電氣自動化中的人工智能化研究

唐路平

摘要：現(xiàn)階段，我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展的十分的迅速，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也越來越完善。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)已經(jīng)普及到生產(chǎn)生活中的方方面面，電力自動化控制系統(tǒng)也得到了完善的發(fā)展，與此同時，人工智能系統(tǒng)在電氣自動化控制中的應(yīng)用也取得了一定的成效，與傳統(tǒng)技術(shù)相比，人工智能有著巨大的優(yōu)勢，該種技術(shù)主要是建立在計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，能夠解決很多傳統(tǒng)技術(shù)難以解決的問題，將人工智能應(yīng)用在電氣自動化控制系統(tǒng)中可以有效提升設(shè)備的使用效率與使用質(zhì)量，本文簡單闡述了人工智能技術(shù)的概念及特點(diǎn)，主要分析了人工智能技術(shù)在電氣自動化控制中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：電氣自動化；人工智能化；研究

引言

隨著科技生產(chǎn)力水平的飛速提升，電氣企業(yè)為了更好的適應(yīng)社會生產(chǎn)力的需要，引進(jìn)現(xiàn)今發(fā)達(dá)的科學(xué)技術(shù)提高企業(yè)生產(chǎn)力尤為必要，人工智能技術(shù)正是在這一形勢下應(yīng)運(yùn)而生的，將其應(yīng)用到電氣自動化控制運(yùn)行中不僅能夠確保其內(nèi)部程序的安全運(yùn)行，還能夠在一定程度上提高企業(yè)生產(chǎn)效率，為電氣企業(yè)創(chuàng)造最大化的經(jīng)濟(jì)效益，提高電氣企業(yè)在社會經(jīng)濟(jì)中的地位。

1人工智能化理論的產(chǎn)生和發(fā)展

人工智能是研究、開發(fā)用于模擬、延伸、擴(kuò)展人的智能理論、方法、技術(shù)、應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)。人工智能化的概念在二十世紀(jì)五十年代被提出后，一直以較好的狀態(tài)發(fā)展，并且逐漸形成以計(jì)算機(jī)為核心，包括哲學(xué)、醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、心理學(xué)、自動化、控制論、信息論與數(shù)理邏輯的綜合性科學(xué)。它是通過對人工智能本質(zhì)方向的了解，生產(chǎn)出一個與人類大腦做出雷同反應(yīng)的智能化機(jī)器來勝任一些通常需要人類智能才能完成的復(fù)雜的工作。電氣自動化是研究與電氣工程有關(guān)的系統(tǒng)運(yùn)行、自動控制、電力電子技術(shù)、信息處理、試驗(yàn)分析、研制開發(fā)以及電子與計(jì)算機(jī)應(yīng)用等領(lǐng)域的一門學(xué)科。早期的電氣自動化控制存在一些或多或少的缺陷，引進(jìn)了人工智能化技術(shù)，不僅彌補(bǔ)了電氣工程在早期自動化控制技術(shù)中的缺陷，而且還在很大程度上推動了電氣自動化的發(fā)展。智能化的電氣自動控制系統(tǒng)主要就是為了加強(qiáng)整個勞動分配過程，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)智能化，這樣一來減少了人為勞動的投入，大大的提高了工作效率，并能減少工作中出現(xiàn)的人為差錯。

2人工智能的應(yīng)用優(yōu)勢

人工智能在電氣工程自動化中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在人工智能控制器上，非線性函數(shù)近似器，比如模糊理論、遺傳算法、神經(jīng)算法等，是最常應(yīng)用于電氣工程自動化的人工智能控制器，與常規(guī)的函數(shù)估計(jì)器相比，它有很強(qiáng)的應(yīng)用優(yōu)勢：（1）人工智能控制器的一致性很強(qiáng)，輸入不可知的數(shù)據(jù)得到的預(yù)測效果也特別好，而且它不會受到忽略器的影響。雖然在對某些對象進(jìn)行控制時，沒有使用人工智能控制器而得到的效果也不錯，但如果換成了其他的控制對象，那么獲得的效果就不一定也會那么好，所以必須嚴(yán)格遵守具體問題具體分析的原則來進(jìn)行設(shè)計(jì)。（2）可以對控制對象進(jìn)行精確的掌握的動態(tài)方程在很多的情況中都是非常復(fù)雜的，所以，控制器在對實(shí)際控制的模型進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)的時候，通常會出現(xiàn)大量如參數(shù)的變化，非線性時等無法確定的因素而無法對其進(jìn)行掌握，而人工智能控制器不需要控制對象的模型就可以進(jìn)行設(shè)計(jì)。同時，人工智能控制器還可以以不同的魯棒性、響應(yīng)時間和下降時間來作為根據(jù)進(jìn)行一定程度的調(diào)整，以對自身的性能進(jìn)行提高。

3人工智能化在電氣自動化中的應(yīng)用分析

3.1人工智能化應(yīng)用于電氣優(yōu)化設(shè)計(jì)中

在設(shè)計(jì)電氣類設(shè)備類的工作是一個極為復(fù)雜的工作，傳統(tǒng)化的方式是采用簡易的實(shí)驗(yàn)方式方法和具有經(jīng)驗(yàn)的老師傅用手工方式來完成的。這不僅需要會電氣、電路等專業(yè)的知識內(nèi)容，還要將長時間積累的設(shè)計(jì)中的經(jīng)驗(yàn)運(yùn)用在里面，即使這樣也很難達(dá)到最優(yōu)的效果。隨著智能化發(fā)展以及計(jì)算機(jī)的發(fā)展，電氣逐漸由手工設(shè)計(jì)向計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)不斷轉(zhuǎn)變，使開發(fā)產(chǎn)品的周期大大減少。人工智能化的出現(xiàn)，使得計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)系統(tǒng)也在不斷的更新，整體產(chǎn)品無論從研發(fā)、設(shè)計(jì)到成品等都得到了全面的提高。人工智能化常用方法中，遺傳算法是一種比較先進(jìn)的優(yōu)化算法，對于產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)是很適合的，因此對于電氣設(shè)計(jì)往往都是采用這樣的方式方法或加以改進(jìn)。

