基于電力系統(tǒng)電氣工程自動化智能化應(yīng)用分析

戢建仁

【摘要】文章主要探討了電力系統(tǒng)中電力工程自動化智能化應(yīng)用問題。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)；電氣工程自動化；智能化

作為新興的計算機科學(xué)的重要領(lǐng)域之一，人工智能理論的研究與延伸，對人工智能技術(shù)的本質(zhì)進(jìn)行了解釋，基于此生產(chǎn)出的與人類智能類似的智能機器即為人工智能技術(shù)。該領(lǐng)域研究的對象主要包括：語音識別、圖像識別、專家系統(tǒng)、機器人及自然語言處理等。對于電力系統(tǒng)而言，電氣工程方面主要包含自動控制、信息處理、系統(tǒng)運行、研制開發(fā)、電子電氣技術(shù)及計算機與電子應(yīng)用等方面。人工智能技術(shù)在電氣工程自動化中的實際應(yīng)用中，還存在一些問題，要對這些問題進(jìn)行分析和解決，才能促進(jìn)我國電氣工程自動化的發(fā)展。

1、智能化技術(shù)

人工智能也稱為機器智能，是與自然科學(xué)和社會科學(xué)結(jié)合的產(chǎn)物。人工智能屬于計算機技術(shù)的范疇之內(nèi)，主要研究通過計算機編程，實現(xiàn)接收信息、識別文字圖像、分析判斷及自動反應(yīng)等人類行為的模擬，完成一些復(fù)雜的問題。在電氣自動化領(lǐng)域中，專家系統(tǒng)的應(yīng)用最為廣泛。人工智能技術(shù)在電氣自動化技領(lǐng)域中的應(yīng)用，提高了電氣工程系統(tǒng)的自動化水平，使設(shè)備運行及處理的精確度和準(zhǔn)確性大大提高，保證了電氣系統(tǒng)的工作效率，節(jié)約了大量的人力資源，系統(tǒng)安全性及穩(wěn)定性也大大提高。在機械設(shè)備方面，自動化水平也得到提高，實現(xiàn)了機械設(shè)備在無人操作的情況下準(zhǔn)確、自動的進(jìn)行操作與控制，實現(xiàn)了人工智能技術(shù)與電氣自動化的目標(biāo)，比如智能配電網(wǎng)中均采用了先進(jìn)的帶數(shù)字接口的智能斷路器和跳合閘等控制信號的傳輸方式，而傳統(tǒng)的二次電纜也蛻變成數(shù)字信號接受的網(wǎng)絡(luò)傳輸形式，因此其在工作效率和故障處理的效率上得到了顯著提高。

2、智能化技術(shù)特點

2.1智能化控制器可實現(xiàn)無人化超控

不管在什么情況下，智能化控制器技術(shù)在電氣工程自動化的實際工作中比傳統(tǒng)的控制器更被認(rèn)可。通過對魯棒性、下降時間以及響應(yīng)時間進(jìn)行調(diào)節(jié)保證了自動化控制的工作，使用智能化技術(shù)控制調(diào)節(jié)電氣設(shè)備，大大減少了人力，其只需改變相關(guān)技術(shù)就可實行自我調(diào)節(jié)，無需人員的超控。

2.2實現(xiàn)電力運行系統(tǒng)的整體控制

電氣工程自動化控制能夠有效地利用智能化技術(shù)的這一特點，對電力系統(tǒng)中的相關(guān)電力設(shè)備和數(shù)據(jù)進(jìn)行及時地控制和反饋。尤其是在對相關(guān)的電力設(shè)備進(jìn)行調(diào)控的過程中還能夠有效地發(fā)揮自動化的優(yōu)勢對電力設(shè)備中存在的隱患進(jìn)行及時地預(yù)警從而得出正確的反饋信息。同時，電力系統(tǒng)控制中心還可以利用智能化的優(yōu)勢對電氣工程實行遠(yuǎn)程控制，以提高整個電力運行系統(tǒng)的控制能力。

2.3對智能化技術(shù)進(jìn)行調(diào)整能夠提升其函數(shù)近似器性能

控制模型進(jìn)行設(shè)計過程中會出現(xiàn)如非線性、參數(shù)變化等不確定的因素，因此要把握好控制對象動態(tài)的方程的過程。例如，下降的時間人工智能控制器的模糊邏輯控制器比 PID 控制器快四倍，上升的時間模糊控制器比 PID 控制器快兩倍。

2.4智能化控制器還能解決一般方法無法解決的問題

普通神經(jīng)控制器采用的學(xué)習(xí)算法和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等已經(jīng)出現(xiàn)了定型的現(xiàn)象，需要很長時間進(jìn)行計算，結(jié)果不一定理想，需要進(jìn)行有效的解決，利用各種方式提高學(xué)習(xí)算法的速度等，這些都是在應(yīng)用中常常遇到的難題，在新數(shù)據(jù)信息方面，職能化系統(tǒng)具有良好的適應(yīng)性，在抗干擾這方面的能力非常強，其中擴(kuò)展內(nèi)存也很容易，在機器配置等方面價格也很優(yōu)惠，這是非常好的方式。

