人工智能在電氣工程自動化中的運用

韋海治

（中國南方電網(wǎng)超高壓輸電公司南寧局 廣西南寧 530022）

人工智能在電氣工程自動化中的運用

韋海治

（中國南方電網(wǎng)超高壓輸電公司南寧局 廣西南寧 530022）

隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，科技領(lǐng)域也在飛快的發(fā)展當(dāng)中，科技領(lǐng)域當(dāng)中最具代表性的產(chǎn)物就是人工智能技術(shù)，在電氣工程的自動化當(dāng)中，已經(jīng)廣泛應(yīng)用到了人工智能技術(shù)，在推動電力產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)改革的同時，還可以為電氣工程的自動化發(fā)展帶來嶄新的發(fā)展元素。本文首先對人工智能的概念進(jìn)行了概述；而后，闡釋了人工智能在電氣工程當(dāng)中的優(yōu)勢；最后對人工智能在電氣工程當(dāng)中的具體應(yīng)用進(jìn)行了分析。

電氣工程；人工智能；自動化；運用

在現(xiàn)階段，人工智能技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到電氣工程的自動化控制當(dāng)中。人工智能屬于一項新型的科學(xué)技術(shù)，拜托了傳統(tǒng)的技術(shù)手段和方法的束縛，具有廣泛性和學(xué)科性的優(yōu)點。與此同時，人工智能還具有相當(dāng)多的優(yōu)越性，可以解決我們生活當(dāng)中的很多問題。由于人工智能廣泛性的特點，已經(jīng)充分應(yīng)用到我國的各種領(lǐng)域當(dāng)中，比如航空、國防以及交通信號控制等方面，可以在很大程度上對生產(chǎn)效率進(jìn)行充分提升，節(jié)省人力方面的投資。

1 人工智能概述

人工智能，即為以計算機為基礎(chǔ)，對自動化技術(shù)、控制論、信息論、生物科學(xué)、放生學(xué)科、心理學(xué)科、語言學(xué)科、數(shù)學(xué)邏輯學(xué)科、哲學(xué)課以及醫(yī)學(xué)等為主要內(nèi)容的綜合性技術(shù)，可以對人們的生活和生產(chǎn)提供相當(dāng)便利的條件。在人工智能行業(yè)當(dāng)中，所研發(fā)的機器設(shè)備和人類的大腦一樣，具有相當(dāng)完善的技能系統(tǒng)，可以輔助人類完成一些工作，從而提升整體的生產(chǎn)力。在各個領(lǐng)域當(dāng)中，人工智能已經(jīng)得到了相當(dāng)廣泛的應(yīng)用，比如圖像識別、語言識別、機器人、專家系統(tǒng)以及自然語言等各種方面。其中電氣工程的自動化技術(shù)在應(yīng)用人工智能的方面是相當(dāng)廣泛的，可以對自動控制技術(shù)、系統(tǒng)運行技術(shù)、信息處理技術(shù)、電子技術(shù)以及研發(fā)技術(shù)等進(jìn)行充分應(yīng)用研究。

2 人工智能技術(shù)的優(yōu)勢

（1）在傳統(tǒng)的控制器當(dāng)中，經(jīng)常會受到外界的因素干擾，從而對機器本身產(chǎn)生相當(dāng)不利的影響，比如模型設(shè)置方面的參數(shù)變化、計算當(dāng)中對不同數(shù)值的類型確定等，在電氣自動化的人工智能設(shè)計當(dāng)中，受到外界的因素是相當(dāng)曉得，不需要進(jìn)行精準(zhǔn)的動態(tài)模型的獲取，也不需要對各種參數(shù)或者環(huán)境進(jìn)行特殊的要求，在很大程度上收到外界的因素干擾的情況是相當(dāng)少的。

（2）人工智能當(dāng)中的參數(shù)是可以進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)的，從而對智能函數(shù)的性能進(jìn)行有效提升。與此同時，對于周圍環(huán)境的適應(yīng)能力也是相當(dāng)強的，可以對各種合理的數(shù)據(jù)進(jìn)行參照，從而實現(xiàn)對語言和相應(yīng)信息的設(shè)定；并且設(shè)定的參數(shù)也是根據(jù)實際情況來進(jìn)行修改和擴展的。

