人工智能在電氣工程自動化中的應用

顧華凌

【摘 ?要】隨著社會不斷的進步和人類生活水平不斷的提高，信息自動化技術日益發達，人類經濟生活更加智能化的要求越來越高，現在計算機技術已經貫穿在技術生產的各個方面，電氣自動化如同人腦的程序，主要通過編程模仿人腦實現自動化，技術不斷的改進促使電氣自動化優化設計過程中逐漸引進了人工智能技術，電氣自動化的革新需要人工智能技術推動，代替傳統的方法解決自動化系統中復雜的問題，幫助人們省去一些時間去做其他的有益事情。

【關鍵詞】人工智能;電氣工程;自動化

一、人工智能應用理論分析

人工智能（Artificial Intelligence），英文縮寫為AI。它是研究、開發用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統的一門新的技術科學。人工智能是計算機科學的一個分支，它企圖了解智能的實質，并生產出一種新的能以人類智能相似的方式做出反應的智能機器，該領域的研究包括機器人、語言識別、圖像識別、自然語言處理和專家系統等。人工智能是研究、開發用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統的一門新的技術科學。

二、人工智能控制技術的實現大致有下面幾步：

第一步，數據信息的采集和處理：首先采集設備端的開關量和模擬量等數據，然后對這些數據進行處理或者按照某種格式進行存儲。第二步，界面展現：對設備和系統的運行狀態進行顯示，同時顯示電壓、電流、隔離開關、模擬量開關狀態和一些掛牌檢修的功能。第三步，系統監控和事件報警：對系統中的設備模擬量的大小、開關量的狀態等進行實時地智能監控。一旦有事故發生就向操作人員進行報價。包含越限、狀態變化等報警事件。

三、人工智能在電氣自動化中的應用現狀

電氣自動化設備的優化設計非常復雜，傳統的電氣產品設計需要運用經驗知識手工進行，在對電氣設備的優化的過程中常會涉及到電磁場、電機電氣等比較專業的知識，在實際過程中需要反復的進行探索，很難得到最優的設計方案。而當人工智能應用到電氣自動化設備的優化設計中，其CAD技術減少了電氣設備的設計難度，大大縮短了產品的開發周期，提高了設計的工作效率和產品的質量，實際生產的產品的數量和質量都證明了這一點。人工智能在電氣自動化中的應用上主要有以下幾個方面：

1、在電氣產品優化設計中的應用

在電氣工程中，電氣設備的設計是一個復雜的過程，不僅涉及到電氣自動化專業的各個學科和內容，還對設計人員的經驗有著較高要求，只有實現科學設計、經驗和知識的有機融合，才能保證設計出來的電氣產品的科學性。人工智能的出現則為電氣設備的設計帶來了曙光，有效解決了很多依靠人腦也無法快速解決的繁瑣計算和模擬過程，大大提高了工作效率，縮短了設計周期，而設計出來的產品也越來越具有實用性和科學性。

2、在電氣產品智能控制中的應用

人工智能技術在自動化的控制領域的研究已經非常成熟，但是電氣自動化設備的控制領域里人工智能技術的運用目前還是比較少。這是整個行業非常期待和研究的一個大方向。人工智能技術在控制領域的應用主要有下面三種：神經網絡控制、模糊控制、專家系統控制。我們以專家系統為例，它是一個對專業知識要求非常高的程序系統，其儲存著大量某個專業技術領域的專家知識，這些知識經過預先學習總結和分析，然后按照一種特定的模式記錄，同時該系統還有模擬領域專家對實際問題解決時所用的推理機制。專家系統首先對錄入的數據通過預先總結的專家知識進行推理，最后給出決策和判斷，所以在理論上，它解決問題的能力在一定程度上可以達到該領域專家的水平。

