電氣工程及其自動化的智能化技術運用分析

朱 琳，姜 璐

（國網陜西省電力有限公司西咸新區供電公司，陜西 西咸新區 712000）

0 引 言

現階段，在電氣工程及其自動化技術快速發展的時代環境下，需要結合智能化技術和智能分析技術構建完善的技術管理模型和管理結構，優化技術分支，提高整個系統的運行水平和效率。

1 智能化技術概述

智能化技術具有較強的綜合性，覆蓋的學科理論較為寬廣，涉及生物、仿真、醫學、控制、語言以及系統工程。智能化技術主要是模擬人腦運作機理，使機器人承擔部分高難度和具備邏輯性的生產作業。現階段，智能化技術在電氣工程及其自動化領域的實踐應用較為常見，包含多項技術流程和技術分支，可以構建完善的技術管理架構。在信息收集處理整合、電子信息技術開發打造以及綜合系統控制等多個方面，均能發揮良好的管控功效。信息化技術、智能化技術、大數據技術在信息技術（Information Technology，IT）行業的廣泛應用，可以有效轉換生產管理關系，緩解工作人員的工作壓力，更加科學高效地分配和使用人力資源和物質資源。

2 智能化技術的特點

智能化技術具備無人操控的優勢和特征，結合人工智能系統和邏輯控制單元，在計算量和計算速度方面優勢明顯。無人操控是人工智能系統的運作特征，可以有效提升工作效率。例如，可以結合對應的魯棒分析和專家數據庫系統，做到快速高效地識別故障并鎖定故障位置，減少人工在排查故障期間花費的時間。此外，電氣設備在諸多技術領域可進行自主調節，結合人工智能技術，在實現無縫化操作的情況下，保持最佳的運行狀態。人工智能技術和智能化技術結合先進的控制理論，能夠在實踐過程中實現對物體更加精細和高效的管控，減少相應的控制層級和控制幅度，同時可以在數據處理過程中做到一致性管控。利用大數據技術和人工智能分析可以有效收集和整理電氣工程及其自動化領域產生的各類非結構化零散數據信息，從而提取有價值的數字資料，為后續開展精細的管理管控提供良好的內在和外在條件，提高整個體系的運行水平[1]。

3 智能化技術在電氣工程及其自動化中的應用

3.1 PLC 技術的應用

智能化技術結合對應的邏輯控制措施和控制方法，可以提高整個系統結構的運行水平。基于智能化技術可以實現邏輯控制和模糊分析，可在單片機、可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）以及可編程控制領域取得較大的突破。隨著智能化技術的發展，可以利用對應的PLC 系統實現科學高效的模塊化編程，結合對應的工業控制軟件和硬件設施，在多個領域和多個方向有效協調生產管理過程，提高生產管控效率。現階段，結合對應的物聯網傳感器邏輯控制單元及其對應的控制端口，可以完善且全面地把控整個體系。在控制環節，可以有效整合智能控制技術與人工控制技術，實現數據傳遞和數據監視管控，從而提高整個系統的運作效率。此外，利用PLC 系統能夠實現電氣工程及其自動化領域的無人監管和遠程控制，提高系統模塊的功能水平，從而提高整個體系的運作效率[2]。

3.2 故障診斷

電氣工程及其自動化系統由多個設備和多類結構構成，內部工況環境較為復雜，包含較多的技術設備設施。在管理和控制電氣工程及其自動化系統的過程中，工作人員需要有效識別、分析、判斷設備的運行狀態，從而在后續設備維護管理過程中找到工作切入點和重點，提高設備運行管理水平。但是，利用傳統的故障檢測模式、檢測工具、檢測方法很難在短時間內快速找到問題點，因此需要利用人工智能系統，在故障識別管控過程中做到快速診斷和快速識別分析。該過程中，不同設備出現的故障問題有所差異，同時故障信息存在非線性特征，導致整個數據結構較為復雜，計算量較大。若利用傳統的信息化管理方式提取分析和使用相關數字信息，則會進一步影響診斷作業和檢修作業的精準性，導致故障診斷分析工作效率較低。此時，可以利用人工智能系統，在電氣工程及其自動化設備故障診斷管理過程中做到智能分析和管控，結合系統工程和模糊控制理論，高效識別、判斷、控制各種故障，提高故障檢測管理水平和效率。工程師和技術人員可以利用相關故障診斷技術，結合魯棒分析、保護控制單元和專家數據庫，在故障診斷過程中結合邏輯判斷和歷史資料，快速高效地識別故障，提升電氣工程及其自動化系統的運行水平[3-5]。

3.3 智能優化設計

借助人工智能系統和人工智能技術，可以有效應對電氣工程自動化控制系統中復雜的內在和外在工況。在設計、規劃、管理電氣工程系統的過程中，工程技術人員需要科學合理地利用智能化技術完成對整個結構的優化設計。設計師和工作人員在相關領域需要具備豐富的基礎知識儲備和經驗儲備，掌握電學、機械電路、控制流程等多個方向的基礎知識。隨著電力行業的快速發展，相關領域的設計規劃工作涉及較多內容，單獨依靠人力計算無法完成整個電氣工程自動化系統的高效設計管控。此時，利用人工智能系統可輔助設計師完成對整個系統架構的多方位設計。

借助智能化技術，可以減少設計師和規劃者設計整個系統工程期間花費的時間，同時取得良好的管控效果。例如，在電氣工程自動化系統設計規劃過程中，利用建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技術和人工智能技術提取基本信息，優化和完善設備設計方案，更加科學和高效地控制整個系統設施的線路布局、走向以及其中存在的交叉干涉問題，從而提高整個系統的運作水平和效率。基于智能化系統，通過多元化的設計方式、模糊分析、建模評估以及科學評價，可以提高整個系統的設計管理水平。由此可見，利用智能化技術可以在電氣工程及其自動化系統設計管理過程中取得良好的管控效果。設計師、規劃者以及管理者需要利用相關技術，結合歷史數據庫和建模仿真，做到對系統結構更加精細化、高效化的設計控制。