（3）和傳統(tǒng)的方式性比較，具有優(yōu)良的一致性。和傳統(tǒng)的控制方法相比較，傳統(tǒng)范式是對特定的目標(biāo)進(jìn)行具體的設(shè)計和分析，雖然控制的效果是非常明顯的，但是針對性比較單一。在電氣工程當(dāng)中采用人工智能系統(tǒng)，可以向系統(tǒng)之內(nèi)輸入任何數(shù)據(jù)，對特定的產(chǎn)品性能的影響因素不是特別的大，從而有效提升產(chǎn)品的一致規(guī)范性。

（4）在操作當(dāng)中產(chǎn)生的誤差是相當(dāng)小的，本身具有在運行過程中不會受到外界因素的影響，再加上本身具有的抗干擾能力。以此系統(tǒng)之前所設(shè)定的參數(shù)如果沒有發(fā)生特殊的情況是不會發(fā)生變化的。

（5）可以有效節(jié)約人力資源成本，與傳統(tǒng)的電氣設(shè)備相比較，操作更加簡便，在很大程度上節(jié)省了人力物力等各方面的資源。在傳統(tǒng)的電氣設(shè)備當(dāng)中，對每一個機器都需要進(jìn)行清理，因此就需要大量的人力物力來進(jìn)行清掃。因此，人工智能技術(shù)的廣泛應(yīng)用，可以有效減少設(shè)備對線路和變壓器等各方面的需求，最終達(dá)到節(jié)約成本資源的目的。

3 人工智能技術(shù)在電氣工程自動化的具體應(yīng)用

近幾年，人工智能技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到了電氣工程的自動化控制工作當(dāng)中，在電氣方面的研究內(nèi)容包括電氣設(shè)備故障的預(yù)測、診斷、電氣產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計和控制以及系統(tǒng)保護等多種方面的內(nèi)容。

3.1 電氣設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計

在對電氣設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計的時候，需要考慮到電路、電磁場以及

電機等各方面的基礎(chǔ)知識，并且需要將各種基礎(chǔ)知識進(jìn)行充分融合。在傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計當(dāng)中，一般都是根據(jù)經(jīng)驗來進(jìn)行人工手動制作的方式進(jìn)行的?，F(xiàn)階段，利用先進(jìn)的計算機技術(shù)，在電氣設(shè)備的設(shè)計階段可以借助計算機的輔助設(shè)計程序來進(jìn)行替代，使得產(chǎn)品的設(shè)計周期得到縮短，在對電氣產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計當(dāng)中，人工智能技術(shù)的應(yīng)用集中體現(xiàn)在遺傳算法和專家系統(tǒng)這兩個方面的內(nèi)容。遺傳算法在電氣設(shè)備的應(yīng)用當(dāng)中是相對普遍的。利用人工智能技術(shù)，將其中的專家技術(shù)進(jìn)行最大限度的發(fā)揮，除此之外還有兩種優(yōu)化設(shè)計的方式也經(jīng)常被運用到電氣設(shè)備的設(shè)計當(dāng)中，比如模糊邏輯算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法。

3.2 電氣設(shè)備事故診斷

在電氣設(shè)備的運行過程當(dāng)中，經(jīng)常會出現(xiàn)故障的現(xiàn)象，比如發(fā)動機、發(fā)電機以及變壓器等設(shè)備的事故和故障出現(xiàn)率都是很高的。在傳統(tǒng)的診斷當(dāng)中，需要將變壓器的油產(chǎn)生的氣體進(jìn)行收集，從而進(jìn)行分析，最后再判斷出是否存在故障，利用此種方式所耗費的時間大的情況下，浪費的人力也是相當(dāng)多的，并且時效相對較慢。如果發(fā)生需要在短時間內(nèi)得到解決的事故，就會造成極其不利的影響。利用人工智能的故障診斷方式，可以對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊理論以及專家技術(shù)等各種先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)進(jìn)行充分融合，不僅可以對電氣設(shè)備中出現(xiàn)的故障可以進(jìn)行良好解決，也可以對生產(chǎn)率進(jìn)行有效提升，如圖1所示。

