智慧电厂建设背景下设备远程监控体系构建与实践

孟贺

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摘要：随着电力行业数字化、智能化转型加速，智慧电厂成为火电、水电等传统电厂升级改造的核心方向。传统电厂设备监控依赖人工巡检，就地值守的模式，存在监测滞后、故障处置不及时、运维成本高、安全隐患多等问题，难以适配现代化电力生产高效、安全、低耗的发展需求。基于此，本文结合智慧电厂建设核心技术，依托物联网、大数据、云计算等技术，构建分层级的设备远程监控体系，明确体系架构、核心功能与构建要点，并结合电厂实际生产场景开展实践应用验证。实践表明，该远程监控体系可实现电厂核心设备运行状态的实时监测、异常预警、远程调控与智能运维，有效降低设备故障率，提升电厂自动化运行水平与生产效率，为智慧电厂设备精细化管理提供实用参考。

关键词：智慧电厂；设备管理；远程监控；体系构建；智能运维

一、引言

在“双碳”目标与能源结构改革的大背景下，电力行业加速推进数字化转型升级，智慧电厂凭借自动化、智能化、可视化的优势，逐步替代传统粗放型电厂运营模式。电厂锅炉、汽轮机、发电机、开关柜等核心设备是电力生产的基础，设备运行的稳定性直接决定电厂生产安全与供电质量。传统电厂设备管理模式以人工定时巡检，就地监控、事后维修为主，巡检数据存在主观性、滞后性，对于设备隐性故障、微小参数偏差无法及时识别，极易引发设备停机、机组故障等生产事故。同时，人工运维模式人力成本高、工作效率低，难以满足规模化、智能化电厂的运营需求。

设备远程监控是智慧电厂建设的核心模块，通过数字化技术打通设备数据采集、传输、分析、预警、管控全流程，打破传统就地监控的空间与时间限制，实现设备全天候、全方位智能化管控。因此，构建科学完善的设备远程监控体系，对提升智慧电厂运维水平、保障电力生产安全、降低运营成本具有重要现实意义。

二、传统电厂设备监控现存问题

结合电厂一线运维实际，传统设备监控模式的短板日益凸显，主要体现在三个方面。一是监测覆盖不全面，传统监控仅针对设备关键参数进行定点监测，无法全面采集温度、压力、振动、能耗等细节数据，设备潜在故障难以提前预判。二是数据利用效率低，设备运行数据多为就地存储、人工记录，数据分散、碎片化，无法实现集中分析与联动管控，难以支撑设备状态评估与运维决策。三是运维模式滞后，主要采用“故障后维修、定期检修”的模式，过度依赖人工经验，不仅增加设备停机损耗，还容易出现过度检修、检修不到位等问题，运维精准度极低。四是应急处置效率差，设备故障发生后，需人工现场排查故障原因，处置流程烦琐、响应速度慢，易造成电力生产中断，影响供电稳定性。

三、智慧电厂设备远程监控体系构建

（一）感知层：全域数据采集

感知层是远程监控体系的基础，主要负责各类设备运行数据的实时采集。在电厂发电机、汽轮机、换热设备、电气开关柜等核心设备上，加装温度传感器、压力传感器、振动传感器、电流电压采集模块等智能感知设备，全天候采集设备运行的各项动态参数。同时接入电厂原有SCADA系统数据，整合设备启停状态、运行负荷、损耗参数等信息，实现设备运行数据的全域、精准采集，为后续数据分析与监控预警提供完整的数据支撑。

（二）网络层：安全数据传输

网络层承担数据传输与通信保障功能，结合电厂生产环境特点，采用5G、工业以太网、物联网无线通信技术相结合的传输模式。相较于传统网络，该传输方式延迟低、稳定性强、抗干扰能力好，可适配电厂复杂的工业生产环境。同时设置专属数据传输通道，配备数据加密、防火墙等安全防护机制，有效规避数据泄露、网络攻击等风险，保障设备运行数据实时、安全、稳定上传至监控平台。

（三）平台层：智能数据处理

平台层是整个监控体系的核心，依托云计算与大数据技术搭建数据中台，主要完成数据清洗、分类、存储与分析处理。平台可自动剔除无效、错误数据，对各类设备的运行参数进行整合归类，通过内置智能算法对比设备正常运行阈值，实时判断设备运行状态。同时搭建设备数据库，长期存储设备运行数据，为设备寿命分析、故障规律总结、运维方案优化提供数据支撑，实现从“被动监控”向“主动分析”的转变。

