電氣工程自動化中智能化技術的運用分析

張彥生 杜兆慧

[摘 ? ?要]在現(xiàn)代電氣工程自動化中領域中，智能化技術的發(fā)展和應用已經(jīng)成為勢不可擋的趨勢，成為電力系統(tǒng)持續(xù)發(fā)展的重要推動器?；诖?，文章對智能化技術在電氣工程自動化中的應用優(yōu)勢進行探析，提出電氣設計、電氣控制、PLC技術、故障診斷、遠程控制等方面的具體應用，以期為今后電力系統(tǒng)改革創(chuàng)新提供一定技術參考。

[關鍵詞]電力系統(tǒng);電氣工程;自動化;智能化技術

[中圖分類號]TM76 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）06–0–02

[Abstract]In the field of electrical engineering automation of modern power systems， the development and application of intelligent technology has become an unstoppable trend， and has become an important impetus for the sustainable development of power systems. Based on this， the article analyzes the application advantages of intelligent technology in power system electrical engineering automation， and proposes specific applications in electrical design， electrical control， PLC technology， fault diagnosis， remote control， etc.， with a view to providing future power system reforms and innovations certain technical reference.

[Keywords]power system; electrical engineering; automation; intelligent technology

在智能化技術不斷創(chuàng)新發(fā)展的今天，其綜合性、體系性、實踐性都有了長足發(fā)展，尤其在電氣工程自動化中發(fā)展中，廣泛應用智能化技術為電力企業(yè)創(chuàng)造了更高經(jīng)濟效益，為電氣工程可持續(xù)發(fā)展提供了先進技術支撐，進一步推動我國電力系統(tǒng)電氣工程發(fā)展進入新常態(tài)。文章對電氣工程自動化中智能化技術的應用價值進行研究，希望能夠充分發(fā)揮智能化技術優(yōu)勢，強化其應用范圍和實踐創(chuàng)新，促進電力行業(yè)健康發(fā)展。

1 電氣工程自動化中智能化技術的應用優(yōu)勢

智能化技術擁有很多優(yōu)勢，包括信息智能處理、電子信息、智能控制等，需要人工負責一些高難度、高危險的工作，運用智能化技術能夠加強控制系統(tǒng)智能性，擺脫人工操作的局限性，自主完成危險系統(tǒng)較大的工作，顯著提高工作效率，還能節(jié)省大量人力、物力資源[1]。智能化技術擁有較強實用性和適應性，包含眾多學科理論基礎，在正式運行時控制精度更高，也容易發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)中隱藏的故障隱患，在排除故障時，也不受時間和空間限制，可及時處理安全隱患，提升電力系統(tǒng)運行安全性，擁有較強發(fā)展?jié)摿?，其具體優(yōu)勢可從以下幾方面進行分析。

（1）能夠實現(xiàn)電力系統(tǒng)中數(shù)據(jù)信息的采集、處理與存儲，包括各個開關量與模擬量。

（2）不需要建立控制模型，智能化技術需要操控的對象數(shù)量繁多，運行情況存在差異，在進行自動化控制時需要通過建模完成相關工作，但是這種方式會產(chǎn)生參數(shù)誤差，進而導致建模質(zhì)量不達標，對自動化控制效率產(chǎn)生影響，而智能化技術不需要建立模型，有效規(guī)避了因客觀條件造成的參數(shù)誤差，進一步提升自動化控制器緊密度。

（3）智能化技術可以通過屏幕將系統(tǒng)和設備具體運行狀況真實反應出來，包括電流、電壓、電氣系統(tǒng)參數(shù)等，不僅可以根據(jù)計算量、模擬量、隔離開關及斷路器等自動生成趨勢圖，還可以通過系統(tǒng)快速生成日志和報表，并實時存儲相關數(shù)據(jù)信息。

（4）有助于遠程調(diào)控電氣系統(tǒng)參數(shù)，在對一些特殊電氣設備進行操控時，工作人員只需要在控制室通過相關參數(shù)調(diào)整設備，就可以對操作流程進行精準地調(diào)整和控制，減少了人力資源的投入[3]。

（5）智能化設備可以對電力系統(tǒng)運行狀況進行監(jiān)控，如開關量狀態(tài)、模擬量數(shù)值等，還可以借助語音和聲光的形式完成自動報警，并記錄相關時間順序。

