人工智能在電氣工程自動化中的運用探討

柳曉巍

摘 要：在電氣工程自動化中，人工智能技術具有降低電氣自動化成本、改善電氣工程運作效率等應用優勢。為此，本文首先介紹人工智能的含義、優點，然后再重點探討人工智能在電氣工程自動化中的運用，以期解決人們在工作、生活中的諸多不便。

關鍵詞：電氣工程自動化；人工智能；運用

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）30-0258-02

前 言

人工智能（AI）最初于1956年在Dartmouth學會上提出。經過若干年的研究和發展，人工智能實現了在問題求解、邏輯推理與定理證明、自然語言處理、智能信息檢索和專家系統等領域的廣泛應用。其中，在電氣工程自動化中，人工智能的應用日漸引起人們的關注，且大大方便了人們的工作和生活。下面，筆者主要探討人工智能及其在電氣工程自動化中的運用。

1 人工智能

人工智能是一門綜合性的學科，即其核心是計算機技術，并融合了數理邏輯、控制論、信息論、自動化、生物學、心理學、哲學和醫學等學科。人工智能作為計算機科學的分支，其研究的目的主要是開展科研和模擬、拓展、延伸人類的智能技術、方法、理論等，從而賦予機器一些人類智能來完成相應的工作。但是，人工智能與人腦思維存在本質區別，即：人工智能僅僅是機械地開展無意識的物理操作。

隨著人工智能研究的深入，研究人員發現人工智能在電氣工程自動化中運用極具優勢，具體表現在以下五個方面：

（1）優化調節參數。在電氣工程自動化中，通過科學調整人工智能的參數，可以最大限度地改善智能函數的綜合性能，且人工智能控制器可按計算機預設的數據和語言、信息的反饋結果進行設定，同時可按預設的參數進行拓展與修改作業，從而體現了方便、快捷的應用特點。

（2）受相關因素的影響小。與人工控制器相比，人工智能控制器的適應能力更強，即無需獲取精確的動態模型，無需提供固定的參數設置和工作環境，這無疑降低了外界因素的影響，從而保證了機械設備的正常運行。

（3）操作誤差小。在電氣工程自動化中，運用人工智能技術對消除外界因素的不良影響和防范機械設備發生運行故障具有重要意義，從而保證了機械設備按預設參數正常運行，解決了實際值偏離理論值的問題，實現了電氣工程自動化的管理目標。

（4）控制管理的一致性良好。在電氣工程中，人工智能技術采用的控制方法比傳統的控制方法更具一致性，即：無論何種對象，都可以及時進行信息反饋，從而消除了外界因素的影響，提高了產品生產的規范性，保證了同一類產品性能的一致性。

（5）成本投入更低。與傳統的電氣操作相比，人工智能降低了電氣設備對線路、變壓器的依賴，電力企業無需安排專門的工作人員管理維護設備，從而節省了電力企業的成本投入。

2 人工智能在電氣工程自動化中的運用

2.1 電氣設備優化設計

電氣設備優化設計要求設計人員掌握牢固的電機電器、電磁場、電路等基礎知識和擁有豐富的設計經驗。傳統意義上，設計人員采用人工設計的方式在實驗室完成電氣設備的設計，所以很難得到最優設計方案。隨著計算機技術的發展，計算機輔助設計（CAD）取代手工設計方式在電氣設備設計中的主導地位，從而極大地縮短了電氣設備開發的周期，即：將人工智能技術引入CAD中，提高了電氣設備的設計質量與設計效率。在電氣設備的優化設計中，人工智能的應用主要從遺傳算法、專家系統中體現出來。其中，遺傳算法采用了先進的計算方法，計算結果精準，所以遺傳算法與其衍生算法在電氣設備優化設計中的應用非常普遍；專家系統是一種應用較多的電氣設備優化設計方法，其有助于準確捕捉電氣設備故障發生前的預兆。

2.2 電氣設備故障診斷

通常來講，變壓器、發電機和發動機等電氣設備最易出現故障。如果采用傳統的故障診斷方法，存在的主要問題是診斷的準確率較低，即：先收集并分析變壓器油生成的氣體樣本，再按分析結果判斷電氣設備的故障情況。可見，傳統的診斷方法不宜應用于日常的電氣設備故障診斷中，究其原因是：電氣設備故障具有突發性的特點，如若未及時診斷并處理故障或方法不當，便會造成嚴重的后果，而傳統的方法時效很低，且會消耗掉大量的人力和時間。為此，電氣設備故障診斷引入了人工智能技術，即：通過運用人工智能中的專家系統、模糊數學和神經網絡（見表1），實現了電氣設備故障的準確診斷，從而大大提高了生產效率。

2.3 實現控制與保護功能

在電氣工程自動化中，常用的人工智能實現了實時自動采集、處理開關量和模擬量數據，且可按預設的要求批量、定時整理和存儲數據，可利用圖像生成軟件模擬和顯示電氣系統歷史運轉的真實畫面，從而直觀形象地反應了斷路器、隔離開關、電壓和電流等電氣設備的運轉情況。操作人員可在數據分析的基礎上創建圖表，但需保證控制端設備具備與實際需求相符的硬件條件，以免控制端設備因運算資源消耗量過大而影響其他控制程序的穩定運行。另外，通過運用人工智能技術，實現了實時智能監視掛牌檢修主要電氣設備的實際開關狀態和模擬量數值，警示狀態變化事件和事故報警越限，按順序記錄下各項事件，并對負序量的計算進行在線分析等，同時集成了電話圖像、語音、聲光等模式選擇性或同時報警。從操作控制的角度來講，人工智能技術支持技術人員遠程或現場控制斷路器、隔離開關等，并調整勵磁電流；可按順序記錄并對實時模擬量故障錄波、捕捉相關波形、開關量變位、設定和修改在線參數、保護定值；可運行管理操作票專家系統、自動存儲運行日志、自動生成和存儲或打印報表等。

3 結 語

在電氣工程自動化中，人工智能技術的運用完善了電氣自動化的綜合性能，從而提高了電氣產品的質量；實現了電氣智能化控制，從而提高了電氣設備的工作效率；改善了電氣設備故障診斷技術，從而提高了電氣設備故障的診斷水平。總之，人工智能是一項緊隨計算機技術發展而發展的尖端技術，其在電氣工程自動化中的應用減少了電氣設備的運行故障，節約了設備的運行成本，提高了設備的生產效率，可見人工智能的應用前景廣闊，值得深入研究。

參考文獻

[1]錢卓昊.人工智能技術在電氣自動化控制中的應用探究[J].中國高新技術企業，2016（16）：51～52.

[2]甘日作.電氣工程自動化中人工智能的應用分析[J].世界有色金屬，2016（04）：122～123+125.

[3]張桂昌.探究當前智能化技術在電氣工程自動化控制中的運用[J].通訊世界，2015（19）：247～248.

[4]王幫元.電氣自動化控制中人工智能技術應用探究[J].赤峰學院學報（自然科學版），2015，31（09）：50～52.

[5]馬仲雄.淺談電氣自動化控制中的人工智能技術[J].電子技術與軟件工程，2014（11）：246～247.

[6]紀文革.人工智能技術在電氣自動化控制中的應用思路分析[J].電子測試，2014（03）：137～138.

收稿日期：2018-9-18