互聯(lián)網(wǎng)+視域下人工智能與電氣工程的融合發(fā)展

李林 ( 西安科技大學(xué)高新學(xué)院 陜西西安 710109)

互聯(lián)網(wǎng)+視域下人工智能與電氣工程的融合發(fā)展

李林 ( 西安科技大學(xué)高新學(xué)院 陜西西安 710109)

隨著科技的日新月異，電氣工程及其自動化得到了快速的發(fā)展。傳統(tǒng)的電氣工程在技術(shù)方面一直存在著不可克服的缺陷，阻礙著電力行業(yè)的發(fā)展，隨著智能化技術(shù)的引進，并進一步融合發(fā)展，解決了許多困難。該文闡述了人工智能對于電氣工程融合發(fā)展的積極作用，剖析了當(dāng)前實踐應(yīng)用的情況，并進一步分析了融合發(fā)展要注意的若干事項。

人工智能；電氣工程；融合發(fā)展

電氣工程及其自動化為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分、現(xiàn)代工業(yè)的重點發(fā)展方向，現(xiàn)已相對比較成熟。它與人們的生活及工業(yè)關(guān)系密切，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)及國防等領(lǐng)域，小到一個開關(guān)，大到宇宇宙飛船，到處都可看到它的影子。

人工智能這一概念是在1956年首次被提出的，隨后在科學(xué)研究領(lǐng)域取得重大發(fā)展并逐漸形成了一套相對完整的科學(xué)理論。這些理論的逐漸成熟完善使得機器擁有了類似于人類的智能行為，并最終應(yīng)用于電氣工程中。智能化技術(shù)是計算機科學(xué)發(fā)展的重要成果和重要分支，它的發(fā)展是對科學(xué)智能本質(zhì)最好的表現(xiàn)形式，為人類的工作、生活提供了極大的幫助，也為實現(xiàn)多種研究方法的產(chǎn)生做出了重要貢獻(xiàn)。智能化技術(shù)能夠快速的提高生產(chǎn)率、提高人們的工作效率，它通過對電氣工程實現(xiàn)自動化控制來實現(xiàn)生產(chǎn)效益最大化[1]。

一、電氣工程智能化融合發(fā)展中存在的問題

1.資源浪費現(xiàn)象嚴(yán)重，成本控制存在風(fēng)險

隨著電子信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的普及應(yīng)用，各個企業(yè)之間構(gòu)建局域電氣工程網(wǎng)，加強了各個企業(yè)間的互聯(lián)互通，提高信息資源的利用效率，實現(xiàn)企業(yè)間的協(xié)同發(fā)展。但是，由于缺乏統(tǒng)一的建網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，加上各個企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營理念、工作目標(biāo)的不同，使得電網(wǎng)之間的接口難以有效對接。在這種情況下，整個局域電氣工程網(wǎng)的信息溝通渠道被人為割裂，不僅難以發(fā)揮局域網(wǎng)內(nèi)信息傳遞和資源共享的優(yōu)勢，反而容易導(dǎo)致系統(tǒng)漏洞的產(chǎn)生，提高了企業(yè)信息泄露的危險。

2.操作標(biāo)準(zhǔn)不夠規(guī)范，應(yīng)用安全問題突出

電氣工程自動化技術(shù)不僅應(yīng)用在一般的車床加工控制，而且在高精尖裝備制造方面也有重要應(yīng)用，這要求操作人員必須熟練掌握和運用電氣自動化設(shè)備。但是電氣工程自動化往往是流水線作業(yè)，對操作人員的觀察能力、動手能力要求較高，在長時間的工作中增加了誤操作的幾率。一旦生產(chǎn)鏈條上的某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)了失誤，就會在短時間內(nèi)影響下游其他電氣系統(tǒng)的正常工作，造成嚴(yán)重的連鎖反應(yīng)，給整個電氣工程系統(tǒng)的應(yīng)用安全造成巨大威脅。

3.缺乏專業(yè)技能培訓(xùn)，人員素質(zhì)有待提高

電氣工程自動化是以電子信息技術(shù)和計算機技術(shù)為支撐的綜合性工程，要想保證自動化控制的高質(zhì)量、高效率開展，必須強化系統(tǒng)操作人員的專業(yè)素養(yǎng)。但是國內(nèi)電氣工程自動化行業(yè)的人才缺口仍然較大，部分企業(yè)雖然擁有自己的電氣工程自動化科研團隊，但是忽視了技能培訓(xùn)工作，沒有定期開展專業(yè)講座，工作人員的知識技能長期得不到更新，對行業(yè)發(fā)展潮流和前沿知識掌握不到位，也就很難為今后工作的進一步提升起到推動作用。

