智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用

程國(guó)峰

（山西省安裝集團(tuán)股份有限公司，山西太原 030032）

0 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，電力產(chǎn)業(yè)也在不斷探究提高工作效率、改善工作質(zhì)量的方法，自動(dòng)化控制技術(shù)是電氣領(lǐng)域所使用到的關(guān)鍵性技術(shù)，與電氣工作實(shí)踐的結(jié)合，為提高工作效率，提升工作質(zhì)量奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。通過解脫人力以及自動(dòng)控制設(shè)施設(shè)備保障了電氣企業(yè)良好的內(nèi)部控制效果，但隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，自動(dòng)化控制技術(shù)暴露了效率不高、精確性不高的弊端，隨著智能化技術(shù)的不斷發(fā)展，將智能化技術(shù)與電氣自動(dòng)化控制相結(jié)合可以對(duì)于傳統(tǒng)的技術(shù)缺陷進(jìn)行改善，在發(fā)揮智能化技術(shù)優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，搭建出更加適應(yīng)時(shí)代、更加符合現(xiàn)代社會(huì)需求的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)。

1 智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

當(dāng)前，智能化技術(shù)應(yīng)用到了各行各業(yè)中，智能化技術(shù)帶來的應(yīng)用成果獲得了全世界人民的矚目和青睞，人們也清楚地認(rèn)識(shí)到，智能化時(shí)代已經(jīng)到來，智能化技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值是非常強(qiáng)烈的，在未來甚至?xí)谌肴藗兩畹姆椒矫婷?。智能化技術(shù)在我國(guó)電氣領(lǐng)域當(dāng)中，使其行業(yè)價(jià)值得到了最明顯的體現(xiàn)。電氣工程與普通的土建工程是不同的，施工難度非常之大，施工環(huán)境惡劣，條件內(nèi)容復(fù)雜，對(duì)施工人員的各方面水平要求非常高，在新時(shí)代當(dāng)中，若是僅僅依靠人力來完成電氣工程建設(shè)，往往無法滿足現(xiàn)代電氣工程的要求。近年來，隨著人們安全意識(shí)的不斷增強(qiáng)，電氣工程開展過程中的安全性成為全社會(huì)廣泛關(guān)注的問題，這也就說明，我國(guó)的電氣領(lǐng)域必須要進(jìn)行革新[1]。

智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控過程應(yīng)用智能化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在多個(gè)方面，例如模型構(gòu)建、一致性程度、控制調(diào)整性等。

智能化技術(shù)應(yīng)用在電氣工程自動(dòng)化之后能夠處理不同類型的信息數(shù)據(jù)，保證所有設(shè)備都能按照工程的需求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，還能夠讓電氣設(shè)備在運(yùn)行過程中更加的平穩(wěn)、安全，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的管理，減輕企業(yè)的人力、財(cái)力、物力的浪費(fèi)。另外，在以往的電氣工程進(jìn)行過程中，會(huì)把重心放在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上，但是往往因?yàn)槿鄙偌夹g(shù)支持，導(dǎo)致在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的過程中不得不浪費(fèi)大量的人力和物力，就算是研發(fā)出了系統(tǒng)，那么應(yīng)用效果可能也不夠理想。但是智能化技術(shù)應(yīng)用之后，能夠彌補(bǔ)以往控制系統(tǒng)中存在的不足，自動(dòng)構(gòu)建控制模型，實(shí)現(xiàn)良好的控制效果，還能為后續(xù)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供良好參考，彌補(bǔ)以往電氣工程控制系統(tǒng)的不足。電氣工程項(xiàng)目建設(shè)中應(yīng)用智能化技術(shù)，不僅可以對(duì)控制過程進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)可以強(qiáng)化系統(tǒng)運(yùn)行對(duì)外界因素的抗干擾能力，系統(tǒng)整體運(yùn)行更加穩(wěn)定。技術(shù)人員在自動(dòng)化控制系統(tǒng)的輔助下完成各項(xiàng)操作，同時(shí)還可以對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的升級(jí)與優(yōu)化處理，從而不斷提升系統(tǒng)的自動(dòng)化、智能化、現(xiàn)代化控制水平。

2 智能化電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 監(jiān)控模塊

智能化技術(shù)與監(jiān)控技術(shù)的結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)把控的及時(shí)性、準(zhǔn)確性，而電氣設(shè)備自動(dòng)化監(jiān)控能力的提高，為更加準(zhǔn)確地進(jìn)行電力操作奠定了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。通過智能化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控，而電氣自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)于運(yùn)行過程中電氣設(shè)備進(jìn)行及時(shí)監(jiān)控的方式也可以保障各項(xiàng)電氣管理決策組織的可靠性。