3.4 圖形化應用

電氣工程及其自動化系統的結構較為復雜。在電氣工程自動化領域，用戶需要與整個設備系統的有效交流互動，高效把控系統內部的各項參數信息。利用智能圖形單元，建立相應的用戶應用界面，使用戶在操作過程中可以通過菜單鍵和相關窗口高效管控系統的各種設備。同時，電氣工程自動化領域涉及較為復雜的編程系統和編程作業項目。利用人工智能系統的圖形化功能，可視化開發、打造、創建各個編程模塊。工作人員借助對應的編程模組和編程模塊，能夠快速和高效地控制整個系統。此外，通過圖形化技術可以高效跟蹤和管控系統在運行期間的各項參數信息，從而進一步提高系統的可視化運作水平。

工作人員可以利用數字信息技術有效收集和整理系統結構中的各項參數信息，從而建立可視化的管理表格。例如，利用數字信息技術可視化管理部分設備的補償量和各類參數信息，以提高整個系統結構的運作水平。借助人工智能系統的模塊化、可視化、集成化管控功能，可以在電氣工程及其自動化領域進行更加細致和深入的管控，提高整個系統的運行管理水平和質量，做到全局控制和全要素控制。

3.5 智能化技術在網絡通信系統中的應用

電氣工程及其自動化系統包含較為豐富的通信結構和模塊。借助智能化技術，可以建立更加成熟和完善的智能通信結構，提高信息流通傳遞的水平和效率。通過構建完善的通信管理模塊，系統可以實時、高效地搜集、處理、傳輸以及管控電氣工程自動化系統在運行期間產生的各種信息，滿足使用者對信息的多元化控制需求。利用衛星通信、5G 通信、光纖通信等多種方式，可提升信息數據互聯的基本能力，打破設備與設備之間的交流限制，提高自動化管控水平。

此外，基于信息通信板塊，可以利用智能化技術實現安全防御和安全控制。例如，為避免設備在運行過程中遭受病毒攻擊，利用智能化技術在病毒防范管理過程中構建良好的防御體系，有效消殺管控通信結構中存在的未知病毒，提高系統運行的穩定性和可靠性。基于智能技術，可以將電氣工程及其自動化系統的運作功耗和安全性能控制在合理水平。目前，在電氣工程及其自動化控制系統實現遠程化發展的情況下，在無人操控環節可以借助智能化技術進行智能化控制，實現信息資料的快速流通傳遞。同時，系統可以利用智能加密技術，如區塊鏈技術等，提高信息流通的安全性和穩定性。

4 電氣工程及其自動化技術智能化應用的實踐案例

電氣工程及其自動化技術在變電站中的實踐應用較為常見。變電站在運行過程中會出現各種各樣的故障，工作人員需要開展常態化運維作業，高效分析、處理、控制整體癱瘓和崩潰性事故。由于變電站設備長期處于超負荷運行狀態，極易在運行過程中出現各種各樣的問題，且當大部分設備處于臨界運行狀態時，在未得到精細化管控的情況下會引發一系列故障。此時，需要利用智能化技術進行科學診斷和分析。工作人員可以利用相關技術跟蹤變電站生產經營狀況，還可以利用智能采集系統、智能數據分析系統、定位系統等高效控制設備線路和各種配件信息。結合中央計算機系統、人工智能控制理論以及控制模型，可以在故障診斷識別過程中快速高效地實現信息掌控、信息維護、信息共享以及信息交流互動，提高整個系統的運行效率。

此外，需要在變電站系統中構建完善的繼電保護體系。將人工智能技術應用于繼電保護器控制過程，通過收集和處理信息，模擬繼電器的開關量狀態，可有效診斷和分析電流和電壓等參數，從而有效分類和控制繼電保護裝置在運行過程中存在的拒動和誤動等相關現象，提高系統的運行水平。變電站實踐運行過程中，可以利用人工智能技術實時監測系統設備的運行信息，結合定位技術和各類高精尖的數據傳輸技術與控制技術，提高整個系統的運行水平。

5 電氣工程及其自動化智能化水平的發展前景

未來，智能化技術在電氣工程及其自動化控制領域中的實踐應用將上升到一個全新的高度。在相關技術快速發展革新的時代環境下，結合智能控制系統和控制技術，可以提高整個體系的運行水平。現有技術的控制精度和控制速度有待進一步提升，且當前的控制層級較為復雜，通常結合分散控制系統（Distributed Control System，DCS）和控制架構完成對整個工程系統的空間布局設置。基于智能化技術，整個系統的規劃設計將更加簡約高效。結合現場總線控制系統（Fieldbus Control System，FCS）和控制模式，在設備結構管理過程中可減少控制層級，提高控制效率，進一步提高信息流通水平。在智能化技術快速發展的背景下，電氣工程及其自動化設備和相關技術也將朝著微型化方向進一步革新升級。在微型控制單元，如儀表、儀盤以及各類微小設備體系，它將發揮更加重要的作用，整個技術體系的完整性將得到進一步提升。通過整合電子技術、控制技術以及控制理論，可以進一步提高整個系統的運行水平。

6 結 論

在電氣工程及其自動化領域，構建成熟完善的智能化技術體系、模式、結構必不可少，相關單位需要補充和完善當前的管理模式，論證分析電氣工程及其自動化系統在運行過程中的各項需求，通過技術創新，優化和完善電氣工程及其自動化領域的各項控制流程，從而提高整個體系的運行水平。