（四）应用层：实操化功能落地

应用层面向电厂运维人员、管理人员，落地可视化、可操作的监控功能。主要包含实时监控、异常预警、远程操控、运维管理、数据统计五大核心功能。实时监控实现设备运行状态可视化展示，运维人员可通过电脑端、移动端随时查看设备参数；异常预警可在参数超标、设备异常时自动发出声光、弹窗预警；远程操控支持合规范围内的设备参数微调、启停控制；运维管理可自动生成检修工单、记录运维轨迹；数据统计可自动生成日报、月报，为电厂生产管理提供数据依据。

四、体系实践应用与效果分析

将本文构建的远程监控体系应用于某智慧燃煤电厂设备管理工作中，针对电厂主机设备、辅助电气设备、换热供水设备开展全覆盖监控试运行，实践应用效果显著。

在安全管控方面，体系实现设备24小时无人值守监控，彻底解决人工巡检盲区、漏检、滞后等问题，试运行半年内，提前识别设备温度异常、线路负荷超标、振动异常等隐性故障12次，有效规避设备停机、机组故障等安全事故，设备故障预警准确率达98%以上。

在运维效率方面，依托远程监控与智能分析功能，减少人工巡检频次，简化故障排查流程，电厂设备运维人力成本降低30%左右，故障处置平均时长缩短60%，大幅提升运维工作效率。同时，体系依托数据精准判断设备运行状态，摒弃传统定期盲目检修模式，实现“状态检修”，减少过度检修造成的设备损耗与资源浪费，有效延长设备使用寿命。

在生产效益方面，设备运行稳定性大幅提升，机组启停故障率显著降低，电厂整体生产连续性增强，有效提升供电稳定性，为电厂节能降耗、提质增效提供有力支撑，完全适配智慧电厂智能化运维的建设需求。

五、现存问题与优化对策

结合实践应用情况，当前远程监控体系仍存在两处短板。一是部分老旧设备兼容性较差，无法直接接入智能感知设备，数据采集存在盲区；二是极端工况下部分传感器数据精度略有偏差，影响预警精准度。针对以上问题，提出优化对策：逐步对电厂老旧设备进行数字化改造，适配远程监控系统接入标准，实现设备全覆盖监控；定期校准智能感知设备，优化平台算法模型，结合设备运行工况调整参数阈值，提升数据采集精度与故障识别准确率；同时加强运维人员智能化操作培训，提升人员系统操作、故障处置能力，充分发挥体系的智能化管控价值。

六、结论

智慧电厂建设的核心是设备管理的数字化与智能化升级，设备远程监控体系是智慧电厂高效运行的重要支撑。本文构建的四级一体化远程监控体系，贴合电厂生产实际，有效解决了传统设备监控模式效率低、隐患多、成本高的痛点，实现了电厂设备从人工值守、被动运维向智能感知、主动预警、远程管控的转型。通过实践验证，该体系稳定性、实用性较强，可显著提升电厂设备运维水平与生产安全系数。未来，可结合人工智能、数字孪生技术持续优化体系功能，进一步提升智慧电厂设备全生命周期智能化管理能力，助力电力行业数字化、绿色化高质量发展。

参考文献

[1]邵剑波，宋歌。浅析智慧电厂在分布式发电站的应用探讨和案例分析[C]//中国机电一体化技术应用协会。第七届全国石油和化工电气设计与应用论文大赛入选论文集。[出版者不详],2024:502-509.

[2]邵剑波，宋歌。浅析智慧化电厂在分布式发电站的应用探讨[C]//中国石油大学（北京），阿里云，北京能源协会，油气资源与工程全国重点实验室，重质油全国重点实验室。2023中国油气人工智能科技大会论文集。[出版者不详],2023:210-219.

[3]臧旭东,杨元琴,奚邱炎,等.基于三维可视化技术的火电厂设备数据管理应用与研究[J].中国设备工程,2021,(21):16-17.

[4]王红妮,周宏斌,张泽巍,等.智慧电厂背景下设备巡检系统的设计与实现[J].设备管理与维修,2021,(10):101-103.

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