智能化的監(jiān)控系統(tǒng)既可以對(duì)于所需數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，也可以進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)的信息傳遞。在數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)上為工作人員提供可靠的數(shù)據(jù)信息，在實(shí)現(xiàn)對(duì)于水電氣設(shè)備工作狀態(tài)監(jiān)控的基礎(chǔ)上，也更加全面地對(duì)于整個(gè)電氣系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行把握。

2.2 診斷模塊

智能化的電氣故障診斷可以極大地減少隱患排查時(shí)的人工投入。電氣故障診斷可以在數(shù)據(jù)資料的支撐下對(duì)于系統(tǒng)運(yùn)行的異常情況進(jìn)行明確，電力系統(tǒng)的智能化監(jiān)控可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于工作參數(shù)的實(shí)時(shí)把控。而當(dāng)數(shù)據(jù)信息存在異常時(shí)，通過故障診斷模塊可以判斷故障的類型，明確故障的位置，在對(duì)于數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，及時(shí)預(yù)警異常的基礎(chǔ)上，可以有效地提高問題的處理效率，為異常處理提供數(shù)據(jù)參考，也在快速明確數(shù)據(jù)位置的基礎(chǔ)上，提高異常情況的解決效率。

2.3 控制模塊

設(shè)備智能控制是整個(gè)電氣自動(dòng)化控制智能化發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。智能監(jiān)控智能診斷其主要涉及對(duì)于整個(gè)運(yùn)行狀態(tài)的分析，但針對(duì)于異常情況，智能化電氣系統(tǒng)也要通過控制模塊的設(shè)計(jì)來保障遠(yuǎn)程操控的順利執(zhí)行控制操作，在保障控制效率的基礎(chǔ)上，盡可能保障系統(tǒng)的運(yùn)行平穩(wěn)型智能化控制。

除了可以進(jìn)行異常情況的預(yù)警之外，其通過預(yù)定的程序可以對(duì)于設(shè)備運(yùn)行過程中存在的問題進(jìn)行智能化的修復(fù)，而自動(dòng)修復(fù)與人工參與相互配合的情況處理方式則有助于電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的保障[2]。

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

3.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)

在電氣工程自動(dòng)化控制過程當(dāng)中，是需要大量的人力資源作為基礎(chǔ)支撐的，工作人員需要對(duì)相關(guān)的控制系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)和設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)之后可能還會(huì)受到設(shè)備自身因素以及外界環(huán)境因素的影響，導(dǎo)致出現(xiàn)一些誤差，難以達(dá)到電氣工程自動(dòng)化控制的良好效果。同時(shí)，若是在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中應(yīng)用了大量的電氣設(shè)備，那么就會(huì)在控制中出現(xiàn)非常多的操作環(huán)節(jié)與信息數(shù)據(jù)，哪怕其中一個(gè)細(xì)小的環(huán)節(jié)出現(xiàn)了錯(cuò)誤，那么都會(huì)出現(xiàn)非常嚴(yán)重的系統(tǒng)控制錯(cuò)誤，甚至?xí)l(fā)嚴(yán)重的電氣工程安全事故，給工作人員的生命和財(cái)產(chǎn)安全造成威脅。因此，需要融入智能化技術(shù)，保障電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，把系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程化繁為簡(jiǎn)的同時(shí)，減少資源投入，優(yōu)化操作步驟，提升控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可行性和科學(xué)性。

3.2 搭建總體框架

在智能化控制的過程中，總體的框架搭建要關(guān)注其中的管控細(xì)節(jié)，整個(gè)的電氣系統(tǒng)是持續(xù)運(yùn)行的，而所搭建的智能化系統(tǒng)也要滿足電氣系統(tǒng)的日常運(yùn)行狀態(tài)，通過監(jiān)控模塊實(shí)時(shí)處于工作狀態(tài)，不間斷地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而保障在電氣運(yùn)行過程中能持續(xù)地對(duì)于運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)管，當(dāng)系統(tǒng)遇到基于當(dāng)下的模塊功能無法有效處理的情況時(shí)，系統(tǒng)可以通過數(shù)據(jù)傳輸發(fā)出預(yù)警，使管理人員能更加有效地明確管理過程中存在的問題。預(yù)警信息指明位置、指出故障可以極大地提高電氣異常情況的處理效率。

