基于智能化技術(shù)的電氣自動化控制系統(tǒng)研究與實現(xiàn)

溫麗萍

（新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，新鄉(xiāng) 453006）

現(xiàn)代社會，電能的重要性不言而喻。自動化控制技術(shù)在電力行業(yè)的應(yīng)用逐漸加深，只有不斷創(chuàng)新技術(shù)，才能更好地滿足行業(yè)發(fā)展要求。電氣自動化控制系統(tǒng)中可以融入智能化技術(shù)來監(jiān)控電氣設(shè)備和診斷設(shè)備故障，并向管理人員反饋相應(yīng)的預(yù)警信息。對比傳統(tǒng)的電氣自動化控制系統(tǒng)，智能化技術(shù)的應(yīng)用使得該系統(tǒng)具備更高的精度和更強的實時動態(tài)性，對電力行業(yè)的發(fā)展具有積極意義。

1 基于智能化技術(shù)的電氣自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計

1.1 監(jiān)控模塊設(shè)計

在監(jiān)控技術(shù)中融合智能化技術(shù)，能夠顯著提升電氣設(shè)備自動化監(jiān)控水平，并實時獲取電氣設(shè)備的運行狀態(tài)。以智能化技術(shù)為支撐，電氣自動化控制系統(tǒng)中的監(jiān)控模塊可以切實保障系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和安全性，也可以有效監(jiān)測和傳遞系統(tǒng)中各類數(shù)據(jù)信號，確保操作人員能夠準(zhǔn)確獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息和合理監(jiān)控系統(tǒng)中電氣設(shè)備的工作狀態(tài)[1]。系統(tǒng)監(jiān)控模塊如圖1所示。

1.2 診斷模塊設(shè)計

以智能化技術(shù)為支撐，電氣故障診斷模塊可以全面檢查和分析電氣設(shè)備的運行狀態(tài)，并監(jiān)測設(shè)備的運行參數(shù)，也可以收集相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，準(zhǔn)確判斷故障類型和故障發(fā)生位置，并反饋給系統(tǒng)主機，便于檢修維護(hù)人員對照信息有效處理故障。這種智能化診斷方式是在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中保存自動化控制系統(tǒng)的正常運行狀態(tài)的數(shù)據(jù)信息，然后將獲取的實時信息與數(shù)據(jù)庫中存在的信息進(jìn)行對比分析，如果誤差在允許范圍內(nèi)，則表明設(shè)備工作狀態(tài)正常[2]。

圖1 監(jiān)控模塊

1.3 控制模塊設(shè)計

電氣自動化控制系統(tǒng)借助智能化監(jiān)控和智能化診斷，能夠及時找出電氣設(shè)備運行中存在的問題，實時反饋設(shè)備的運行狀態(tài)，并借助智能化控制算法自動修復(fù)發(fā)現(xiàn)的異常。如果故障嚴(yán)重，系統(tǒng)會向管理人員發(fā)送告警信息，提醒其及時進(jìn)行處理，以保證電力系統(tǒng)的正常運行。智能化控制模塊能夠提前模擬需要執(zhí)行的控制程序，針對其中可能出現(xiàn)的問題設(shè)定應(yīng)急預(yù)案，以避免出現(xiàn)嚴(yán)重的系統(tǒng)故障，有效減少人力成本和設(shè)備維護(hù)成本[3]。

2 基于智能化技術(shù)的電氣自動化控制系統(tǒng)的實現(xiàn)

2.1 明確系統(tǒng)框架

智能化電氣控制系統(tǒng)中，可以通過智能監(jiān)控自動獲取數(shù)據(jù)，并將獲取的數(shù)據(jù)信息實時傳遞到控制主機，減輕工作人員工作量，同時避免人為誤差。數(shù)據(jù)信息經(jīng)過處理后會被發(fā)送到自動化電氣設(shè)備，有助于提高系統(tǒng)自動化控制效率。對于一些無法自主完成處理的數(shù)據(jù)信息，系統(tǒng)會向工作人員發(fā)送報警信號，交由管理人員協(xié)同處理。可見，智能監(jiān)控模塊能夠切實保障智能化控制的正常進(jìn)行[4]。

2.2 優(yōu)化控制算法

2.2.1 模糊邏輯控制

模糊邏輯控制簡稱模糊控制，是智能化控制中發(fā)展較早、應(yīng)用較廣的一種控制方式，基礎(chǔ)是模糊數(shù)學(xué)和控制理論。模糊控制算法包含輸入量模糊化、輸出量精確化以及模糊推理3個核心內(nèi)容。該算法屬于一種非線性自動控制算法，可以借助直流或者交流傳動，有效控制電氣自動化設(shè)備的運行。直流傳動主要是預(yù)防系統(tǒng)的設(shè)備故障。交流傳動則主要是借助相應(yīng)的人工智能，控制系統(tǒng)整體的運行情況。

2.2.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制是通過模擬人腦中神經(jīng)元的活動方式所構(gòu)建的模型。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具備極強的自學(xué)習(xí)、控制和并行處理能力。在電氣自動化控制系統(tǒng)中應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，可以通過采集某個神經(jīng)元中數(shù)據(jù)信息的方式，診斷分析系統(tǒng)運行中可能出現(xiàn)的問題，以保證電氣自動化控制系統(tǒng)中數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性。

2.2.3 專家系統(tǒng)控制

專家系統(tǒng)控制屬于一種對專家經(jīng)驗進(jìn)行模擬的智能化控制程序，能夠?qū)＜业膶I(yè)知識和經(jīng)驗保存在數(shù)據(jù)庫，借助自學(xué)習(xí)和自推導(dǎo)使用數(shù)據(jù)，以有效控制電氣自動化系統(tǒng)。專家控制系統(tǒng)能夠通過持續(xù)自學(xué)習(xí)的方式不斷積累經(jīng)驗，并不斷更新自身的數(shù)據(jù)庫，以提升控制能力[5]。

2.3 做好系統(tǒng)測試

本文選擇具備較強適用能力的專家系統(tǒng)控制算法，以某小型發(fā)電廠電氣控制系統(tǒng)為對象，進(jìn)行相應(yīng)的升級改造。同時，對電廠中電力設(shè)備的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行相應(yīng)的動態(tài)化收集和智能化診斷，使系統(tǒng)具備實時智能監(jiān)控和故障報警功能。測試過程中，電氣自動化控制系統(tǒng)可以穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，雖然出現(xiàn)了幾次數(shù)據(jù)的異常波動，但是控制系統(tǒng)能及時發(fā)現(xiàn)并向控制臺發(fā)送相應(yīng)的報警信息。以變壓器油內(nèi)氣體數(shù)據(jù)的波動為例，由表1可知，設(shè)備測量值存在一定的波動，但波動都處于誤差允許范圍內(nèi)。

表1 變壓器油中氣體波動數(shù)據(jù)

3 結(jié)語

將智能化技術(shù)應(yīng)用到電氣自動化控制系統(tǒng)中，能夠提升電氣自動化控制系統(tǒng)的智能化水平，保證系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和可靠性。測試結(jié)果表明，電氣自動化控制系統(tǒng)在數(shù)據(jù)采集的實時性和準(zhǔn)確性方面可以滿足相關(guān)要求，具備較高的推廣價值。