3、在電氣設備維護中的應用

對于配電線路中的電力設備，要加強管理和維護工作，及時排除設備中存在的安全隱患。對于故障較小的設備，可以采取維修和保養的方式進行處理，而對于故障較大或者存在高風險性的設備，如果條件允許，要進行更換，近似計算，所以在電力系統中，模糊邏輯主要被應用于潮流計算、系統規劃和模糊控制中。此外，在電力系統運行中，日常操作和管理工作也很重要，如果在日常操作中應用人工智能技術，采用家用電腦就能實現系統操作，有利于簡化工作流程，優化操作界面，而系統還能自動進行日志和報表的生成、保存，這就使得系統操作更加簡便，更加具有可視性，大大提高了系統日常操作的效率，對于保證系統的安全、可靠運行有著積極作用。

4、在電力系統中的應用

專家系統（ES）、人工神經網絡（ANNS）、啟發式探索、模糊理論在電力系統中的應用較為普遍。其中，ES是一個非常復雜的程序系統，集大量規則、知識、經驗于一身，通過對系統中特定領域的專家知識以及專業經驗對問題進行判斷和分析，然后模擬專家決策過程，處理需要依靠專家來解決的問題，當然，在使用專家系統時，應當根據實際情況更新系統中數據庫、知識庫、規則庫中的數據和信息，以適應電力系統應用需要。ANNS的學習方式非常靈活，存儲方式也是完全分布式的，被廣泛應用于大規模信息的處理中;具有很強的識別能力和分類能力，在足夠的馴良樣本中，ANNS能夠對模型進行合理分類，并對輸入進行合理選擇，以此來構建不同季節的周、日預測模型，在電力系統短期負荷的預測中發揮著非常重要的作用;ANNS與元件關聯分析的結合能夠實現對復雜電力系統的故障診斷，并對故障進行定位和識別。

四、人工智能控制的優勢

1、受其他因素影響小

傳統古典控制器在進行模型構建時往往會受到眾多不確定因素的不利影響，比如模型設置參數的變化，計算中不同數值的類型等，而電氣自動化中的人工智能設計卻不需要獲得精確的動態模型，也不需要指定對參數等或環境的特殊要求，總體來看，受外界的影響較小。

2、相關參數便于調節

對人工智能的相關參數進行適當調整，可以有效提升智能函數的性能，與傳統的控制器比較而言，人工智能控制更便于調節，并且簡單易學，適應能力強，就算專家不在現場指導，人工智能控制器也能夠參照合理的數據，運用語言和響應的信息來進行設定，同時設定的參數也可以簡單根據情況進行修改與擴展，方便而快捷。

3、具有優良的一致性

傳統的控制方法是基于特定的目標和具體的設計，所以針對特定對象，這種控制方法的控制效果非常好，但對其他對象的控制效果則就無法保證。與傳統的控制方法相比，電氣工程中的人工智能控制具有優良的一致性，向系統內輸入任何未知的數據也可以產生很高的估計，有些影響因素甚至可以忽略，此外，智能化設定程序將提升產品的規范性，確保產品性能的一致。

五、人工智能控制技術的發展趨勢

人工智能系統在我國的電氣自動化控制中應用研究剛剛開始，但是已經有了良好的發展前景，目前電氣自動化系統中人工智能技術的控制方法充分利用了人工神經網絡系統、專家和模糊集理論，目前混合智能即綜合多種智能技術成為人工智能技術的重要發展方向之一，分布綜合智能技術在處理故障時具有分類精度高和更好的模式識別能力，為故障的診斷開拓出了新的領域。

六、結語

在電氣工程自動化控制系統應用中的人工智能技術，從其本質上來講就是一種高科技的現代計算機控制技術，這種技術可以最大限度地在電氣工程自動化控制中發揮作用，促進優化設計，診斷故障和智能控制。但這一新興技術的應用還存在一些不完善的地方，仍然存有改進的余地，這取決于在實踐中及時發現問題及時總結問題，來更好的發揮人工智能在電氣工程中的作用。總之，隨著人工智能技術的發展和進步，新的方法將會不斷涌現，在電氣工程自動化中的應用也將會越來越普及，如何利用現有的技術創新發展更好的發揮人工智能的作用將是未來研究的趨勢。

（作者身份證號碼：320924199007032511）