智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用分析

王瑞，劉練，楊旭

（國網(wǎng)湖北省電力有限公司荊門供電公司 湖北荊門 448000）

1 智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用特點(diǎn)

1.1 無人化操控

智能化技術(shù)應(yīng)用中電氣工程自動(dòng)化控制往往在響應(yīng)時(shí)間、可控制程度方面表現(xiàn)優(yōu)秀，具體應(yīng)用主要圍繞魯棒性變化、響應(yīng)時(shí)間、下降時(shí)間提升電氣工程自動(dòng)化控制性能，由此實(shí)現(xiàn)無人化操控、無人化調(diào)節(jié)、人力成本耗費(fèi)降低。

1.2 無需控制模型

傳統(tǒng)的電氣工程自動(dòng)化控制很難在面臨擁有復(fù)雜動(dòng)態(tài)方程的控制對(duì)象時(shí)發(fā)揮出色表現(xiàn)，無法有效掌控控制對(duì)象的問題往往因此出現(xiàn)，但智能化技術(shù)的應(yīng)用卻能夠省略控制對(duì)象模型設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，以往模型帶來的無法預(yù)測(cè)、評(píng)估問題自然得以較好避免。

1.3 數(shù)據(jù)處理高度一致性

智能化技術(shù)應(yīng)用下的電氣工程自動(dòng)化控制往往在數(shù)據(jù)處理方面表現(xiàn)優(yōu)秀，如輸入任何數(shù)據(jù)均可準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)評(píng)估，評(píng)估工作的效率、質(zhì)量因此大幅提升。

2 智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的具體應(yīng)用

2.1 故障診斷

電氣工程系統(tǒng)運(yùn)行過程中不可避免的會(huì)出現(xiàn)各類電氣設(shè)備故障，而這類故障的出現(xiàn)往往會(huì)存在一定有聯(lián)系的預(yù)兆，專家系統(tǒng)控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、模糊控制均均可較好服務(wù)于電氣工程故障智能化故障診斷，Mamdani、Sugeno均屬于其中代表，其中Mamdani能夠圍繞電氣工程調(diào)速控制實(shí)現(xiàn)故障診斷，Sugeno則能夠負(fù)責(zé)前者例外情況的故障診斷。

決策樹故障診斷本質(zhì)上屬于一種決策樹歸納學(xué)習(xí)算法，本文探討了貝葉斯決策樹算法，該算法具備速度快、準(zhǔn)確性高、可解釋性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，這使得貝葉斯決策樹算法能夠較好解決傳統(tǒng)電氣工程控制領(lǐng)域影響故障控制的因素。應(yīng)用貝葉斯決策樹算法的電氣工程自動(dòng)化控制故障診斷存在兩種情況，一種情況下算法的應(yīng)用能夠得出貝葉斯決策樹算法應(yīng)用可以選擇貝葉斯節(jié)點(diǎn)0值，由此即可完成一級(jí)決策樹構(gòu)建，而結(jié)合基于棧的非遞歸算法即可構(gòu)建二級(jí)決策樹；另一種情況為無法確定分類類別的樣本數(shù)據(jù)。這種情況下貝葉斯決策樹算法需要通過選擇f值函數(shù)得到數(shù)據(jù)所屬類別，即 f = P (Cj/si)，而通過處理確定后驗(yàn)概率，即可得出，進(jìn) 一 步 應(yīng) 用則能夠求得具體的后驗(yàn)概率，圖1為貝葉斯決策樹算法流程，通過該流程即可完成高質(zhì)量的電氣工程自動(dòng)化控制故障診斷。

2.2 自動(dòng)化控制

智能技術(shù)應(yīng)用下的電氣工程自動(dòng)化控制實(shí)現(xiàn)的遠(yuǎn)程化、高效化、無人操作化、自主化，模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、粒子群神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、果蠅優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等均可較好服務(wù)于電氣工程自動(dòng)化控制。

