人工智能在電氣工程及自動(dòng)化中的應(yīng)用

史 丹

（揚(yáng)州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，江蘇揚(yáng)州 225003）

0 引言

我國電力行業(yè)發(fā)展迅速，為人們的生產(chǎn)生活提供了便利，隨著人們生活水平的不斷提升，人們對(duì)于電氣工程自動(dòng)化的要求也越來越高。在電氣工程自動(dòng)化中引入人工智能技術(shù)，由機(jī)器人代替人工完成電氣工程操作工作，能夠?qū)崿F(xiàn)智能控制，不僅節(jié)省了人力，也有效減少了電氣工程運(yùn)行中產(chǎn)生的誤差，其良好的技術(shù)優(yōu)勢(shì)獲得了一致好評(píng)。由此，在電氣工程自動(dòng)化中應(yīng)用智能技術(shù)，有效滿足了人們對(duì)于電力的需求[1]。

1 人工智能技術(shù)及電氣工程自動(dòng)化含義

1.1 人工智能技術(shù)

在傳統(tǒng)的電力行業(yè)中，所有工作都是依靠人力完成。人工智能技術(shù)出現(xiàn)后，替代了手工勞動(dòng)，減少了工作量。人工智能技術(shù)借助編程對(duì)人類的行為和思維模式進(jìn)行模仿，使機(jī)器擁有人類相同的行為、思維和感知能力，利用機(jī)器完成人類的勞動(dòng)任務(wù)。人工智能應(yīng)用領(lǐng)域較多，如語言學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等，其屬于思維科學(xué)技術(shù)，發(fā)展中離不開數(shù)學(xué)的支持，只有將數(shù)學(xué)與人工智能聯(lián)系起來，才能夠促進(jìn)人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步[2]。

1.2 電氣工程自動(dòng)化

電氣工程需充分利用電能、電氣技術(shù)和相關(guān)設(shè)備改善并維持一些限定空間、環(huán)境，主要研究方向是如何轉(zhuǎn)化利用電能。電氣工程及自動(dòng)化技術(shù)在很多領(lǐng)域都有應(yīng)用，如電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)、信息技術(shù)等，綜合性較強(qiáng)。電氣工程自動(dòng)化技術(shù)常應(yīng)用在電氣設(shè)備制造公司或者供電、發(fā)電企業(yè)中，對(duì)人民生活質(zhì)量和國民經(jīng)濟(jì)水平有一定影響[3]。

2 電氣工程自動(dòng)化中人工智能技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

2.1 誤差小

人工智能技術(shù)在電氣工程運(yùn)行中的應(yīng)用，能夠促使電氣工程控制器抗干擾能力得到有效增強(qiáng)，最大化避免電氣工程運(yùn)行誤差的出現(xiàn)，對(duì)于與電氣工程相關(guān)產(chǎn)品的規(guī)范性和一致性的提升有一定幫助。人工智能技術(shù)在應(yīng)用過程中，需要將相關(guān)的參數(shù)和數(shù)據(jù)一起輸入到控制器中，機(jī)器就能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，避免了電氣工程運(yùn)行中許多干擾因素的影響。此外，人工智能技術(shù)也能夠科學(xué)有效地評(píng)估電氣工程，促使電氣工程獲得更為長遠(yuǎn)的發(fā)展。

2.2 強(qiáng)化控制效果

人工智能技術(shù)在電氣工程運(yùn)行中的應(yīng)用，能夠有效提升電氣工程的控制效果，保證電氣工程能夠規(guī)范性、一致性地運(yùn)行。當(dāng)前，我國電氣工程自動(dòng)化水平相對(duì)較低，傳統(tǒng)電氣工程控制上，需要將電氣工程控制對(duì)象預(yù)先設(shè)計(jì)好，根據(jù)實(shí)際情況開展控制策略，雖然取得了一定效果，但是無法準(zhǔn)確地控制對(duì)象，影響電氣工程的運(yùn)行效果。情況嚴(yán)重時(shí)，還會(huì)對(duì)電氣工程的操作水平產(chǎn)生影響。而人工智能技術(shù)的應(yīng)用，能夠促使電氣工程設(shè)備的運(yùn)行效果得到顯著提升[4]。

