人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用探析

盧雪瑩 曾祥淦 楊榮霞 馮鴻懷

摘要：人工智能技術(shù)作為新時(shí)期科技發(fā)展的產(chǎn)物也最先進(jìn)的技術(shù)之一，對(duì)于現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展產(chǎn)生了巨大的推動(dòng)作用，而隨著人工智能技術(shù)的不斷完善，也開始逐漸的應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)生活的多個(gè)領(lǐng)域中，尤其是與電氣自動(dòng)化控制的結(jié)合更是將人工智能技術(shù)的優(yōu)越性發(fā)揮到了最大化，推動(dòng)了電氣自動(dòng)化控制的發(fā)展。本文從人工智能技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)入手，重點(diǎn)對(duì)電氣自動(dòng)化中人工智能技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)介紹。

關(guān)鍵詞：人工智能;電氣自動(dòng)化;應(yīng)用

當(dāng)今社會(huì)，經(jīng)濟(jì)飛速增長，面對(duì)這樣的發(fā)展背景，社會(huì)各界開始對(duì)電氣自動(dòng)化控制提出了更高的要求，需求不斷提升的過程中傳統(tǒng)的電氣自動(dòng)化控制手段的滯后性開始逐漸顯現(xiàn)，傳統(tǒng)手段已經(jīng)無法滿足社會(huì)發(fā)展對(duì)于電氣自動(dòng)化發(fā)展的需求，人工智能技術(shù)的出現(xiàn)很好地彌補(bǔ)了傳統(tǒng)自動(dòng)化控制手段的滯后性，通過人工智能技術(shù)一方面能夠大幅度的提升工作效率，另一方面還可以為企業(yè)和社會(huì)節(jié)省大量的工作成本，尤其是與電氣自動(dòng)化領(lǐng)域的結(jié)合更是為推動(dòng)生產(chǎn)力發(fā)展起到了關(guān)鍵作用，人工智能技術(shù)作為新時(shí)期出現(xiàn)的一種全新的科學(xué)技術(shù)，借助人工智能技術(shù)能夠代替更多的人類勞作，甚至可以替代人類從事更為復(fù)雜和困難的工作，同時(shí)現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展必然離不開人工智能的支持，而現(xiàn)代化信息技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展也為人工智能技術(shù)的推廣應(yīng)用提供了廣闊的發(fā)揮空間，與電氣自動(dòng)化控制的結(jié)合可以有效的避免安全故障，保證電力系統(tǒng)的安全高效運(yùn)行。

1.人工智能技術(shù)概述

1.1人工智能技術(shù)

首先人工智能是由計(jì)算機(jī)、數(shù)學(xué)、仿生學(xué)、心理學(xué)等多個(gè)學(xué)科融合在一起構(gòu)成的一種綜合性學(xué)科，其本質(zhì)就是借助計(jì)算機(jī)來模擬人的思維，然后將模擬的原理通過推算過程應(yīng)用到計(jì)算集中，通過這個(gè)過程讓計(jì)算機(jī)來代替人類的大腦，將計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)換為與人類大腦相似的智能化對(duì)象。人工智能的研究的內(nèi)容就是借助計(jì)算機(jī)操作來代替人類完成相應(yīng)工作。

1.2人工智能特點(diǎn)

人工智能盡管是依靠冷冰冰的計(jì)算機(jī)來代替人類完成一定的工作，但是它仍然可以在很多領(lǐng)域都得到應(yīng)用，尤其是隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人工智能應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用程度都有了較大擴(kuò)展。

首先人工智能借助計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來處理相關(guān)工作有較高的穩(wěn)定性和可靠性，并且不會(huì)像人工作的時(shí)候會(huì)有一定的情緒等因素影響，因?yàn)橥ǔＴ诩夹g(shù)研發(fā)階段會(huì)融入智能電氣數(shù)字化系統(tǒng)，這樣可以大幅減少使用傳統(tǒng)的設(shè)備，借助人工智能技術(shù)提升處理精度和工作效率，系統(tǒng)操作也會(huì)更加便捷，尤其是配合光纖技術(shù)，將人工智能應(yīng)用在電氣自動(dòng)化中可以大幅度提高生產(chǎn)穩(wěn)定性和可靠性，推動(dòng)現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展;其次人工智能有著較高的性價(jià)比，技術(shù)使用階段需要對(duì)精度進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算和分析，而隨著信息收集技術(shù)的發(fā)展，人工智能和電氣自動(dòng)化控制的結(jié)合技能提升系統(tǒng)控制效果，也能較少大量的運(yùn)營成本，因?yàn)橄噍^于普通的控制器，人工智能可以更加高效的調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)，而工作人員也可以根據(jù)電氣設(shè)備特點(diǎn)和性能數(shù)據(jù)來調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)或指定方案。

1.3人工智能技術(shù)優(yōu)勢(shì)

人工智能技術(shù)主要是借助函數(shù)相似器來對(duì)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，由于其融合的學(xué)科技術(shù)多種多樣，所以其控制方法也較多，借助函數(shù)相似器能夠強(qiáng)化系統(tǒng)控制性能，例如借助模糊邏輯控制器能夠有效調(diào)節(jié)相關(guān)數(shù)據(jù)，且相較于一般的函數(shù)計(jì)算器有更快的反應(yīng)速度;其次能夠簡化系統(tǒng)控制使用方法，相比傳統(tǒng)控制器而言，人工智能技術(shù)能夠改善控制器調(diào)節(jié)性能，所以即便是不具備多學(xué)科知識(shí)，同樣可以設(shè)計(jì)相應(yīng)的語言，處理對(duì)應(yīng)的信息，通過強(qiáng)化信息處理能力來降低系統(tǒng)控制難度;再者人工智能具備高度一致性，例如傳統(tǒng)控制器職能針對(duì)某一個(gè)對(duì)象進(jìn)行控制，但是人工智能不需要考慮數(shù)據(jù)是否為特定或者未知對(duì)象，都能保持一致的控制效果。

