智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化中的應(yīng)用

任俁希

【摘 要】進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，促使智能化技術(shù)在各行各業(yè)得到廣泛的推廣與應(yīng)用，同時(shí)，在電氣工程自動(dòng)化中的應(yīng)用也不例外。然而，智能化在電氣工程自動(dòng)化中的應(yīng)用目前尚處于初級(jí)階段，還需要對(duì)其進(jìn)行更深層次的探討，使得智能化技術(shù)能充分發(fā)揮其作用，并最終推動(dòng)電氣工程自動(dòng)化領(lǐng)域的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】智能化技術(shù)；電氣工程；自動(dòng)化；應(yīng)用

智能化技術(shù)理論，指的是開發(fā)、研究如何模擬、延伸人的智能行為的理論。屬于計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的一個(gè)重要分支，同時(shí)，人工智能技術(shù)闡述了智能的實(shí)質(zhì)，結(jié)合人的能動(dòng)性并在此基礎(chǔ)上生產(chǎn)出一種與人類智能有相類似反應(yīng)的智能機(jī)器。因此，一般情況下人工智能的研究主要涉及到語言識(shí)別、圖像識(shí)別、智能系統(tǒng)、機(jī)器人和自然語言處理等系統(tǒng)。在電氣工程自動(dòng)化中引入智能化技術(shù)，對(duì)于進(jìn)一步研究和電氣工程有關(guān)的信息處理、系統(tǒng)運(yùn)行、自動(dòng)控制、研制開發(fā)、電子電氣技術(shù)以及信息處理等具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、電氣工程自動(dòng)化中智能化技術(shù)的特點(diǎn)

1、智能設(shè)備與順序控制

智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化工程中實(shí)現(xiàn)智能化、科學(xué)化的高壓設(shè)備操作過程中，宜采用順序控制的方式，從而能有效滿足無人值班及區(qū)域監(jiān)控中心站管理模式的要求；同時(shí)，建立了監(jiān)控中心和調(diào)節(jié)中心的信息溝通模式，還可接收?qǐng)?zhí)行監(jiān)控中心、調(diào)度中心和當(dāng)?shù)睾笈_(tái)系統(tǒng)發(fā)出的控制指令，并經(jīng)安全校核正確后自動(dòng)完成符合相關(guān)運(yùn)行方式變化要求的設(shè)備控制，使智能化變電站自動(dòng)生成不同形式的的主接線以及不同的運(yùn)行方式狀態(tài)下的的典型操作票；當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)緊急缺陷時(shí)，具備急停功能，可通過智能變電站設(shè)備的綜合管理和順序控制實(shí)現(xiàn)了更為有序運(yùn)行的電網(wǎng)運(yùn)行模式。

2、智能一次設(shè)備

高壓設(shè)備是電氣工程的基本單元，高壓設(shè)備智能化是智能電網(wǎng)的重要組成部分，也是區(qū)別傳統(tǒng)電網(wǎng)的主要標(biāo)志之一。利用傳感器對(duì)關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)設(shè)備可觀測(cè)、可控制和自動(dòng)化是智能設(shè)備的核心任務(wù)和目標(biāo)?！队徒诫娏ψ儔浩髦悄芑夹g(shù)條件》和《高壓開關(guān)設(shè)備智能化技術(shù)條件》對(duì)一次設(shè)備智能化做了相關(guān)規(guī)定。在滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的情況下，可進(jìn)行功能一體化設(shè)計(jì)，包括以下三個(gè)方面：智能變電站中的一次設(shè)備將互感器與變壓器、斷路器等高壓設(shè)備進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，以減少變電站占地面積；智能一次設(shè)備將傳感器或/和執(zhí)行器與高壓設(shè)備或其部件進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，以達(dá)到特定的監(jiān)測(cè)或/和控制目的；智能變電站中的一次設(shè)備還能在智能組件中，將相關(guān)測(cè)量、控制、計(jì)量、監(jiān)測(cè)、保護(hù)進(jìn)行一體化融合設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)智能變電站中的一、二次設(shè)備的融合。

