智能化技術在電氣工程自動化中的應用研究

王俞淇

（沈陽工業(yè)大學，遼寧沈陽 110000）

隨著科學技術的不斷發(fā)展，電氣工程自動化領域?qū)χ悄芑夹g的應用越來越廣泛，電氣工程的自動化程度不斷提升，生產(chǎn)效率也大大提高，人力成本也明顯降低，電氣工程的運行穩(wěn)定性也有了明顯的改善。將智能化技術引入電氣工程自動化領域，不但使電氣工程的總體發(fā)展水平得到了極大的提升，而且對我國的經(jīng)濟和社會發(fā)展也有很大的促進作用。基于此，本文就智能化技術在電氣工程自動化中的應用展開深入研究。

1.電氣工程自動化與智能化技術概述

1.1 電氣工程自動化

電氣工程自動化是一項涉及機電一體化、電力電子、信息技術等多個交叉技術的綜合系統(tǒng)工程。電氣工程自動化項目能夠?qū)④浻布娙蹼?、機電一體化等功能有機結合，從而達到對電力的有效控制，使電能利用率得以提升，同時，在很大程度上改善了生產(chǎn)服務質(zhì)量。在現(xiàn)代電力技術的發(fā)展中，還引入了電子技術和光子技術，使信息技術、物理學知識等在電氣工程自動化領域得到了廣泛的應用，促進了電氣工程行業(yè)的快速發(fā)展，滿足了當今社會和經(jīng)濟發(fā)展的需要。目前，我國電氣工程行業(yè)發(fā)展迅速，自動化技術也向著更加規(guī)范、更加科學的方向發(fā)展，但在自動化領域的創(chuàng)新與研發(fā)方面仍有較大的阻力，所以必須根據(jù)實際情況，對其進行優(yōu)化設計與改造，并將智能化技術應用其中，以達到更好的效果[1]。

1.2 智能化技術

電氣工程自動化是指在智能化技術的支撐下，對設備進行智能化的操作、分析和處理，并具有重復性監(jiān)控的功能，可以對電氣設備的運行狀況進行實時的跟蹤和監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)設備存在安全隱患，就會立即發(fā)出故障警報，幫助工作人員在最短的時間內(nèi)確定故障原因和區(qū)域，以便采取有效措施予以解決，以此使電氣設備始終處于安全運行狀態(tài)下。因此，將智能化技術運用于電氣工程設備中，能夠?qū)崿F(xiàn)對電氣工程的自動監(jiān)測、數(shù)據(jù)處理、故障監(jiān)控等，保證電氣設備的生產(chǎn)效率，減少設備故障概率，同時還能有效避免人為操作失誤的問題。

2.電氣工程自動化中應用智能化技術的優(yōu)勢

2.1 能有效提高模型控制精度

電氣工程的數(shù)據(jù)量和動態(tài)方程的復雜性對控制系統(tǒng)的控制效果有很大的影響。系統(tǒng)控制穩(wěn)定性直接關系到整個電氣工程的運行性能以及電氣工程的自動化程度。由于電氣工程的控制模式設計過于復雜，為了有效地解決電氣工程的控制問題，必須采用智能化技術，以提升模型控制精度，達到對電氣工程的全方位監(jiān)控[2]。

2.2 提高電氣工程的自控能力

在過去的電氣工程控制系統(tǒng)中，由于其整體的控制效率不高，使得其功能不能很好地適應電力企業(yè)的要求。而將智能化技術與自動化控制系統(tǒng)相結合，可以大大提高控制效率，使整個控制過程實現(xiàn)最優(yōu)化，從而使系統(tǒng)運行更加方便。智能化控制器在控制上有較大的優(yōu)越性，可以利用智能控制器調(diào)整與模型有關的參數(shù)變化，從而避免了人工操作失誤，大大降低了人力工作負擔，節(jié)省了人力資源。

2.3 保障體系的連貫性

在電氣工程自動化中引入智能化技術，保證了電氣工程自動化系統(tǒng)的連貫性。例如，利用智能化技術發(fā)揮數(shù)據(jù)采集功能，電氣工程自動化系統(tǒng)能夠更精確地收集到特殊設備的運行數(shù)據(jù)與相關參數(shù)，然后由智能控制器對數(shù)據(jù)進行綜合分析，并將不同的數(shù)據(jù)進行分類，從而大大提高了數(shù)據(jù)的精度。

2.4 減少人工操作

電氣工程是電力企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動中的重要組成部分，其穩(wěn)定與否直接影響到供電的正常運行。以電氣工程的自動化控制為核心，合理運用智能化技術，可以更好地適應電網(wǎng)的高精度、高難度的控制需求。利用智能化技術取代手工操作，將會使電氣工程自動化系統(tǒng)的自動化水平得到進一步的提高，以前的一些手工作業(yè)由智能化儀器所取代，大大減少了人為失誤，降低了人工危險性，還能極大地改善電網(wǎng)的監(jiān)測能力，并充分展示智能化技術在電氣工程中的應用優(yōu)勢，使系統(tǒng)的決策能力和獨立判斷能力得到了增強[3]。

