智能技術(shù)在電氣自動化中的應用

程國峰

（山西省安裝集團股份有限公司，山西太原 030032）

0 引言

隨著我國經(jīng)濟快速發(fā)展，電力產(chǎn)業(yè)也在不斷探究提高工作效率、改善工作質(zhì)量的方法，自動化控制技術(shù)是電氣領(lǐng)域所使用到的關(guān)鍵性技術(shù)，與電氣工作實踐的結(jié)合，為提高工作效率，提升工作質(zhì)量奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。通過解脫人力以及自動控制設施設備保障了電氣企業(yè)良好的內(nèi)部控制效果，但隨著技術(shù)的進一步發(fā)展，自動化控制技術(shù)暴露了效率不高、精確性不高的弊端，隨著智能化技術(shù)的不斷發(fā)展，將智能化技術(shù)與電氣自動化控制相結(jié)合可以對于傳統(tǒng)的技術(shù)缺陷進行改善，在發(fā)揮智能化技術(shù)優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，搭建出更加適應時代、更加符合現(xiàn)代社會需求的電氣自動化控制系統(tǒng)。

1 智能化技術(shù)在電氣工程自動化控制中應用的優(yōu)勢

當前，智能化技術(shù)應用到了各行各業(yè)中，智能化技術(shù)帶來的應用成果獲得了全世界人民的矚目和青睞，人們也清楚地認識到，智能化時代已經(jīng)到來，智能化技術(shù)的應用價值是非常強烈的，在未來甚至會融入人們生活的方方面面。智能化技術(shù)在我國電氣領(lǐng)域當中，使其行業(yè)價值得到了最明顯的體現(xiàn)。電氣工程與普通的土建工程是不同的，施工難度非常之大，施工環(huán)境惡劣，條件內(nèi)容復雜，對施工人員的各方面水平要求非常高，在新時代當中，若是僅僅依靠人力來完成電氣工程建設，往往無法滿足現(xiàn)代電氣工程的要求。近年來，隨著人們安全意識的不斷增強，電氣工程開展過程中的安全性成為全社會廣泛關(guān)注的問題，這也就說明，我國的電氣領(lǐng)域必須要進行革新[1]。

智能化技術(shù)在電氣工程自動化控過程應用智能化技術(shù)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在多個方面，例如模型構(gòu)建、一致性程度、控制調(diào)整性等。

智能化技術(shù)應用在電氣工程自動化之后能夠處理不同類型的信息數(shù)據(jù)，保證所有設備都能按照工程的需求實現(xiàn)自動化控制，還能夠讓電氣設備在運行過程中更加的平穩(wěn)、安全，幫助企業(yè)實現(xiàn)統(tǒng)一的管理，減輕企業(yè)的人力、財力、物力的浪費。另外，在以往的電氣工程進行過程中，會把重心放在控制系統(tǒng)的設計上，但是往往因為缺少技術(shù)支持，導致在設計控制系統(tǒng)的過程中不得不浪費大量的人力和物力，就算是研發(fā)出了系統(tǒng)，那么應用效果可能也不夠理想。但是智能化技術(shù)應用之后，能夠彌補以往控制系統(tǒng)中存在的不足，自動構(gòu)建控制模型，實現(xiàn)良好的控制效果，還能為后續(xù)控制系統(tǒng)的設計提供良好參考，彌補以往電氣工程控制系統(tǒng)的不足。電氣工程項目建設中應用智能化技術(shù)，不僅可以對控制過程進行優(yōu)化，同時可以強化系統(tǒng)運行對外界因素的抗干擾能力，系統(tǒng)整體運行更加穩(wěn)定。技術(shù)人員在自動化控制系統(tǒng)的輔助下完成各項操作，同時還可以對控制系統(tǒng)進行進一步的升級與優(yōu)化處理，從而不斷提升系統(tǒng)的自動化、智能化、現(xiàn)代化控制水平。

2 智能化電氣自動控制系統(tǒng)設計

2.1 監(jiān)控模塊

智能化技術(shù)與監(jiān)控技術(shù)的結(jié)合可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)把控的及時性、準確性，而電氣設備自動化監(jiān)控能力的提高，為更加準確地進行電力操作奠定了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。通過智能化技術(shù)可以實現(xiàn)遠程操控，而電氣自動化系統(tǒng)對于運行過程中電氣設備進行及時監(jiān)控的方式也可以保障各項電氣管理決策組織的可靠性。