智能化技術(shù)的應(yīng)用要在有效設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上形成系統(tǒng)的框架，為之后的順利實(shí)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。智能化電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)到監(jiān)控、診斷、控制這3 個(gè)模塊，而框架的搭建也要從智能監(jiān)控出發(fā)，通過監(jiān)控來獲取數(shù)據(jù)，在對(duì)于數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的基礎(chǔ)上，以數(shù)據(jù)反饋智能診斷來及時(shí)地發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問題[3]。

在智能化的控制系統(tǒng)中依托于自動(dòng)化，智能化的數(shù)據(jù)收集處理可以提高數(shù)據(jù)掌控的全面性、系統(tǒng)性，而在信息技術(shù)的支撐下，智能監(jiān)控可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，通過所收集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過處理傳送于終端來為電力系統(tǒng)各項(xiàng)決策提供數(shù)據(jù)參考。

電力系統(tǒng)在運(yùn)行過程中涉及的自動(dòng)化控制要求，而針對(duì)于所收集到的數(shù)據(jù)系統(tǒng)可以進(jìn)行初步的處理，同時(shí)可提高工作效率，對(duì)于不能處理的部分，可以通過向管理人員發(fā)出報(bào)警的方式對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行把控。因此，通過監(jiān)控與預(yù)警模塊的聯(lián)動(dòng)工作來實(shí)現(xiàn)、確保對(duì)于整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行情況的有效把握。

3.3 智能控制

在電氣工程自動(dòng)化控制當(dāng)中，若是能夠融入智能化技術(shù)，那么就能讓電氣設(shè)備擺脫以往的弊端，徹底實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和故障診斷等智能化的功能，滿足我國(guó)社會(huì)現(xiàn)代化發(fā)展以產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的具體要求。對(duì)于電氣工程來說，其中最難的一個(gè)要點(diǎn)就在于控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，設(shè)計(jì)人員和技術(shù)人員需要結(jié)合電氣工程應(yīng)用設(shè)備的要求來完成子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，電子設(shè)備逐漸代替了傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備，應(yīng)用到了電氣工程當(dāng)中，同時(shí)也給數(shù)據(jù)增加了復(fù)雜性，若是系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)了故障，那么就會(huì)給整個(gè)系統(tǒng)帶來不良影響，如果沒有在第一時(shí)間去解決故障問題，那么系統(tǒng)的運(yùn)行效率會(huì)在短時(shí)間之內(nèi)降低，給工程帶來不良影響的同時(shí)，還會(huì)對(duì)企業(yè)的發(fā)展造成不利。經(jīng)過大量的研究工作，智能化技術(shù)終于能夠應(yīng)用到電氣工程的自動(dòng)化控制系統(tǒng)當(dāng)中，人們可以根據(jù)生產(chǎn)需要提前去設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)，并下達(dá)生產(chǎn)指令，保證電氣設(shè)備能夠依據(jù)指令下達(dá)的工作來進(jìn)行運(yùn)作，提升生產(chǎn)效率與生產(chǎn)的流暢性。同時(shí)，在智能化的電氣系統(tǒng)當(dāng)中，還可以配置人工芯片，這些芯片可以對(duì)運(yùn)行過程中的信息數(shù)據(jù)做出精準(zhǔn)識(shí)別，完成相應(yīng)的工作。

3.4 人工智能在故障診斷中的應(yīng)用

在電氣自動(dòng)化運(yùn)行中，電氣故障尤為關(guān)鍵，而在事故診斷中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專家技術(shù)以及模糊理論都發(fā)揮著十分重要的作用，尤其是對(duì)變壓器、發(fā)動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)故障。在電氣自動(dòng)化控制過程中，產(chǎn)生故障的原因也存在差異性。當(dāng)電氣自動(dòng)化設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，如果無法對(duì)其進(jìn)行及時(shí)、有效處理，將會(huì)產(chǎn)生比較嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。傳統(tǒng)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)故障診斷方式較為煩瑣，且具有比較低的準(zhǔn)確率。例如，當(dāng)變壓器產(chǎn)生運(yùn)行故障時(shí)，選擇傳統(tǒng)診斷手段來對(duì)變壓器油中的氣體進(jìn)行分析，以此了解和掌握變壓器故障狀況。這種診斷方式既浪費(fèi)時(shí)間，診斷準(zhǔn)確率又低，操作過程也比較復(fù)雜。此外，對(duì)故障的判斷造成了嚴(yán)重的影響，如果診斷錯(cuò)誤就會(huì)造成嚴(yán)重的損失。人工智能技術(shù)應(yīng)用在電氣事故和故障的診斷過程中，有效地提高了診斷的準(zhǔn)確率，簡(jiǎn)化了操作流程，保證了工作質(zhì)量[4]。

