备的维保特性，对特殊设备的维护要求开展专项演练，同时配备专用维保工具，提升检测与修复效率。

（二）完善电厂数据安全保护

1.数据分类管理

火电厂中的自动化系统运行数据体量极大，单台机组每小时可产生数万条实时数据，涵盖设备状态、控制指令、能耗指标及用户用电信息等多种类型，且存储呈现分散化特征，部分存于本地控制系统，部分上传至云端监控平台。要防止数据不被非法获取、篡改或泄露，就需要对这类运行的数据进行分类管理，这是保障电厂信息安全的基础：第一，建立数据分类标签体系，为每条数据添加 “生产监控”“工业控制”“设备日志” 等标签，通过标签自动识别数据类型，关联对应的存储规则和安全策略；第二，部署分类存储管理系统，划分独立的物理存储区域，生产核心数据存入离线服务器并断开公网连接，常规管理数据存入内部局域网服务器，需对外共享的数据经脱敏处理后存入专用交互服务器；第三，实施分类访问审计机制，为不同类型数据设置专属访问通道，操作人员需凭对应权限登录，系统自动记录访问时间、操作内容等信息，生产控制类数据的访问额外要增加双人验证环节，定期导出审计日志进行合规检查。

2.制定安全级别

数据的安全级别，是根据数据在泄露、篡改、破坏等情况下，对电厂生产、业务及网络安全造成影响的严重程度，划分的保护层级 。火电厂自动化运行必须要依靠大量的数据进行支撑，从设备实时状态参数到机组控制指令，数据一旦失控，小则引发设备异常，大则导致机组停运、电网波动。因此制定电厂自动化运行数据安全级别，需按流程推进，做好数据的梳理，全面收集自动化运行中的设备状态、控制指令等各类数据，并记录数据来源、用途等信息。然后组织专业团队评估，从数据泄露影响（如是否导致生产中断）、篡改危害（如是否引发设备误操作）等方面分析。参考相关标准，结合电厂实际，将数据划分为不同级别，比如把核心控制数据定为最高级，最后为不同级别数据制定对应防护措施，以此构建精准的安全防护体系。

3.火电厂数据安全评估管理

数据是自动化运行的核心支撑，其安全直接关系机组稳定与能源供应安全。做好数据安全评估工作，是制定防护策略、分配安全资源的基本前提。评估时不能仅依赖经验主观判断，一定要结合电厂实际运行场景，根据客观数据和行业标准来开展相关工作。一是全面梳理数据资产，统计自动化系统中的数据类型、存储位置及流转路径，建立数据清单，明确评估对象；二是分析运行过程中存在的隐性风险，从数据泄露、篡改、丢失三个维度，结合历史故障案例和网络威胁趋势，判断各类数据面临的风险概率及影响程度；三是划分风险等级，参考相关安全标准，综合风险概率与影响程度，将数据安全风险划分为高、中、低三级，为后续制定针对性防护措施提供依据。

（三）开展技能培训及应急操作演练

火电厂自动化运行的稳定高效离不开人员的精准操控与及时响应，人员始终是最重要的安全保障环节。要想降低因操作失误引发的风险，提高应对系统突发故障的能力，就需要着重培养运维人员的专业技能和应急素养。要根据电厂自动化运行的实际需求，比如不同机组的控制逻辑、新升级系统的操作规范等，来对员工进行针对性培训。技能培训可采用“理论+实操”模式，定期组织自动化系统原理、设备参数阈值等知识的培训，结合典型故障案例解析系统预警逻辑。并设置模拟操作台，让员工练习 DCS 系统参数调节、执行器手动切换等核心操作。结合电厂常见风险场景，如 DCS 系统突发崩溃、传感器集体失灵等，每季度开展一次实战模拟，要求人员在规定时间内完成故障判断、手动模式切换及设备紧急调控，演练后通过复盘总结优化操作流程，不断提升团队应急协同能力。

结束语：

综上所述，火电厂自动化运行在提升电厂的发电效率、稳定性上优势明显，但也不可避免会存在设备、数据及人员操作等方面的风险。因此要落实好安全管理策略，这样才能能有效降低风险发生概率，保障火电厂自动化系统安全运行。随着火电厂自动化技术的发展，后续需持续优化安全策略，以适应火电厂自动化不断变化的需求，为能源稳定供应提供长久保障。

参考文献：

[1]赵辉.电力系统自动化安全控制问题及策略研究[J].电工技术,2024,(S2):352-354.

[2]肖力炀,毕玉冰,刘超飞,刘鹏飞,崔逸群,潘瑞丰.电厂数据安全保护系统原型设计[J].热力发电,2025,54(01):132-144.

[3]孙亚斌,张鑫.电气自动化设备安全管理及运行策略研究[J].造纸装备及材料,2024,53(10):43-45.

[4]杨宏亮.浅析电厂自动化运行的安全管理策略[J].中国设备工程,2024,(15):62-64.

[5]饶建兰, 刘先锋. 电厂电气运行常见故障及其应对措施研究[J]. 光源与照明,2022,(08):228-230.