電氣工程及其自動化的智能化技術(shù)應用探究

王 濤

（南昌工程學院，江西 南昌 330099）

引言

智能技術(shù)的應用不但可以提升效率，還可以將人工智能與代碼編程有效地融合，讓工作不在繁瑣麻煩，也加快了工作進程更提升了工作質(zhì)量，智能技術(shù)的應用在當前的社會發(fā)展進程中有著舉足輕重的地位，而且還有很大的發(fā)展空間。目前，我國許多著名大學都將電氣工程與自動化列為國家重點專業(yè)，努力在未來的數(shù)年中，將會產(chǎn)生一大批具有突出貢獻和科研價值的優(yōu)秀人才，為國家電力工業(yè)的發(fā)展注入新的活力。長期以來，在電力系統(tǒng)和自動化領(lǐng)域中應用智能化技術(shù)的實例數(shù)不勝數(shù)，為人們的日常生活提供了便利。我國的電氣工程水平還可以通過這種技術(shù)有效地提高，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的發(fā)展與優(yōu)化。

1 電氣工程及其自動化與智能化技術(shù)概述

1.1 電氣工程及其自動化

隨著科學技術(shù)的進步，電子產(chǎn)品越來越精密，質(zhì)量越來越高，制作工藝的難度也大大提升，盡管可以制造出更高的精度和更高的自動化水平，但是也存在著維修和測試方面的困難。除此之外，機器與人的配合，依然是機械式的，給操作帶來了更多的麻煩。從這一點就可以看出，自動化是一種智能的協(xié)同工作，兩者的結(jié)合，可以讓自動化更智能，這將是未來電力系統(tǒng)的發(fā)展方向。

1.2 智能化技術(shù)

智能技術(shù)的不斷提升也可以帶動相關(guān)科技的提升。智能化技術(shù)中包括精密傳感技術(shù)、GPS 定位技術(shù)等，像是定位系統(tǒng)在車輛通訊系統(tǒng)以及智能手機系統(tǒng)中比較常見。此外，智能技術(shù)已被廣泛地應用于配電系統(tǒng)、電力系統(tǒng)比如配電站的智能化系統(tǒng)，讓機器擁有獨立的判斷和行動能力，從而加快傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。系統(tǒng)智能化不但增加了自動檢測功能，還增強了透明性，可以確保電氣系統(tǒng)的高品質(zhì)、高可靠性運行。

2 電氣工程及其自動化的智能化技術(shù)應用的優(yōu)勢

2.1 提高信息處理效率

電氣工程及其自動化是一門對全球經(jīng)濟發(fā)展具有重大影響的高端學科。在電氣系統(tǒng)的自動化中應用智能化技術(shù)，可以提高工作信息的處理效率。利用智能工具對電氣系統(tǒng)的自動化進行改進，可以提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理速度，并針對其工作對象的特定特征，進行相應的優(yōu)化，以保證整個系統(tǒng)的工作質(zhì)量和工作效率。

2.2 推動工作流程簡化

通過智能技術(shù)在電氣工程中的應用，可以使電氣系統(tǒng)的工作流程得到優(yōu)化和升級。電氣工程自動化設(shè)備的使用是一項耗費大量人力和財力的工作，所以迫切要求采用智能化技術(shù)來實現(xiàn)對其實施控制。利用智能技術(shù)可以有效地發(fā)現(xiàn)電氣工程中的問題，不但減少了對人力財力的消耗，還能夠提升電氣系統(tǒng)的工作效率。減少電氣系統(tǒng)的工作負擔，優(yōu)化工作流程，可以使電氣系統(tǒng)的工作更具有規(guī)范性、科學性、合理性，提高電氣系統(tǒng)運行的準確性，有利于推動電氣系統(tǒng)更廣泛地應用。

3 電氣工程自動化智能化技術(shù)具體案例應用

3.1 多能互補能源系統(tǒng)

多能互補分布式能源系統(tǒng)是在傳統(tǒng)能源系統(tǒng)的基礎(chǔ)上利用現(xiàn)代電氣工程自動化智能化技術(shù)進行了升級。整合天然氣、風能、太陽能和儲熱技術(shù)，將多種能量進行融合，形成統(tǒng)一的能源系統(tǒng)，相比較傳統(tǒng)的能源系統(tǒng)，更有利于能源的傳輸，減少了損耗。能源系統(tǒng)領(lǐng)域的一個試點項目可以借助智能化技術(shù)在原有的基礎(chǔ)上向多個分支進行擴散，改變原有的局部結(jié)構(gòu)，向多區(qū)域拓展。多能互補分布式能源系統(tǒng)不僅僅是多個能量源的疊加，還將不同能源的利用率最大化。不同的能源在使用過程中會產(chǎn)生不同的作用，在智能化技術(shù)的應用下不同基層的能源得到綜合利用，各種能源之間的協(xié)調(diào)關(guān)系被用來獲得最合理的能源利用。

3.2 多能互補綜合能源系統(tǒng)研究

3.2.1 典型的傳統(tǒng)分供能源系統(tǒng)