智能化的監(jiān)控系統(tǒng)既可以對于所需數(shù)據(jù)進行收集，也可以進行互聯(lián)網(wǎng)的信息傳遞。在數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)上為工作人員提供可靠的數(shù)據(jù)信息，在實現(xiàn)對于水電氣設備工作狀態(tài)監(jiān)控的基礎(chǔ)上，也更加全面地對于整個電氣系統(tǒng)的運行狀況進行把握。

2.2 診斷模塊

智能化的電氣故障診斷可以極大地減少隱患排查時的人工投入。電氣故障診斷可以在數(shù)據(jù)資料的支撐下對于系統(tǒng)運行的異常情況進行明確，電力系統(tǒng)的智能化監(jiān)控可以實現(xiàn)對于工作參數(shù)的實時把控。而當數(shù)據(jù)信息存在異常時，通過故障診斷模塊可以判斷故障的類型，明確故障的位置，在對于數(shù)據(jù)進行分析，及時預警異常的基礎(chǔ)上，可以有效地提高問題的處理效率，為異常處理提供數(shù)據(jù)參考，也在快速明確數(shù)據(jù)位置的基礎(chǔ)上，提高異常情況的解決效率。

2.3 控制模塊

設備智能控制是整個電氣自動化控制智能化發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。智能監(jiān)控智能診斷其主要涉及對于整個運行狀態(tài)的分析，但針對于異常情況，智能化電氣系統(tǒng)也要通過控制模塊的設計來保障遠程操控的順利執(zhí)行控制操作，在保障控制效率的基礎(chǔ)上，盡可能保障系統(tǒng)的運行平穩(wěn)型智能化控制。

除了可以進行異常情況的預警之外，其通過預定的程序可以對于設備運行過程中存在的問題進行智能化的修復，而自動修復與人工參與相互配合的情況處理方式則有助于電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的保障[2]。

3 智能化技術(shù)在電氣工程自動化控制中的應用策略

3.1 優(yōu)化設計

在電氣工程自動化控制過程當中，是需要大量的人力資源作為基礎(chǔ)支撐的，工作人員需要對相關(guān)的控制系統(tǒng)進行開發(fā)和設計，在設計之后可能還會受到設備自身因素以及外界環(huán)境因素的影響，導致出現(xiàn)一些誤差，難以達到電氣工程自動化控制的良好效果。同時，若是在系統(tǒng)設計過程中應用了大量的電氣設備，那么就會在控制中出現(xiàn)非常多的操作環(huán)節(jié)與信息數(shù)據(jù)，哪怕其中一個細小的環(huán)節(jié)出現(xiàn)了錯誤，那么都會出現(xiàn)非常嚴重的系統(tǒng)控制錯誤，甚至會引發(fā)嚴重的電氣工程安全事故，給工作人員的生命和財產(chǎn)安全造成威脅。因此，需要融入智能化技術(shù)，保障電氣工程自動化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，把系統(tǒng)設計流程化繁為簡的同時，減少資源投入，優(yōu)化操作步驟，提升控制系統(tǒng)設計的可行性和科學性。

3.2 搭建總體框架

在智能化控制的過程中，總體的框架搭建要關(guān)注其中的管控細節(jié)，整個的電氣系統(tǒng)是持續(xù)運行的，而所搭建的智能化系統(tǒng)也要滿足電氣系統(tǒng)的日常運行狀態(tài)，通過監(jiān)控模塊實時處于工作狀態(tài)，不間斷地對數(shù)據(jù)進行分析，從而保障在電氣運行過程中能持續(xù)地對于運行狀態(tài)進行監(jiān)管，當系統(tǒng)遇到基于當下的模塊功能無法有效處理的情況時，系統(tǒng)可以通過數(shù)據(jù)傳輸發(fā)出預警，使管理人員能更加有效地明確管理過程中存在的問題。預警信息指明位置、指出故障可以極大地提高電氣異常情況的處理效率。