二、人工智能與電氣工程融合的作用

1.降低系統(tǒng)的測量誤差

以電力工程為例，傳統(tǒng)的電力工程計量系統(tǒng)，其測量誤差為0．7級。電氣自動化過程中采用EIT技術(shù)，可以將系統(tǒng)的整體誤差大約降低5成，可以維持現(xiàn)場數(shù)據(jù)的測量誤差不超過0．4級。主要原因在于采集到的模擬信號可以一次性轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，經(jīng)過光纖傳輸投入到合并單元，省略了以往的重復(fù)多次轉(zhuǎn)換。另外，即使EVT和ECT的誤差等級也是0．2級，但是由于信號是以數(shù)字式進行傳輸?shù)?，灌輸環(huán)境為全光纖，外部電磁干擾不是很嚴(yán)重，避免了二次轉(zhuǎn)換程序。

2.提高配電網(wǎng)的整體防護性能

在智能電網(wǎng)建設(shè)中，應(yīng)用傳統(tǒng)的電氣技術(shù)對電網(wǎng)進行防護過程中，若故障發(fā)生在設(shè)定的區(qū)域之內(nèi)，在電磁式原件差動電流內(nèi)部會出現(xiàn)一定的諧波，可能會導(dǎo)致繼電保護拒絕動作或者反應(yīng)時間延長；若故障發(fā)生在設(shè)定區(qū)域之外，會導(dǎo)致傳統(tǒng)的電磁式原件達(dá)到飽和狀態(tài)，進而引發(fā)繼電保護誤差動作。運用電氣自動化技術(shù)對電網(wǎng)長輸距離進行防護，由于電子式電流互感裝置不會出現(xiàn)磁飽和狀態(tài)，所以二次側(cè)電壓響應(yīng)波形能夠?qū)⒁淮蝹?cè)電壓暫態(tài)過程更加準(zhǔn)確地映射出來，達(dá)到快速降低電壓基波輔值誤差的目的，進而擴大配電網(wǎng)的整體防護范圍，有利于提高繼電保護動作的可靠性、靈敏度以及快捷性，全方位地提升電網(wǎng)系統(tǒng)的整體防護性能。

3.滿足電力系統(tǒng)的暫態(tài)保護性要求

在原有拉丁舞專業(yè)課基礎(chǔ)上，增加相關(guān)舞蹈課程，如:芭蕾基訓(xùn)、力量能力訓(xùn)練課、樂理、舞蹈解剖學(xué)等，豐富專業(yè)涵養(yǎng)，開闊學(xué)生視野，以促進學(xué)生更好的掌握拉丁舞專業(yè)技能。

EIT技術(shù)具有較小的相位延遲和較寬的帶寬，因此說電氣自動化的線性特性和動態(tài)特性都比較好，對高頻信號的相位和幅值測量更加快速和準(zhǔn)確，為后續(xù)的暫態(tài)響應(yīng)等工作提供更加可靠的信息，從而滿足電力系統(tǒng)高效、安全、靈敏的暫態(tài)保護性要求。

4.提高畸變波形的測量精度

傳統(tǒng)的電磁式設(shè)備在頻率特性和動態(tài)范圍方面都不太理想，遇到頻率復(fù)雜的環(huán)境，則無法完成精準(zhǔn)化測量和保護工作。應(yīng)用電子式電氣控制技術(shù)，可以實現(xiàn)對電力系統(tǒng)暫態(tài)和穩(wěn)定條件下的動態(tài)化監(jiān)管，對一次大電流數(shù)值作出科學(xué)的解析和驗證，以保證在復(fù)雜頻率環(huán)境下畸變波形測量工作更加方便和快捷。

5.提高智能電網(wǎng)維保的安全度

以微機技術(shù)為主導(dǎo)的電氣自動化技術(shù)避免了復(fù)雜的絕緣結(jié)構(gòu)，從而減少了燃燒爆炸和高溫失效等安全隱患。集成電路使用的傳輸方式多數(shù)為光纖信號，小信號電流對傳輸通道的沖擊較小，從而減小材料質(zhì)化，降低檢查和檢測頻率。

三、智能化技術(shù)在電氣工程中的實踐應(yīng)用

1.優(yōu)化電氣產(chǎn)品設(shè)計

2.智能診斷機器故障

電氣設(shè)備故障的復(fù)雜性和非線性導(dǎo)致了電氣設(shè)備故障的診斷和處理非常復(fù)雜，處理效率低、準(zhǔn)確率低。然而人工智能方法的引入極大的改變了這樣的狀況，簡化了診斷過程，提高了故障診斷的效率。其診斷方式主要有以下三種：專家系統(tǒng)、模糊邏輯和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。例如，在診斷電動機和發(fā)電機故障時，運用人工智能技術(shù)將神經(jīng)理論和模糊理論結(jié)合起來，一方面保留了模糊性的故障診斷，另一方面發(fā)揮了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)能力的優(yōu)勢，兩方面優(yōu)勢結(jié)合極大的提高了故障檢測的準(zhǔn)確率和檢測速度，極大的提高了工作效率。