如下頁圖1 所示，給出了傳統(tǒng)能源系統(tǒng)的能量流示意模型。從下頁圖中可以發(fā)現(xiàn)用戶所需要的熱能來自于鍋爐的燃燒，通過連接大功率電能可以達到冷卻的目的。熱能的提供方法通過直接燃燒的方法，這種方法不僅給環(huán)境造成污染，能量的利用率也無法提高。從圖中可以看出用戶的負荷包含三個部分，第1部分是電負荷，第2 部分是冷負荷，第3 部分是熱負荷，分別表示為E、Qc、Qh。用戶所需要的電力負荷可以由公共電網(wǎng)直接提供，用戶所需要的制冷負荷由電冰箱進行提供，用戶所需要的熱負荷可以通過熱蒸汽予以提供，而熱蒸汽來源于鍋爐燃燒。

由能量平衡的原理可以得到，分供系統(tǒng)能量的平衡關(guān)系表達式：

式中：Egrid代表的是電網(wǎng)提供電量；Ep代表的是輔助設(shè)備耗電量；Eec代表的是電制冷機制冷耗電量；E 代表的是用戶電負荷。

3.2.2 典型的分布式能源系統(tǒng)模型

典型的分布式能源系統(tǒng)以燃氣燃燒裝置，廢熱鍋爐和吸收式制冷為主導。當前用戶對能量的需求可以分為冷與熱兩種，雖然是由天然氣等能源轉(zhuǎn)化而成，對目前而言也可以滿足群眾需求。但是隨著社會的發(fā)展，一旦在能源系統(tǒng)上無法創(chuàng)新，就會被社會所淘汰。就像傳統(tǒng)能源系統(tǒng)，剩余的電力無法出售，剩余的電力無法連接到互聯(lián)網(wǎng)，從而導致能源系統(tǒng)的能源消耗，效率并沒有得到較為顯著的提升或提升的幅度不大。

3.2.3 分布式能源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

針對可再生能源在使用方面存在不連續(xù)性的突出問題，通常可以采用的解決方式是利用多能源互補分布式能源系統(tǒng)，例如風能和太陽能，并抑制可再生能源輸出的波動性。使用太陽能作為能量的來源存在不連續(xù)性和不穩(wěn)定性，同時針對傳統(tǒng)分布式能源系統(tǒng)的能耗，為了降低相應的能耗，可以采用分離式能源系統(tǒng)和太陽能結(jié)合的方法。在太陽能發(fā)電、天然氣發(fā)電、廢熱鍋爐回收方面，可以綜合使用分布式能源系統(tǒng)保證能源的有效組合。

3.2.4 帶有儲能裝置的多能互補系統(tǒng)

分析這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以發(fā)現(xiàn)，以進入吸收式冷卻器和熱交換設(shè)備的熱量為標準，對廢熱鍋爐和太陽能集熱器能夠產(chǎn)生的熱量進行分析，如果前者小于后者，存儲或儲熱裝置將會儲存多余的熱量，如果熱量過多，存儲設(shè)備將會將多余的熱量予以釋放，利用這種方法，電源的供電壓力和能量供應壓力可以得到顯著的下降。互補系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具體可見圖2。

無儲熱多能互補系統(tǒng)的電能供需平衡關(guān)系，可以應用于分析儲熱多能互補系統(tǒng)的電能供需平衡，對應的表達式如下：

式中：Qr對應的是余熱鍋爐可提供熱量；Qb對應的是尖峰鍋爐可提供熱量；Qabc對應的是太陽能集熱器可提供熱量；Qst對應的是儲熱裝置供熱；Qbc對應的是進入吸收式制冷機當中的熱量；Qh對應的是換熱設(shè)備形成的熱量。

4 電氣工程中智能化技術(shù)的發(fā)展趨勢

4.1 拓寬智能技術(shù)的范圍

隨著智能化大樓的日益增多，為提高智能化技術(shù)的服務(wù)功效，必須擴大其使用的范圍，并在其它方面合理有效地運用它，使得電氣工程具有了很大的市場競爭力。

4.2 理論實踐的相互結(jié)合

智能化技術(shù)的優(yōu)化，要把理論和實際結(jié)合起來，對現(xiàn)有的智能化技術(shù)進行深入的研究，對智能化技術(shù)的應用也要加以強化，理論和實際必須同時進行。智能化是一門很廣泛的技術(shù)，它在電力系統(tǒng)中的應用并不完善，需要將最優(yōu)的方法與實際相結(jié)合，并將其應用于電氣系統(tǒng)的基礎(chǔ)上。

5 結(jié)語

智能化技術(shù)的運用是當今社會發(fā)展的需要，它可以極大地提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，實現(xiàn)對系統(tǒng)的遠程控制與故障診斷。復雜的人力資源將逐漸被智能裝備所替代，這對于發(fā)揮企業(yè)核心能力、提高經(jīng)營管理、減少對人力的損耗、增加效率收益有一定幫助，加快了企業(yè)發(fā)展的腳步。總之，智能技術(shù)的運用大大加快了電力工程建設(shè)的發(fā)展進程，提升了電力工程的自動化技術(shù)，操作更加簡單、方便、快捷、一定的時間內(nèi)工作效率得到了很大的提升。培養(yǎng)相關(guān)人才也是非常重要的，人員素質(zhì)提升掌握的技術(shù)也增多，智能化技術(shù)覆蓋面多，工作效率也將加快。