2.3 不會(huì)過多受到外界因素限制

傳統(tǒng)的電氣工程在運(yùn)行中會(huì)因外界因素的變化而產(chǎn)生影響，不僅電氣工程的運(yùn)行質(zhì)量會(huì)受到影響，且會(huì)對(duì)設(shè)備安全造成威脅。基于此，在電氣工程中，需要重點(diǎn)應(yīng)用人工智能技術(shù)，借助機(jī)械手段完成人工操作難以完成的工作，甚至代替人工工作，電氣工程自動(dòng)化水平就會(huì)得到全面提升[5]。在實(shí)際應(yīng)用過程中，可以借助控制器操作電氣工程，建立電氣工程自動(dòng)化模型并完成計(jì)算工作，確保電氣工程能夠順利完工。在傳統(tǒng)的電氣工程運(yùn)行中，仍然使用低端的控制器，因數(shù)值計(jì)算類型與模型的參數(shù)出現(xiàn)問題，導(dǎo)致數(shù)值計(jì)算產(chǎn)生錯(cuò)誤，引發(fā)電氣工程出現(xiàn)多種問題。而人工智能技術(shù)在應(yīng)用后，有效減少了電氣工程故障，自動(dòng)化模型的準(zhǔn)確性也有了顯著提升，且對(duì)模型參數(shù)和自動(dòng)化模型的要求也相應(yīng)有所降低。

2.4 操作流程有所優(yōu)化

傳統(tǒng)的電氣工程中，自動(dòng)化控制器在操作上較難掌握，且要求操作人員具備專業(yè)的知識(shí)，一旦工作人員出現(xiàn)操作失誤，會(huì)導(dǎo)致電氣工程無法正常運(yùn)行。而人工智能的應(yīng)用，能夠有效簡化操作流程，且不需要操作人員掌握更多的專業(yè)知識(shí)，只需要按照操作程序和語言完成相關(guān)操作即可，能夠有效避免工作人員在操作上的失誤。

2.5 減少了后續(xù)維護(hù)工作

傳統(tǒng)的電氣工程運(yùn)行涉及變壓器和線路等多種電氣設(shè)備，多種設(shè)備同時(shí)運(yùn)行會(huì)加大工作負(fù)擔(dān)，同時(shí)也對(duì)后期的維護(hù)工作造成不良影響。如果電氣設(shè)備長時(shí)間未得到維護(hù)，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備老化，影響正常運(yùn)行。在維護(hù)、保養(yǎng)過程中，需要聘請(qǐng)多名專業(yè)人員同時(shí)操作，這會(huì)直接增加維修維護(hù)成本。如果電氣工程自動(dòng)化中加入人工智能技術(shù)，就能夠有效減少設(shè)備的使用數(shù)量，后期的維護(hù)工作壓力也會(huì)減小，對(duì)于企業(yè)提升經(jīng)濟(jì)效益、減少成本有一定積極意義[6]。

3 電氣自動(dòng)化中人工智能技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用

3.1 人工智能與電氣設(shè)備的融合

人工智能技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用，能夠改變傳統(tǒng)電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)和運(yùn)行方法，滿足電氣工程的實(shí)際需求，代替?zhèn)鹘y(tǒng)電氣設(shè)備完成更復(fù)雜的程序，全面提升電氣設(shè)備的穩(wěn)定性、可靠性，電氣維修的成本也會(huì)顯著降低。電氣工程中電氣設(shè)備與人工智能的結(jié)合，能夠提升工作效率，降低運(yùn)行成本，簡化操作流程，保證滿足人們的各項(xiàng)需求。人工智能技術(shù)通過簡化電氣工程操作界面，利用各項(xiàng)指令指揮電氣設(shè)備完成工作，工作效率和查詢效率得到顯著提升。

3.2 能夠有效排除故障

如果發(fā)電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)等電氣設(shè)備長期處于運(yùn)行中，會(huì)加重設(shè)備運(yùn)行負(fù)荷，出現(xiàn)安全隱患。在電氣設(shè)備運(yùn)行中，需要根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行分析，避免安全事故出現(xiàn)。在排除故障問題上，傳統(tǒng)方法不僅耗費(fèi)大量時(shí)間，且需要利用變壓器油氣體進(jìn)行故障查找，在收集和檢驗(yàn)環(huán)節(jié)耗費(fèi)大量的人力、物力和財(cái)力，檢驗(yàn)準(zhǔn)確率也相對(duì)較低。人工智能的應(yīng)用，可以借助模糊理論技術(shù)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷出電氣設(shè)備存在的安全問題，并進(jìn)行自動(dòng)診斷，能夠有效排除各項(xiàng)故障[7]。

人工智能技術(shù)也能夠?qū)υO(shè)備運(yùn)行故障問題進(jìn)行診斷，當(dāng)前常用的診斷方法主要包括三種，分別為基于案例診斷、基于故障推理和利用故障樹模型進(jìn)行診斷。三種方法可以聯(lián)合使用，也可以只使用一種。在診斷上，積極開發(fā)了人工智能算法，并充分結(jié)合數(shù)據(jù)采集技術(shù)和傳感技術(shù)，設(shè)計(jì)出了故障診斷系統(tǒng)，能夠及時(shí)并精準(zhǔn)地找到故障點(diǎn)。診斷系統(tǒng)包括故障診斷規(guī)則庫、故障推理機(jī)、故障診斷過程解釋機(jī)、故障診斷數(shù)據(jù)庫等，相比于傳統(tǒng)查找方法，人工智能系統(tǒng)的應(yīng)用有效縮短了查找時(shí)間，降低了維修成本。