2.人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

2.1在電氣設(shè)備故障診斷中的應(yīng)用

借助人工智能技術(shù)處理電氣設(shè)備故障診斷主要是利用模糊理論、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及專家系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器、發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)等裝置的故障診斷。以往面臨的問題是，一旦電氣設(shè)備出現(xiàn)故障，往往會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)復(fù)雜的問題，若借助傳統(tǒng)處理手段很難及時(shí)準(zhǔn)確的查找故障根源，而人工智能技術(shù)由于具備高度一致性，不需要考慮數(shù)據(jù)是否為特定或未知對(duì)象，都可以對(duì)執(zhí)行器、元部件或傳感器等故障進(jìn)行及時(shí)診斷，例如發(fā)電機(jī)設(shè)備故障由于具有非線性特點(diǎn)，所以故障相對(duì)復(fù)雜，人工智能技術(shù)發(fā)揮模糊理論和專家系統(tǒng)的作用，可以大幅度的提升。圖1顯示的人工智能診斷方法：

2.2在電氣控制過程中的應(yīng)用

電氣工程自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)必須要提升自動(dòng)化控制效率，只有這樣才能夠更有效的提升工作效率和工程科學(xué)化，通常人工智能技術(shù)應(yīng)用相對(duì)集中，與電氣設(shè)備故障診斷相同，同樣是利用了模糊理論、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及專家系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，通過模擬人類大腦神經(jīng)分活動(dòng)來創(chuàng)建控制模型。

人工智能模糊控制本身就屬于自動(dòng)化控制系統(tǒng)，所謂模糊控制就是要求被控制對(duì)象在模糊模型基礎(chǔ)上，構(gòu)建模糊控制器，通過模糊推理、模擬語言變量，同時(shí)依靠專家系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)借助計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)構(gòu)建閉環(huán)數(shù)字控制模型。這種控制流程主要是基于直流、交流傳動(dòng)來實(shí)現(xiàn)，前者傳動(dòng)控制是Segeno，調(diào)速控制則為Mamdani，而后者模糊控制器主要依賴人工智能。

專家控制主要是發(fā)揮專家經(jīng)驗(yàn)的作用，相較于模糊理論和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)更加靈活，實(shí)用性較強(qiáng)，能夠大幅提升電氣設(shè)備運(yùn)行效率，保證設(shè)備安全運(yùn)行，以專家系統(tǒng)為主體結(jié)合控制理論技術(shù)來實(shí)現(xiàn)人工智能控制。

2.3在電氣設(shè)備操作用的應(yīng)用

電氣設(shè)備涉及到很多領(lǐng)域，其內(nèi)部構(gòu)造也相對(duì)復(fù)雜，電氣設(shè)備運(yùn)行過程中，由于機(jī)械結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，所以操作流程也比較繁瑣，所以只有保證每一個(gè)流程準(zhǔn)確運(yùn)作才能確保電氣設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。傳統(tǒng)的電氣設(shè)備操作是由人工完成的，所以操作過程勢(shì)必會(huì)受到人為因素影響，例如出現(xiàn)操作不規(guī)范、操作失誤等問題，影響電氣設(shè)備運(yùn)行效率，甚至威脅工作人員的人身安全。而人工職能借助人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和專家系統(tǒng)融入到電氣設(shè)備操作中，不需要考慮操作對(duì)象，只需要輸入對(duì)應(yīng)參數(shù)，電氣設(shè)備就會(huì)按照參數(shù)要求自主的運(yùn)作，不僅過程簡單，還可以避免人工操作失誤，提高電氣設(shè)備運(yùn)行安全性。另外，借助人工智能技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備的遠(yuǎn)程操控，甚至不需要進(jìn)入到設(shè)備生產(chǎn)場所就可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場管控。

2.4人工智能技術(shù)應(yīng)用實(shí)例和效果

以某火電廠為例，電氣設(shè)備構(gòu)成包括4個(gè)發(fā)電機(jī)，其中前三個(gè)為12mw容量的，最后一個(gè)為15mw容量的，包括5個(gè)主變壓器和1個(gè)備用變壓器，東西段母線為110KV，其余為35KV，2017年開始應(yīng)用人工智能技術(shù)。人工智能技術(shù)的介入首先減少了人工操作量和工作人數(shù)，并且一年的時(shí)間內(nèi)火電廠電氣故障只有4起，并且在發(fā)生故障的時(shí)候，自動(dòng)化控制系統(tǒng)及時(shí)的檢測出故障并做出了處理，一年的時(shí)間火電廠經(jīng)濟(jì)效益提升了近40%。從這一應(yīng)用實(shí)例足可以看出人工智能技術(shù)的優(yōu)越性。

3.結(jié)論

綜上所述，人工智能技術(shù)通過發(fā)揮多學(xué)科知識(shí)，利用模糊理論、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及專家系統(tǒng)等技術(shù)可以大幅度的提升電力自動(dòng)化控制效率，同時(shí)還可以增強(qiáng)生產(chǎn)作業(yè)的安全性，作為電氣自動(dòng)化控制實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)和保障，人工智能技術(shù)的出現(xiàn)可以為人們的生產(chǎn)生活提供多種便利，而與電氣自動(dòng)化控制的結(jié)合也更能夠發(fā)揮人工智能的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，使得整個(gè)系統(tǒng)更加智能化，逐步的提升工作效率，保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

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