3.2人工智能化應(yīng)用于電氣控制中

在傳統(tǒng)電氣自動化控制中，其操作過程往往有著更為嚴(yán)格的要求，日常的操作過程步驟也十分繁瑣，需要很大的人力投入，過程中無法避免的會出現(xiàn)一些人為差錯。而人工智能化技術(shù)是依賴于計(jì)算機(jī)的先前設(shè)定好的程序的控制來進(jìn)行正常的工作。在智能化的機(jī)器內(nèi)部會由于各個環(huán)節(jié)的要求，同時有幾個不同編程的程序來控制整個生產(chǎn)過程，人工智能化能實(shí)現(xiàn)對各個環(huán)節(jié)的嚴(yán)謹(jǐn)控制掌握，并能及時對運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并與理論情況對比，最大限度限制差錯的出現(xiàn)，而且還能對出現(xiàn)的差錯及時警報。綜上，人工智能技術(shù)，在改善電氣自動化的操作效率，簡化操作流程，降低電氣自動化控制中人力工作量方面有著顯著的成果。

3.3人工智能化應(yīng)用于電氣故障診斷中

所謂電氣故障診斷，就是通過電氣設(shè)備運(yùn)行中的相關(guān)信息來識別其技術(shù)狀態(tài)是否正常，確定故障的性質(zhì)與部位，尋找故障起因，預(yù)報故障趨勢，并提出相應(yīng)對策；它以故障機(jī)理和技術(shù)檢測為基礎(chǔ)，以信號處理和模式識別為其基本理論與方法。隨著現(xiàn)代電氣設(shè)備和系統(tǒng)日益復(fù)雜化，電氣設(shè)備的可靠性、可用性、可維修性與安全性的問題日益突出，從而促進(jìn)了人們對電氣設(shè)備故障機(jī)理及診斷技術(shù)的研究。并且隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及數(shù)字信號處理技術(shù)的迅速發(fā)展，人工智能化診斷技術(shù)在電氣故障中應(yīng)用越來越廣泛。專家系統(tǒng)、模糊理論在人工智能化電氣設(shè)備故障診斷中應(yīng)用比較廣泛。變壓器作為電設(shè)備中最為常見的設(shè)備，其出故障時傳統(tǒng)的診斷方法是利用變壓器分解出來的油氣體，具有較低的準(zhǔn)確率，而人工智能智能化監(jiān)測把專家系統(tǒng)、模糊理論兩個系統(tǒng)結(jié)合起來，綜合診斷變壓器的故障，具有較高的準(zhǔn)確率，在消除故障隱患方面效果比傳統(tǒng)診斷要好得多。

3.4故障自愈的實(shí)現(xiàn)

在電網(wǎng)運(yùn)行過程中，保證系統(tǒng)運(yùn)行正常，將所需用電及時、安全、有效地輸送到用戶是非常重要的環(huán)節(jié)。目前，電網(wǎng)故障的維修策略主要是采用故障后維修，維修人員及設(shè)備抵達(dá)現(xiàn)場需要一定時間，因此，如何避免故障范圍擴(kuò)大，把故障影響縮小到最小也是電網(wǎng)建設(shè)重點(diǎn)考慮的問題之一。經(jīng)過智能電網(wǎng)的建設(shè)，目前電網(wǎng)具備一定的故障自愈功能，最大程度減少了因突發(fā)故障引起的影響。對配電網(wǎng)中的關(guān)鍵設(shè)備、配網(wǎng)設(shè)備采取可視化管理才能實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)故障自愈功能。可視化管理能夠及時檢測到配電網(wǎng)設(shè)備發(fā)生的異常，在檢測到故障之后能夠自動快速啟動維修決策程序，實(shí)現(xiàn)故障高速響應(yīng)處理。處理程序啟動同時，將會實(shí)施有效的隔離措施，自動調(diào)控對故障進(jìn)行隔離，從而實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的故障自我診斷、自我治療、自我痊愈的功能。系統(tǒng)處理故障時間非常重要，將故障處理時間壓縮到秒級，可極大地縮短正常用戶的恢復(fù)供電時間，減少故障影響和經(jīng)濟(jì)損失。此外，自動隔離故障可避免擴(kuò)大停電范圍，保證配網(wǎng)可靠、安全運(yùn)行，使用戶感受不到故障停電的發(fā)生。

結(jié)語

電氣工程作為人類生產(chǎn)生活的重要組成部分，其生產(chǎn)自動化程度直接關(guān)系著電氣工程的工作效率與安全性。人工智能化是人類制作的機(jī)器表現(xiàn)出類人的智能，體現(xiàn)了自動化的特征，因此在電氣自動化控制引入人工化智能技術(shù)，構(gòu)建起一個能完成類似于人類判斷活動的系統(tǒng)，改善電氣自動化系統(tǒng)控制的精確性和穩(wěn)定性，將會有效的提高工作的質(zhì)量和效率，提升我國電力生產(chǎn)技術(shù)水平，促進(jìn)我國電氣自動化不斷發(fā)展。另外，人工智能化技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用還有很大的提升空間，需要更多地電力研究人員投入到研究中來，并通過實(shí)踐不斷完善技術(shù)，相信不久的未來，人工智能化能夠更好的應(yīng)用到電氣自動化中。