智能化技術(shù)的應用要在有效設計的基礎(chǔ)上形成系統(tǒng)的框架，為之后的順利實現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。智能化電氣自動控制系統(tǒng)設計到監(jiān)控、診斷、控制這3 個模塊，而框架的搭建也要從智能監(jiān)控出發(fā)，通過監(jiān)控來獲取數(shù)據(jù)，在對于數(shù)據(jù)進行處理的基礎(chǔ)上，以數(shù)據(jù)反饋智能診斷來及時地發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運行中存在的問題[3]。

在智能化的控制系統(tǒng)中依托于自動化，智能化的數(shù)據(jù)收集處理可以提高數(shù)據(jù)掌控的全面性、系統(tǒng)性，而在信息技術(shù)的支撐下，智能監(jiān)控可以進行數(shù)據(jù)的傳輸，通過所收集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過處理傳送于終端來為電力系統(tǒng)各項決策提供數(shù)據(jù)參考。

電力系統(tǒng)在運行過程中涉及的自動化控制要求，而針對于所收集到的數(shù)據(jù)系統(tǒng)可以進行初步的處理，同時可提高工作效率，對于不能處理的部分，可以通過向管理人員發(fā)出報警的方式對于整個系統(tǒng)進行優(yōu)化，對整個系統(tǒng)的運行狀況進行把控。因此，通過監(jiān)控與預警模塊的聯(lián)動工作來實現(xiàn)、確保對于整個電力系統(tǒng)運行情況的有效把握。

3.3 智能控制

在電氣工程自動化控制當中，若是能夠融入智能化技術(shù)，那么就能讓電氣設備擺脫以往的弊端，徹底實現(xiàn)自動化和故障診斷等智能化的功能，滿足我國社會現(xiàn)代化發(fā)展以產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的具體要求。對于電氣工程來說，其中最難的一個要點就在于控制系統(tǒng)設計方面，設計人員和技術(shù)人員需要結(jié)合電氣工程應用設備的要求來完成子系統(tǒng)的設計。隨著我國科學技術(shù)的快速發(fā)展，電子設備逐漸代替了傳統(tǒng)的機械設備，應用到了電氣工程當中，同時也給數(shù)據(jù)增加了復雜性，若是系統(tǒng)在運行時出現(xiàn)了故障，那么就會給整個系統(tǒng)帶來不良影響，如果沒有在第一時間去解決故障問題，那么系統(tǒng)的運行效率會在短時間之內(nèi)降低，給工程帶來不良影響的同時，還會對企業(yè)的發(fā)展造成不利。經(jīng)過大量的研究工作，智能化技術(shù)終于能夠應用到電氣工程的自動化控制系統(tǒng)當中，人們可以根據(jù)生產(chǎn)需要提前去設計運行參數(shù)，并下達生產(chǎn)指令，保證電氣設備能夠依據(jù)指令下達的工作來進行運作，提升生產(chǎn)效率與生產(chǎn)的流暢性。同時，在智能化的電氣系統(tǒng)當中，還可以配置人工芯片，這些芯片可以對運行過程中的信息數(shù)據(jù)做出精準識別，完成相應的工作。

3.4 人工智能在故障診斷中的應用

在電氣自動化運行中，電氣故障尤為關(guān)鍵，而在事故診斷中，神經(jīng)網(wǎng)絡控制、專家技術(shù)以及模糊理論都發(fā)揮著十分重要的作用，尤其是對變壓器、發(fā)動機與發(fā)電機故障。在電氣自動化控制過程中，產(chǎn)生故障的原因也存在差異性。當電氣自動化設備發(fā)生故障時，如果無法對其進行及時、有效處理，將會產(chǎn)生比較嚴重的經(jīng)濟損失。傳統(tǒng)電氣自動化控制系統(tǒng)故障診斷方式較為煩瑣，且具有比較低的準確率。例如，當變壓器產(chǎn)生運行故障時，選擇傳統(tǒng)診斷手段來對變壓器油中的氣體進行分析，以此了解和掌握變壓器故障狀況。這種診斷方式既浪費時間，診斷準確率又低，操作過程也比較復雜。此外，對故障的判斷造成了嚴重的影響，如果診斷錯誤就會造成嚴重的損失。人工智能技術(shù)應用在電氣事故和故障的診斷過程中，有效地提高了診斷的準確率，簡化了操作流程，保證了工作質(zhì)量[4]。