2 電氣工程自動化中智能化技術應用研究

2.1 電氣設計優(yōu)化

電氣工程自動化中控制中不可忽視的一個步驟便是電氣設計，但是電氣設備的內(nèi)部結構和功能都較為復雜，設計人員如果沒有全面掌握電氣基礎常識和相關電路特征，將難以快速高效完成電氣設計工作，進一步增加電氣設計難度和復雜度，這往往需要設計人員擁有較強專業(yè)基礎和設計能力[4]。在以往的電力工程電氣設計工作中，設計形式主要為實驗與實踐融合，也就是設計人員先憑借相關資料和過往經(jīng)驗進行設計，隨后根據(jù)實踐完成設計操作，從而優(yōu)化電氣設計，這種方式存在較大局限性，工作效率較低，且在設計和實踐中難免受諸多因素影響出現(xiàn)失誤，為后續(xù)工作開展增加難度。面對這種情況，可以將智能化技術融入電氣設計中，如在基于遺傳算法的電氣設計中，可以利用計算機與數(shù)學完成仿真運算，從而有效解決復雜設計問題，促進結果的優(yōu)化。此外，這種智能化技術對信號處理、機器學習、自適應控制等也有重要作用，便于電力系統(tǒng)的優(yōu)化。

2.2 電氣控制

在實現(xiàn)電氣工程自動化中控制時，利用智能化技術，可顯著減少對人工操作的依賴性，逐漸形成高效、智能、遠程化的自動控制模型，便于對各項資源進行智能調(diào)節(jié)和優(yōu)化配置，尤其是家庭用電，有力推動我國經(jīng)濟節(jié)約型社會的建立。在這其中應用的技術原理被稱為模糊定理，即通過建立模糊模型實現(xiàn)更加嚴格的電氣控制，尤其是相關數(shù)據(jù)的采集與故障處理工作，倘若不明確產(chǎn)生故障的機理，那么建立的數(shù)學模型也存在一定模糊性，利用智能化技術，能夠對相關技術進行更深層次地分析和探究，進而明確故障點[5]，同時，將其與神經(jīng)網(wǎng)路相結合，還可以進一步提升故障檢測準確性，提高故障點查詢效率和故障診斷結果可靠性，從而迅速排除故障，實現(xiàn)模糊性故障診斷。智能化技術在電氣工程自動化應用中主要有專家系統(tǒng)、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡控制、深度學習技術等，這些都進一步拓寬了電氣控制范圍。

2.3 PLC技術

在電力系統(tǒng)自動化進程中，由于繼電器反應速度較慢，且短路保護期間開關的通斷控制存在一定延遲性，這種結構復雜的開關逐漸被PLC技術所取代，能夠有效縮短繼電器反應時間，保障電氣工程運行協(xié)調(diào)性，提高電力系統(tǒng)運行效率。電氣工程自動化中PLC技術應用流程如圖1所示。

PLC技術在電力系統(tǒng)中應用方式十分簡單，這是因為PLC控制器是一個系統(tǒng)邏輯控制器，可隨時對其進行編輯，故而能夠取代繼電器完成邏輯控制，有效提示與解決電氣工程中諸多問題。目前，PLC技術逐漸標準化，其具體應用可以從以下3方面著手：①開關量控制。通過PLC技術，能夠有效解決以往電氣工程自動化控制中接線復雜和電器元件種類繁雜的問題，將部分電磁元件替換，進一步簡化接電流程，提高電氣自動化的穩(wěn)定性和簡潔性[6]。②順序控制。利用PLC技術可以實現(xiàn)對電氣自動化開關順序的控制，借助信息模板調(diào)控電氣工程自動化全過程，通過智能控制提升節(jié)能減排效果。③通過PLC技術可以實現(xiàn)電力系統(tǒng)運行與線路的自動切換，有效緩解了人工作業(yè)造成的切換時間長問題，使各個環(huán)節(jié)運用更加精準，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，也能立刻進行切換，使運行過程更加安全和穩(wěn)定。

2.4 故障診斷

在電氣工程自動化中進程中，各種各樣自動化設備和系統(tǒng)被引入電氣工程中，或多或少地增加了電力系統(tǒng)故障影響因素，運用智能化技術能夠實時掃描電力系統(tǒng)，及時發(fā)現(xiàn)潛在故障，將故障扼殺在萌芽狀態(tài)[7]。