2.2.1 變電站設(shè)備智能控制

變電站設(shè)備智能控制屬于最為常見的智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用，其中變電站設(shè)備智能控制系統(tǒng)主要由視頻監(jiān)控子系統(tǒng)、火情控制子系統(tǒng)、室內(nèi)溫濕度控制子系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)異常處理子系統(tǒng)等組成，子系統(tǒng)間的相互協(xié)作可較好保證變電站設(shè)施設(shè)備的安全運(yùn)行。變電站設(shè)備智能控制的實(shí)現(xiàn)需要得到智能控制管理系統(tǒng)服務(wù)器、站內(nèi)中央控制器、變電站設(shè)施子系統(tǒng)的支持，由此即可兼容變電站設(shè)備的6類控制功能，這一過程中不同子系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量配合。

本文僅對(duì)變電站設(shè)備智能控制系統(tǒng)的重點(diǎn)子系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，具體內(nèi)容如下：（1）裝置重啟子系統(tǒng)。該系統(tǒng)使用了一種運(yùn)用手機(jī)密碼短信控制的手機(jī)遙控插座，由此即可通過插入手機(jī)卡實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程、智能控制的各裝置重啟。（2）通風(fēng)控制子系統(tǒng)。具備溫度告警通風(fēng)、煙感告警通風(fēng)功能，可通過控制器、窗體電動(dòng)推桿實(shí)現(xiàn)智能、遠(yuǎn)程控制通風(fēng)。（3）短信息告警子系統(tǒng)。主要由智能控制軟件組成，具備實(shí)時(shí)接收各類信號(hào)、報(bào)警量功能，該系統(tǒng)可在變電站設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)第一時(shí)間上傳故障信息，由此即可更好滿足變電站安全穩(wěn)定運(yùn)行需要。

圖1 貝葉斯決策樹算法應(yīng)用流程

2.2.2 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)電氣PID控制優(yōu)化

一些位于特殊地理位置的變電站常年處于高溫高濕高熱環(huán)境，雖然變電站的空調(diào)、通風(fēng)系統(tǒng)能夠?qū)h(huán)境對(duì)變電站運(yùn)行的影響降到最低，但受到耦合因素過多、組成部件構(gòu)造復(fù)雜等因素影響，變電站各類設(shè)備很容易在運(yùn)行中出現(xiàn)各類故障，同時(shí)正常運(yùn)行過程中的時(shí)變非線性特征出現(xiàn)也會(huì)影響其可靠性和穩(wěn)定性，這就使得相關(guān)電氣設(shè)備自動(dòng)化控制對(duì)智能化技術(shù)有著較高需求，近年來學(xué)界的眾多研究開展與這種需求也存在著較為密切聯(lián)系，模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)電氣PID控制優(yōu)化便屬于其中典型。具體來說，模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)電氣PID控制優(yōu)化需要首先圍繞變電站電氣設(shè)備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)開展分析，由此求出輸出電壓方程到變電站設(shè)備最優(yōu)控制狀態(tài)電流矢量數(shù)據(jù)信號(hào)形式、輻射場(chǎng)磁損耗函數(shù)，由此開展更深入的控制優(yōu)化設(shè)計(jì)。結(jié)合模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建變結(jié)構(gòu)的PID神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型，該模型需選擇SPIDNN作為學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)、三層前向神經(jīng)元結(jié)構(gòu)，最終可得出基于智能化技術(shù)的特殊環(huán)境下變電站電氣設(shè)備控制函數(shù)，即：

結(jié)合上述函數(shù)即可得出特殊環(huán)境下變電站電氣設(shè)備電氣輸出誤差，即：

由此可見智能化技術(shù)應(yīng)用下電氣PID控制優(yōu)化所能夠?qū)崿F(xiàn)的控制誤差降低，特殊環(huán)境變電站的運(yùn)行穩(wěn)定性、安全性水平將由此大幅提升。

3 結(jié)束語

智能化技術(shù)能夠較好服務(wù)于電氣工程自動(dòng)化控制，本文涉及的決策樹故障診斷、變電站設(shè)備智能控制、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)電氣PID控制優(yōu)化等實(shí)例，在智能化技術(shù)、電氣工程自動(dòng)化控制相關(guān)的理論研究和實(shí)踐探索中，能夠發(fā)揮一定參考作用。

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