案例庫收集與故障相關(guān)的知識(shí)和案例，可以直接提取相關(guān)參數(shù)，參考案例特征對(duì)案例進(jìn)行歸納整理，為系統(tǒng)推理提供參考基礎(chǔ)。故障診斷階段提取故障特征，利用人工智能敏感特征對(duì)比方法進(jìn)行診斷，能夠有效發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的故障，并做出有效的處理[8]。

3.3 在產(chǎn)品設(shè)備中的實(shí)踐應(yīng)用

電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)工作涉及多種學(xué)科和內(nèi)容，對(duì)設(shè)計(jì)人員的專業(yè)水平有較高的要求。為了保證設(shè)計(jì)的電氣產(chǎn)品具有科學(xué)性、可靠性特點(diǎn)，需要在設(shè)計(jì)中積極融合科學(xué)設(shè)計(jì)和知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)。人工智能的應(yīng)用有效解決了以上問題，不僅能夠代替人腦解決繁瑣的計(jì)算工作，也能夠模擬程序，有效提升工作效率，縮短設(shè)計(jì)周期，最終設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品也具備科學(xué)性特點(diǎn)，實(shí)用性較強(qiáng)。但是，其對(duì)設(shè)計(jì)工作有一定要求，要求設(shè)計(jì)人員對(duì)于智能軟件的應(yīng)用和設(shè)計(jì)有豐富經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)出符合不同需求的產(chǎn)品[9]。

3.4 能夠?qū)崿F(xiàn)電氣工程的保護(hù)功能

利用人工智能技術(shù)控制電氣工程時(shí)，操作人員采取特殊的控制工具能夠遠(yuǎn)程控制電氣設(shè)備的運(yùn)行情況，確保電氣設(shè)備實(shí)現(xiàn)停止和復(fù)核操作。在人工智能技術(shù)的控制上，需要技術(shù)操作人員設(shè)置好數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)設(shè)置的科學(xué)性，從而有效管理電氣工程。在設(shè)備運(yùn)行中，操作人員收集并整理好電氣工程相關(guān)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，為了保證軟壓板在運(yùn)行中不會(huì)受到影響，使用時(shí)需要修改相關(guān)參數(shù)。

在電氣設(shè)備運(yùn)行過程中，人工智能技術(shù)能夠依據(jù)運(yùn)行日志自動(dòng)制作成表格和曲線，通過查看曲線和表格，工作人員就能夠?qū)υO(shè)備的運(yùn)行情況有一定了解，從而高效地管理設(shè)備運(yùn)行狀況。

人工智能技術(shù)也能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)電氣設(shè)備的運(yùn)行情況，一旦數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，能夠第一時(shí)間作報(bào)警處理，并記錄好異常的數(shù)據(jù)。電氣工程運(yùn)行過程中，會(huì)有多種故障出現(xiàn)，導(dǎo)致電氣工程自動(dòng)化水平受到影響，也會(huì)影響電氣工程的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。應(yīng)用人工智能后，電氣工程的整體工作流程能夠得到優(yōu)化，并實(shí)時(shí)追蹤設(shè)備的運(yùn)行情況，保障設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)良好運(yùn)轉(zhuǎn)。為了能夠共享電氣設(shè)備的運(yùn)行情況，需要借助人工智能技術(shù)構(gòu)建云平臺(tái)，監(jiān)測(cè)設(shè)備的運(yùn)行情況，并將相關(guān)數(shù)據(jù)傳送到云平臺(tái)上，管理人員就能夠通過云平臺(tái)對(duì)每一臺(tái)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。

與傳統(tǒng)的人工巡航相比，人工智能技術(shù)的實(shí)效性更強(qiáng)，能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模的監(jiān)控工作，有利于全面提升電氣工程的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)語

人工智能技術(shù)具有計(jì)算功能，同時(shí)具備思維、感知和行為能力，能夠?qū)崿F(xiàn)真正的自動(dòng)化，在電氣工程中發(fā)揮著重要的作用。人工智能技術(shù)不僅能夠優(yōu)化設(shè)計(jì)相關(guān)產(chǎn)品，同時(shí)也能夠?qū)υO(shè)備進(jìn)行診斷，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的問題，確保在第一時(shí)間解決問題。人工智能技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)于電氣工程自動(dòng)化的發(fā)展有一定積極意義。