圖1 人工智能的診斷方式

3.3 電氣控制當(dāng)中的有效應(yīng)用

在電氣設(shè)備的運行過程當(dāng)中，需要對電氣進(jìn)行相關(guān)控制，從而確保電氣化系統(tǒng)可以穩(wěn)定高效地裕興。在電氣設(shè)備的控制當(dāng)中，對于操作過程的要求是相當(dāng)嚴(yán)格的，因此就需要操作人員最大限度地提升操作效率。利用人工智能技術(shù)，借助計算機的先進(jìn)技術(shù)，可以將人類的勞動力進(jìn)行充分解放。在人工智能技術(shù)當(dāng)中，利用簡單易懂的界面化形式將日常的操作流程進(jìn)行了簡化的同時，還可以對電氣系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制以及操作，方便日后資料的存儲以及查閱。利用此項技術(shù)，可以很大程度地降低了人力物力成本資源的投入力度，提升了工作效率。人工智能技術(shù)在電氣自動化的控制技術(shù)方面主要運用到專家系統(tǒng)控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制以及模糊控制等各項技術(shù)。

3.4 實現(xiàn)控制以及保護功能

利用人工智能系統(tǒng)，可以有效實現(xiàn)對電氣設(shè)備當(dāng)中的開關(guān)量、模擬量的數(shù)據(jù)實現(xiàn)自動采集與處理的功能，之后就可以利用圖像識別技術(shù)對真是的畫面進(jìn)行模擬現(xiàn)實，從而對電機設(shè)備的運轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行生動形象的反映。在對電氣設(shè)備進(jìn)行操作控制的過程當(dāng)中，操作人員就可以利用鍵盤或者鼠標(biāo)來對電氣設(shè)備的各種開關(guān)以及斷路器實現(xiàn)遠(yuǎn)程操控。如果一旦發(fā)生故障，就會對模擬量的故障進(jìn)行實時記錄，對相關(guān)的波形圖進(jìn)行有效捕捉，實現(xiàn)開關(guān)量的變?yōu)楹驮诰€參數(shù)的設(shè)定功能，從而保護設(shè)備系統(tǒng)，如圖2所示。

圖2 人工智能控制功能簡圖

3.5 電力系統(tǒng)自動化的應(yīng)用

在某發(fā)電廠當(dāng)中，需要保持生產(chǎn)的穩(wěn)定性和流暢性，在電力企業(yè)當(dāng)中PLC控制系統(tǒng)已經(jīng)得到了相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。在發(fā)電廠當(dāng)中人機接口和PLC共同組成了主戰(zhàn)層，控制人員位于主戰(zhàn)層內(nèi)的集中控制室內(nèi)，在系統(tǒng)顯示屏幕上可以實現(xiàn)對系統(tǒng)的監(jiān)控和控制，在很大程度上提高了企業(yè)的發(fā)電效率。與此同時，也在電廠的發(fā)電機組內(nèi)實現(xiàn)了供電系統(tǒng)的自由切換功能，使得供電系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性得到最大限度地提升，如圖3所示。

圖3 NEMS智能綜合監(jiān)控系統(tǒng)

4 結(jié)語

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，更多先進(jìn)的技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，在很大程度上促進(jìn)了人工智能技術(shù)的進(jìn)步。在軟件方面，開發(fā)工具越來越多地出現(xiàn)了人們的生活領(lǐng)域當(dāng)中；在硬件方面，對人工智能芯片的控制能力已經(jīng)得到了很大的發(fā)展，性能方面的覆蓋已經(jīng)呈現(xiàn)出相當(dāng)完善的狀態(tài)，并且價格也相對低廉。人工智能化技術(shù)的廣泛應(yīng)用是一個新的發(fā)展趨勢，將會擁有更加廣闊的發(fā)展空間。

[1]朱金芳.人工智能在電氣工程自動化中的運用[J].化學(xué)工程與裝備，2013，05：175～177+183.

[2]牛美英，渠基磊，吳志鵬.人工智能在電氣工程自動化中的應(yīng)用[J].價值工程，2013，23：27～28.

[3]曹玉臣.人工智能在電氣工程自動化中的應(yīng)用[J].電子制作，2015，05：86～87.

[4]塔拉.探究電氣工程自動化中人工智能的具體運用[J].信息化建設(shè)，2015，09：302.

TP18

A

1004-7344（2016）11-0069-02

2016-4-3

韋海治（1986-），男，助理工程師，本科，主要從事電力系統(tǒng)運行與維護工作。