3.人工智能化控制技術(shù)

未來生產(chǎn)發(fā)展的一大趨勢是人工智能控制技術(shù)的發(fā)展。目前在電氣工程自動化領(lǐng)域已經(jīng)開始大規(guī)模運用人工智能技術(shù)。控制方式目前主要有：專家系統(tǒng)控制、模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制。主要運用在故障的記錄、在線分析、采集與處理開關(guān)量和模擬量的實時數(shù)據(jù)、實時監(jiān)測各系統(tǒng)運行狀態(tài)等方面。而這些功能的實現(xiàn)都可以用鼠標(biāo)或者鍵盤在辦公室進行操控。

四、融合應(yīng)用中應(yīng)該注意的問題

1.注重創(chuàng)新改善能源消耗量過大的問題

創(chuàng)新是電氣工程及其智能化發(fā)展的關(guān)鍵內(nèi)容之一，在改善能源消耗量過大這一問題時，應(yīng)以提高生產(chǎn)效率、減少資源消耗為目的進行創(chuàng)新。一是著力探索新技術(shù)、研究開發(fā)創(chuàng)新型材料，并在實踐中大力推廣和使用新興材料，以提高生產(chǎn)效率、減少資源消耗；二是在電氣工程設(shè)計過程中要不斷優(yōu)化節(jié)能設(shè)計，設(shè)計是能源問題的重中之重，在工程設(shè)計師的設(shè)計中就需要將節(jié)能、提高能源利用率的思想貫徹進去，在滿足實際要求的基礎(chǔ)上，最大程度地降低能源損耗，降低運行成本，推動電氣工程的可持續(xù)發(fā)展；三是注重將企業(yè)中的高耗能、老舊的設(shè)備進行升級換代，以使能源耗費降至最低。

2.加強質(zhì)量管理解決電氣工程質(zhì)量問題

近年來，安全問題已被各企業(yè)擺上重要位置，而對于電氣工程的質(zhì)量安全問題，企業(yè)也應(yīng)引起足夠的重視。首先，電氣工程企業(yè)要充分認(rèn)識到質(zhì)量的極其重要性，在電氣工程施工中建章立制，加強質(zhì)量管理；其次，定期對電氣工程施工人員進行技能培訓(xùn)，切實提高施工人員的個人素質(zhì)及施工隊伍的整體施工水平；再次，加強對施工材料的監(jiān)督管理，安排專人員采購材料，委派專人檢查進場的材料，嚴(yán)把電氣工程建設(shè)中的材料質(zhì)量關(guān)；最后，加強對電氣工程各個施工環(huán)節(jié)的監(jiān)督和管理，嚴(yán)格按照施工標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范施工，確保工程質(zhì)量。

3.構(gòu)建統(tǒng)一、科學(xué)的電氣自動化系統(tǒng)

電氣工程及其自動化科技人員要加強研究， 積極引進先進的電氣技術(shù)，不斷改進電氣自動化系統(tǒng)功能，以構(gòu)建起統(tǒng)一、科學(xué)的電氣自動化系統(tǒng)。尤其是電氣工程企業(yè)的技術(shù)人員要認(rèn)真研究行業(yè)特點和用戶需求， 并結(jié)合行業(yè)和用戶的實際需求確定開發(fā)目標(biāo)，使電氣自動化系統(tǒng)能夠滿足不同企業(yè)的個性化需求，適應(yīng)不同客戶的要求，最大程度地降低企業(yè)的運行成本。

總之，電氣工程在管理和控制的過程中，智能化技術(shù)發(fā)揮著關(guān)鍵性的作用。通過運用該技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)工作效率的有效提升，同時可以自動化控制并管理電氣工程，并且排查與處理其中存在的故障，實現(xiàn)了電氣設(shè)備的優(yōu)化和升級，使得電氣工程項目質(zhì)量得到了提升。

[1]王丹婭.智能化技術(shù)在電氣工程自動化控制中的應(yīng)用[J].科技致富向?qū)В?012，12（07）：101-126.

[2]楊冬梅.淺析建筑電氣工程的智能化技術(shù)應(yīng)用[J].城市建筑，2013（18）：183-183.

李林（1993--）男，漢族，西安科技大學(xué)高新學(xué)院電氣工程及其自動化1302班學(xué)生。

10.19312/j.cnki.61-1499/c.2016.10.043