2.5 增強電氣工程系統(tǒng)穩(wěn)定性

將智能化技術與自動控制模式相結合，能提高其對系統(tǒng)復雜動態(tài)的控制能力，從而進一步完善原有的控制模式，對各參數(shù)的波動進行自動分析，從而使系統(tǒng)可以有效地監(jiān)測設計模型的工作狀態(tài)，從而提高系統(tǒng)控制實效。此外，采用智能化技術可以實現(xiàn)對電氣工程仿真目標的精確控制，使電網(wǎng)的運行狀況得到更為客觀的評價。采用智能化技術還可以有效地防止外部環(huán)境的干擾，使電氣工程穩(wěn)定性更強。

3.智能化技術在電氣工程自動化中的具體應用

3.1 電氣工程智能化設計

3.1.1 電氣工程傳統(tǒng)設計模式存在的缺陷

由于傳統(tǒng)的電氣工程設計方法缺少技術、軟件等方面的支撐，使得電氣工程的資源配置和使用效率都很低。電氣工程的設計，不僅要參考大量的數(shù)據(jù)，還要有相應的設計經(jīng)驗，這對設計者來說是一個很大的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的電氣工程設計一旦完工，往往無法更改，一旦更改，必須進行再設計，否則將造成工程設計中的許多缺陷。同時，傳統(tǒng)的電氣工程設計模式效率低，容易出錯，不能滿足目前電氣工程的自動化設計要求。

3.1.2 電氣工程智能化設計的優(yōu)越性

（1）信息展示更為直觀。智能化技術能夠解決傳統(tǒng)電氣工程設計的不足，通過智能化軟件與設備將相關項目放在三維空間，從而建立此項目的三維坐標。通過對數(shù)據(jù)參數(shù)的輸入可以確定整個項目的總體結構，使電氣工程的詳細情況一目了然，并能直觀地顯示出有關的信息。

（2）便于修改。在采用智能化技術時，可以利用代碼編譯的方法建立相應的程序，從而實現(xiàn)對項目的可視化和實時管理。同時，電氣工程智能設計軟件也能對整個工程設計進行全面的合理性評估，使設計師對不完善之處進行及時修正和改進。這一修改操作無需對整個設計進行再修改，設計軟件可以將修改后的設計進行進一步優(yōu)化，從而有效地防止人為設計中的失誤，保證整體設計的可靠性[4]。

3.2 電氣工程智能化變電站

3.2.1 智能化變電站的優(yōu)點

變電站在電氣工程中占有舉足輕重的地位。變電站的正確使用對電氣工程的安全穩(wěn)定運行至關重要。將智能化技術運用于變電站，實現(xiàn)變電站的智能化改造，可以極大地減少人力、物力、財力的消耗，而且可以通過智能系統(tǒng)對變電站的運行情況進行動態(tài)化監(jiān)控與智能化判斷，以此降低變電站的運行壓力，增強運行效果，提升運行效率，達到變電站的安全、精準運行。

3.2.2 電氣工程智能化變電站的發(fā)展趨勢

目前，智能化變電站已經(jīng)在國內(nèi)的電氣工程自動化中得到了廣泛的應用，但還有待于進一步的改進，必須加強相關技術的更新，提高變電站的智能化水平，提高變電站的工作效率，保證安全性與穩(wěn)定性。這對于推進我國自動化技術走向智能化、機械化、現(xiàn)代化的電力網(wǎng)絡體系也有著十分重要的意義[5]。

3.3 電氣工程的智能化故障診斷

電氣工程是一個完整的運行系統(tǒng)，它所包含的操作環(huán)節(jié)相對復雜，變化較大，并且各環(huán)節(jié)之間的邏輯聯(lián)系十分密切，易受各種因素的影響，其易引發(fā)各種系統(tǒng)發(fā)生故障。若不加以有效的解決，將會嚴重地危及整個系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定。為此，必須引入智能化技術，對電氣工程的運行狀況進行動態(tài)監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)故障，并對故障進行分析，以確定故障原因、故障部位等具體情況，為制定有效、準確的故障處理方法提供重要依據(jù)，提高故障診斷和處理的質(zhì)量。智能化技術在電氣工程故障診斷中的有效運用，使傳統(tǒng)的人工故障檢測方式發(fā)生了變化，使故障的檢測難度大大降低，工作效率得到了明顯的提升，實現(xiàn)了自動化、智能化的故障排查。當出現(xiàn)異常狀況時，采用智能化技術的電氣工程將會自動報警，幫助維修人員進行診斷和維修，降低設備損壞的程度，使其盡早恢復到正常工作狀態(tài)。