（1）目前電氣工程中常用的故障診斷數(shù)據(jù)通常由SCADA系統(tǒng)、WANS系統(tǒng)、RPMS系統(tǒng)采集上傳，其中SCADA系統(tǒng)和WANS系統(tǒng)都具有主動上送、定時采樣、上傳迅速、實時性優(yōu)良的數(shù)據(jù)特征優(yōu)勢，RPMS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)特征主要為被動上送、上送緩慢、穩(wěn)定性較差、故障后重啟等，以上3種系統(tǒng)都存在故障監(jiān)控范圍盲區(qū)的不足。因此，在電氣工程自動化中系統(tǒng)故障診斷中，采用智能化技術需要充分利用以上數(shù)據(jù)特征和診斷條件，對故障信息進行精準判斷，從而保障電力系統(tǒng)安全運行。

（2）通過智能化故障診斷手段和技術，并嚴格按照智能化故障診斷流程對故障進行識別和處理，能夠提升故障排除成功率，降低故障帶來的損失。例如，當變壓器運行出現(xiàn)故障時，利用智能化故障診斷技術，能夠滲漏分解變壓器，快速識別故障位置和類型，明確檢修方法，快速排除故障。此外，在電氣工程中隨著故障階段不斷加深，故障分析與排除難度與工作量隨之增加，通過運用智能化技術，制定科學合理的故障檢測與審核方案，進一步保障電氣工程安全性與穩(wěn)定性，從而保障企業(yè)獲得最佳經(jīng)濟效益。

2.5 遠程控制

在電氣工程自動化中控制中，最普遍的方法就是通過遺傳算法實現(xiàn)自動化控制，具體可以從以下內(nèi)容展開論述，從系統(tǒng)控制的優(yōu)化設計方面看，遺傳算法可以將系統(tǒng)內(nèi)多功能模塊進行集成處理，簡化反應過程，但這也導致相關故障問題的產(chǎn)生，對電力系統(tǒng)運行效率和速度產(chǎn)生影響。針對這種問題，利用智能化技術可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工操作，通過專家系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡實現(xiàn)各種專業(yè)知識、規(guī)則流程與經(jīng)驗的有機結合，自主完成難題的判斷、分析與解決，對電氣設備進行實時監(jiān)督與控制，實現(xiàn)對自動化系統(tǒng)的遠程控制，有效緩解人力、財力和物力的損耗，例如，可以熟練運用智能技術的遠程監(jiān)控功能，實現(xiàn)遠程控制，如針對空調(diào)可以連接局域網(wǎng)的特征，在移動智能終端上下載遠程控制軟件，就可以實現(xiàn)空調(diào)各項功能的遠程操作，擺脫遙控器的局限性。

3 結束語

綜上所述，在電氣工程自動化中應用智能化技術，不僅能夠實現(xiàn)電氣設計的優(yōu)化，數(shù)據(jù)信息的采集與處理、故障的診斷與識別，系統(tǒng)的遠程控制，還能提升電力系統(tǒng)運行規(guī)范，將各個模塊集成在同一系統(tǒng)中，達到標準化與集成化的目的，從而實現(xiàn)電氣工程的有效控制，提升電氣工程自動化質(zhì)量、安全性與穩(wěn)定性，使得自動化系統(tǒng)性能更加高效與準確，功能更加多元化，結構更加集成與模塊化，逐漸成為電氣工程自動化發(fā)展的驅動力，為日后電氣工程自動化中發(fā)展提供技術參考。

參考文獻

[1] 熊麗萍.智能化技術在電氣工程自動化控制中的應用[J].信息與電腦（理論版），2018（8）：135-136.

[2] 龔康華.電氣工程及其自動化的智能化技術運用探究[J].技術與市場，2018，25（3）：165.

[3] 吳越.智能化技術在電氣工程自動化控制中的相關應用[J].中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2018（32）：38.

[4] 黃偉杰.關于電氣工程自動化中的智能化技術的運用[J].華東科技（綜合），2019（8）：1.

[5] 李訓聿，李東澤，佘曉楠，等.智能化技術在電氣工程自動化中的運用[J].商品與質(zhì)量，2019（8）：8.

[6] 李學峰.電氣工程及其自動化中的智能化技術解析[J].通信世界，2020，27（1）：236-237.

[7] 馮晨，張軼明.電氣工程及其自動化的智能化技術應用研究[J].農(nóng)家科技，2020（3）：200.