3、智能化電氣工程自動化控制的前景

3.1電氣工程設(shè)計中的智能化應(yīng)用

由于電氣設(shè)備的設(shè)計是一項復(fù)雜的工作，與電氣自動化專業(yè)中電機、電路、電力電子技術(shù)、變壓器、電磁場等多個學(xué)科都存在關(guān)系，要求設(shè)計人員要有足夠的設(shè)計經(jīng)驗，需要大量的人力、物力及財力投入。但是，隨著人工智能技術(shù)的應(yīng)用，對人腦難以解決的復(fù)雜模擬過程和繁瑣的計算過程快速的進(jìn)行了解決，提高了設(shè)計的精度和效率。在電力配電網(wǎng)系統(tǒng)中，智能化、數(shù)字化的應(yīng)用特點十分鮮明，比如智能化的互感器已經(jīng)廣泛使用典型的USB接口，可與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效的連接，如此便實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)保護(hù)裝置和智能斷路器的有效連接，極大程度地簡化了配電網(wǎng)二次回路接線，大大降低了配電網(wǎng)的維護(hù)工作。

3.2電氣工程控制中的智能化應(yīng)用

為了有效的實現(xiàn)增強生產(chǎn)、流通、分配及交換，采用電氣自動化控制技術(shù)，可以有效的降低人力、物力及財力的投入，對系統(tǒng)的工作效率及質(zhì)量也有效的進(jìn)行了提高。在電氣設(shè)備控制中，人工智能技術(shù)的應(yīng)用主要包含專家系統(tǒng)控制、模糊控制及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制。最常用的是模糊控制，因其簡單，與實際聯(lián)系最為緊密，因此得到了比較廣泛的應(yīng)用。智能化控制器并不需要對控制對象模型進(jìn)行設(shè)計，這就可以從根本上避免一些不確定因素的產(chǎn)生，提高自動化控制的精密系數(shù)。智能化控制器在進(jìn)行調(diào)節(jié)控制時完全只需要根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)的變化來自行調(diào)節(jié)，即使沒有專門的技術(shù)人員在旁邊也可以，同樣遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)控制也是可行的，充分體現(xiàn)了電氣工程自動化控制的無人操作性要求，對行業(yè)未來發(fā)展的重要性不言而喻。

3.3電力系統(tǒng)中智能化的應(yīng)用

電力系統(tǒng)中，對人工智能技術(shù)的應(yīng)用主要涵蓋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)、啟發(fā)式搜索及模糊集理論等方面，而專家系統(tǒng)是應(yīng)用最廣泛的一項。專家系統(tǒng)是一個復(fù)雜的程序系統(tǒng)，它集合了大量的經(jīng)驗、規(guī)則及專業(yè)知識

4、智能化技術(shù)在電氣自動化控制中的實際應(yīng)用

隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，很多研究人員展開了針對人工智能在電氣工程自動化控制方面的研究，目前，我國的大多數(shù)電氣工程自動化控制過程中都會對相關(guān)的電氣設(shè)備提出一定的要求。因此，智能化技術(shù)在整個電氣工程自動化過程中通過對相關(guān)的電氣設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，不僅可以提高對整個電力運行系統(tǒng)中的實時控制，而且還能夠提高工作人員的工作效率。

現(xiàn)在大部分研究主要著力于應(yīng)該如何將人工智能系統(tǒng)應(yīng)用于故障的診斷和預(yù)測、電氣產(chǎn)品設(shè)計優(yōu)化和保護(hù)與控制等領(lǐng)域。在優(yōu)化設(shè)計方面，設(shè)計電氣設(shè)備是很繁瑣的工作。它需要對電磁場、電路、電器電機等學(xué)科的知識綜合性的運用，同時還要使用以往設(shè)計中的經(jīng)驗。設(shè)計以往的產(chǎn)品時，通常是在根據(jù)經(jīng)驗和實驗的基礎(chǔ)上，通過手工的方式開展的。這樣的設(shè)計過程很難取得最優(yōu)的設(shè)計方案。電氣產(chǎn)品的設(shè)計隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，逐漸由手工設(shè)計向計算機輔助設(shè)計不斷轉(zhuǎn)變，使開發(fā)產(chǎn)品的周期大大減少。尤其是在引進(jìn)了人工智能技術(shù)之后，更加促進(jìn)了CAD技術(shù)的發(fā)展，大大提高了設(shè)計產(chǎn)品的質(zhì)量和效率。

人工智能技術(shù)在電氣設(shè)計方面的應(yīng)用主要包括專家系統(tǒng)和遺傳算法。其中的遺傳算法是一種優(yōu)化的先進(jìn)算法，在產(chǎn)品的設(shè)計優(yōu)化上有舉足輕重的作用。因此電氣產(chǎn)品的人工智能化設(shè)計很多都采用了這種方式進(jìn)行優(yōu)化。

電氣設(shè)備的故障征兆和故障之間有著很多必然和偶然的關(guān)系，具有非線性、不確定性的特點，它的優(yōu)勢能夠通過人工智能的方式得到最大的發(fā)揮。電力故障的發(fā)生往往和電力設(shè)備的質(zhì)量具有直接的聯(lián)系。因此，相關(guān)的工作人員應(yīng)該在提高自身的安全意識的基礎(chǔ)上利用智能化技術(shù)對相關(guān)的電力設(shè)備進(jìn)行安全檢測以提高電力設(shè)備的運行效率。

參考文獻(xiàn)

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