智能化技術的運用使電氣設備的故障診斷和維修效率得到了進一步的提升，但維修人員還是要經(jīng)常對關鍵設備進行例行檢查，以便及時發(fā)現(xiàn)故障，采取有效的防范措施，保證設備的正常使用，提高設備的使用效率，減少維修工人的工作量，降低設備維修費用。隨著社會和經(jīng)濟的快速發(fā)展，社會對電力的需求量越來越大，電氣設備經(jīng)常處于超負荷運轉狀態(tài)下，由于長時間運行，使整個變電站運行壓力增大，存在著一定的安全風險。引入智能化技術，能夠?qū)崿F(xiàn)對變電站各環(huán)節(jié)的實時監(jiān)測，包括電壓、電流、溫度等各項數(shù)據(jù)參數(shù)，明確負載曲線，及時發(fā)現(xiàn)異常，確定故障部位，采取相應的檢修方法，以保證整個電網(wǎng)的安全性與穩(wěn)定性。因此，將智能化技術應用于電氣設備，能夠有效地提高設備監(jiān)控管理的規(guī)范化水平，增強故障診斷的精確度，提升監(jiān)控管理工作的針對性，促進電氣設備的智能化發(fā)展[6]。

4.在電氣工程自動化中推進智能化技術應用的有效措施

4.1 注重智能化技術開發(fā)，建立高技術研究平臺

智能化技術的研發(fā)工作不是一蹴而就的，它涉及的因素很多。

首先，要為科研人員提供豐富的資源，保證科學研究的正常開展。對企業(yè)而言，要全面了解自己的情況，明確技術應用需求，與其他企業(yè)聯(lián)合，共同建立研發(fā)體系。

其次，創(chuàng)新科技發(fā)展觀念，相關企業(yè)要建立高層次的技術研究平臺，在宏觀層面上發(fā)揮科技創(chuàng)新的主導作用。建立智能化技術平臺需要多方力量共同努力，而要做到這一點，就必須把現(xiàn)有的資源集中起來，并在實踐中對智能化技術進行進一步開發(fā)，以最大限度地適應各行業(yè)的發(fā)展趨勢。

最后，增大智能化技術推廣力度。隨著時代的發(fā)展，智能化技術在企業(yè)中的應用越來越廣泛，越來越多的科研工作者投入到智能化技術的研發(fā)中。有效的宣傳活動可以縮短企業(yè)與企業(yè)之間的距離，推動企業(yè)之間的溝通，沖破智能化技術研發(fā)的障礙，進而促進智能化技術的進一步發(fā)展[7]。

4.2 學習先進經(jīng)驗，與自身技術相融合

雖然當前智能化技術在電氣工程行業(yè)的應用越來越廣泛，但是這并不意味著智能化技術的應用已經(jīng)非常成熟。西方國家對電氣工程的研究更早，積累了大量的經(jīng)驗。比如美國，電氣工程中智能化技術的應用已經(jīng)日趨成熟，軟件和硬件設備也有很高的水準。在我國的電氣工程行業(yè)發(fā)展中，必須借鑒先進的智能化技術應用經(jīng)驗，結合本國的實際情況制訂出適合本國國情的智能化技術應用方案。而作為電氣工程企業(yè)順應時代潮流，以市場需要為中心，對電氣產(chǎn)品進行有效的創(chuàng)新，只有這樣，電力企業(yè)才能在不久的將來躋身于國際前列。

4.3 加強智能化設備操作隊伍培養(yǎng)

人才隊伍是企業(yè)發(fā)展的根本，電氣工程行業(yè)也不例外。因此，電氣行業(yè)必須加強對智能化技術人才的培養(yǎng)，提高人才隊伍的智能化設備使用能力。具體而言，電氣工程企業(yè)應為員工提供實習機會，同時聘請行業(yè)專業(yè)人才對員工進行培訓，講解并演示智能化設備的操作、保養(yǎng)與維修方法，以此提升員工的整體操作水平。此外，員工的入職門檻也要相應地提高，從總體上提升員工的教育水平。同時，還要建立一套行之有效的獎懲機制，對智能設備熟練操作人員進行獎勵，以激勵員工的工作熱情，使他們能夠更積極地學習和運用智能化設備。

5.結語

智能化技術在電氣故障診斷、智能控制、工程設計等方面得到了廣泛的應用，為我國電力事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定了基礎。將智能化技術運用于電氣工程自動化可以使電氣設備的運行控制環(huán)節(jié)得到進一步優(yōu)化，使數(shù)據(jù)處理的準確性得到有效保證，從而增強了電氣工程的控制效果。在實際的應用中，應注重對智能化技術的進一步研發(fā)，建立高技術研究平臺，積極引進先進經(jīng)驗，與自身技術相融合，以此促進電氣工程行業(yè)的穩(wěn)步健康發(fā)展。