3.5 線性最優(yōu)控制技術(shù)在電力系統(tǒng)自動化控制中的應用

智能技術(shù)在電力系統(tǒng)自動化控制中應用的目的是要提升電力系統(tǒng)的自動化控制水平。相對于其他智能技術(shù)而言，線性最優(yōu)控制技術(shù)是一種現(xiàn)代化的先進控制技術(shù)，將其應用到電力系統(tǒng)中，能夠確保電力系統(tǒng)控制技術(shù)的先進性，真正做到與時俱進。作為一種先進的控制技術(shù)，線性最優(yōu)控制在實踐中應用較多。目前，我國也在大規(guī)模應用線性最優(yōu)控制技術(shù)，并在電子系統(tǒng)中取得了比較理想的應用效果。另外，在電力系統(tǒng)中應用最優(yōu)勵磁控制，能夠比較理想地實現(xiàn)長距離的電能輸送。目前，我國電力系統(tǒng)大范圍地應用了最優(yōu)勵磁控制，且該技術(shù)已經(jīng)成為電力系統(tǒng)中的主流控制技術(shù)，并在實踐中取得了良好的效果。在實際應用過程中，線性最優(yōu)控制應該以現(xiàn)代化的電力網(wǎng)絡系統(tǒng)為基礎(chǔ)，不宜盲目地將其“植入”原有電力網(wǎng)絡系統(tǒng)，否則可能會影響到線性最優(yōu)控制技術(shù)的應用效果，甚至會使系統(tǒng)出現(xiàn)控制偏差[5]。

3.6 綜合智能控制系統(tǒng)在電力系統(tǒng)智能化控制中的應用

綜合智能控制系統(tǒng)并不是一種單獨存在的新型控制系統(tǒng)，而是多種智能控制技術(shù)的綜合應用。整個電力系統(tǒng)十分復雜，而且數(shù)據(jù)信息量巨大，必須要充分利用大數(shù)據(jù)才能夠?qū)崿F(xiàn)對整個電力系統(tǒng)的有效管控。前文所述的集中技術(shù)各有所長，在電力系統(tǒng)中的應用也比較普遍，但對于綜合性的控制模塊以及特殊的行業(yè)控制需求而言，必須要特別重視綜合控制系統(tǒng)在電力系統(tǒng)智能化控制方面的應用。例如：專家控制系統(tǒng)與神經(jīng)網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的組合運用既可以提升模糊控制系統(tǒng)控制的層次，也可以規(guī)避專家控制系統(tǒng)成本較高的不足，使專家控制系統(tǒng)的決策更為有效，而專家控制系統(tǒng)與模糊控制技術(shù)的組合運用，能夠使智能化控制水平顯著提升。如何組合運用綜合智能控制系統(tǒng)，關(guān)鍵是需要參考系統(tǒng)的復雜情況，然后根據(jù)控制目標來靈活選擇和組合，最終實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的智能化、精準化管控。

4 智能技術(shù)的應用展望

在電氣化控制中，通過對人工智能技術(shù)的科學、合理應用，不僅可以降低投入成本，而且還可以提高工作效率，提高企業(yè)經(jīng)濟效益。基于人工智能技術(shù)的優(yōu)勢，電氣自動化控制逐漸趨于多元化，能夠解決多種問題，促進企業(yè)的發(fā)展。同時，人工智能技術(shù)進一步優(yōu)化了電氣自動化設備涉及，提升了設備出現(xiàn)率，在未來的發(fā)展過程中人工智能技術(shù)水平將繼續(xù)發(fā)展，其可以緩解工作人員的工作壓力，并豐富和拓展產(chǎn)品類型。此外，計算機信息技術(shù)必然會滲入到人們生產(chǎn)生活當中，發(fā)揮著重要的作用，人工智能技術(shù)將在多個領(lǐng)域扮演重要的角色，從而促進社會的進步和發(fā)展[6]。

5 結(jié)語

隨著我國綜合實力的增強，各行各業(yè)在短時間內(nèi)獲得了飛速的發(fā)展。電氣工程對于國家經(jīng)濟與社會發(fā)展來說，有著舉足輕重的地位，電氣工程要想在未來發(fā)展中實現(xiàn)良好的自動化控制，那么就必須要融入智能化技術(shù)，使智能化技術(shù)在電氣工程中體現(xiàn)出應有的價值。