3.5 線性最優(yōu)控制技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

智能技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制中應(yīng)用的目的是要提升電力系統(tǒng)的自動(dòng)化控制水平。相對(duì)于其他智能技術(shù)而言，線性最優(yōu)控制技術(shù)是一種現(xiàn)代化的先進(jìn)控制技術(shù)，將其應(yīng)用到電力系統(tǒng)中，能夠確保電力系統(tǒng)控制技術(shù)的先進(jìn)性，真正做到與時(shí)俱進(jìn)。作為一種先進(jìn)的控制技術(shù)，線性最優(yōu)控制在實(shí)踐中應(yīng)用較多。目前，我國(guó)也在大規(guī)模應(yīng)用線性最優(yōu)控制技術(shù)，并在電子系統(tǒng)中取得了比較理想的應(yīng)用效果。另外，在電力系統(tǒng)中應(yīng)用最優(yōu)勵(lì)磁控制，能夠比較理想地實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離的電能輸送。目前，我國(guó)電力系統(tǒng)大范圍地應(yīng)用了最優(yōu)勵(lì)磁控制，且該技術(shù)已經(jīng)成為電力系統(tǒng)中的主流控制技術(shù)，并在實(shí)踐中取得了良好的效果。在實(shí)際應(yīng)用過程中，線性最優(yōu)控制應(yīng)該以現(xiàn)代化的電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，不宜盲目地將其“植入”原有電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，否則可能會(huì)影響到線性最優(yōu)控制技術(shù)的應(yīng)用效果，甚至?xí)瓜到y(tǒng)出現(xiàn)控制偏差[5]。

3.6 綜合智能控制系統(tǒng)在電力系統(tǒng)智能化控制中的應(yīng)用

綜合智能控制系統(tǒng)并不是一種單獨(dú)存在的新型控制系統(tǒng)，而是多種智能控制技術(shù)的綜合應(yīng)用。整個(gè)電力系統(tǒng)十分復(fù)雜，而且數(shù)據(jù)信息量巨大，必須要充分利用大數(shù)據(jù)才能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的有效管控。前文所述的集中技術(shù)各有所長(zhǎng)，在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用也比較普遍，但對(duì)于綜合性的控制模塊以及特殊的行業(yè)控制需求而言，必須要特別重視綜合控制系統(tǒng)在電力系統(tǒng)智能化控制方面的應(yīng)用。例如：專家控制系統(tǒng)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的組合運(yùn)用既可以提升模糊控制系統(tǒng)控制的層次，也可以規(guī)避專家控制系統(tǒng)成本較高的不足，使專家控制系統(tǒng)的決策更為有效，而專家控制系統(tǒng)與模糊控制技術(shù)的組合運(yùn)用，能夠使智能化控制水平顯著提升。如何組合運(yùn)用綜合智能控制系統(tǒng)，關(guān)鍵是需要參考系統(tǒng)的復(fù)雜情況，然后根據(jù)控制目標(biāo)來靈活選擇和組合，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的智能化、精準(zhǔn)化管控。

4 智能技術(shù)的應(yīng)用展望

在電氣化控制中，通過對(duì)人工智能技術(shù)的科學(xué)、合理應(yīng)用，不僅可以降低投入成本，而且還可以提高工作效率，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益?；谌斯ぶ悄芗夹g(shù)的優(yōu)勢(shì)，電氣自動(dòng)化控制逐漸趨于多元化，能夠解決多種問題，促進(jìn)企業(yè)的發(fā)展。同時(shí)，人工智能技術(shù)進(jìn)一步優(yōu)化了電氣自動(dòng)化設(shè)備涉及，提升了設(shè)備出現(xiàn)率，在未來的發(fā)展過程中人工智能技術(shù)水平將繼續(xù)發(fā)展，其可以緩解工作人員的工作壓力，并豐富和拓展產(chǎn)品類型。此外，計(jì)算機(jī)信息技術(shù)必然會(huì)滲入到人們生產(chǎn)生活當(dāng)中，發(fā)揮著重要的作用，人工智能技術(shù)將在多個(gè)領(lǐng)域扮演重要的角色，從而促進(jìn)社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展[6]。

5 結(jié)語

隨著我國(guó)綜合實(shí)力的增強(qiáng)，各行各業(yè)在短時(shí)間內(nèi)獲得了飛速的發(fā)展。電氣工程對(duì)于國(guó)家經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展來說，有著舉足輕重的地位，電氣工程要想在未來發(fā)展中實(shí)現(xiàn)良好的自動(dòng)化控制，那么就必須要融入智能化技術(shù)，使智能化技術(shù)在電氣工程中體現(xiàn)出應(yīng)有的價(jià)值。