3、智能化技術(shù)應(yīng)實(shí)現(xiàn)多元功能拓展

電氣工程自動(dòng)化應(yīng)實(shí)現(xiàn)的高級(jí)應(yīng)用功能包括：基于多信息融合技術(shù)的綜合故障診斷、防誤功能擴(kuò)展應(yīng)用、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)、智能操作票系統(tǒng)以及智能告警及事故信息綜合分析決策等。因此，智能化電氣工程必須首先應(yīng)實(shí)現(xiàn)廣泛的在線監(jiān)測(cè)體系功能的構(gòu)建，從而建立更為穩(wěn)定可行的設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)。在電氣工程智能化的發(fā)展中，可通過對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)獲取各種智能電子裝置的故障和動(dòng)作信息及信號(hào)同路狀態(tài)等的搜集和數(shù)據(jù)的獲取建立了較為完善的信息監(jiān)測(cè)體系，并為最終建立具有全面發(fā)展和經(jīng)濟(jì)效益并行的監(jiān)測(cè)管理體系提供保障。信息的融合技術(shù)實(shí)現(xiàn)了多角度的信息處理和綜合的發(fā)展模式，建立起信息之間的內(nèi)在聯(lián)系和潛在規(guī)律，從而建立優(yōu)化的信息發(fā)展模式。防誤功能建立了更為智能的邏輯監(jiān)測(cè)管理體系，從而能實(shí)現(xiàn)對(duì)智能變電站的系統(tǒng)和有效發(fā)展。通過多角度的信息綜合也能實(shí)現(xiàn)對(duì)站內(nèi)設(shè)備的綜合故障進(jìn)行診斷和治理。同時(shí)智能變電站還能通過信息的處理和決策實(shí)現(xiàn)了站內(nèi)事故的處理措施，建立綜合決策的管理和分析體系。

二、智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化中的應(yīng)用探討

1、故障的診斷

故障的診斷的智能化能夠極大地提高電氣工程自動(dòng)化效率，因?yàn)殡姎庠O(shè)施故障具備復(fù)雜性、波動(dòng)性、不穩(wěn)定性以及非線性以等特征，運(yùn)用傳統(tǒng)方式進(jìn)行的診斷則效率非常低下，難以滿足當(dāng)今電氣工程智能化的發(fā)展要求。人工智能的方式引進(jìn)極大提升了故障的診斷準(zhǔn)確率，迎合了電氣工程的發(fā)展潮流，而人工智能的技術(shù)運(yùn)用在故障的診斷方式主要有三種：模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及專家系統(tǒng)。例如，結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊理論，運(yùn)用人工智能的技術(shù)對(duì)電動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)進(jìn)行故障診斷的時(shí)候，不但保留故障診斷的模糊性，還能夠極大提升了故障的診斷準(zhǔn)確率和檢測(cè)水平。

2、電氣產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)

電氣產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)所涉及的領(lǐng)域非常廣泛，并受到許多方面因素的影響，其工作是相對(duì)比較復(fù)雜的，其主要綜合了兩方面內(nèi)容：理論學(xué)科的知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)知識(shí)。在傳統(tǒng)的電氣產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)中，缺少相關(guān)技術(shù)理論的支持，主要是設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)綜合大量實(shí)驗(yàn)手段的驗(yàn)證，工作量比較大，成本高，效率比較低，難以設(shè)計(jì)出科學(xué)合理的方案。隨著在電氣產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)中引入計(jì)算機(jī)智能化技術(shù)，使得電氣產(chǎn)品設(shè)計(jì)逐漸從手工轉(zhuǎn)入計(jì)算機(jī)輔助的設(shè)計(jì)，有效地減少產(chǎn)品從構(gòu)思至設(shè)計(jì)至生產(chǎn)時(shí)間，極大地提高電氣產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)效率，促使設(shè)計(jì)逐漸邁向智能化、優(yōu)質(zhì)化以及高效化的時(shí)代。目前，電氣產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)中應(yīng)用人工智能的技術(shù)主要有兩種主要方法：遺傳算法與專家系統(tǒng)。其中，直接操作結(jié)構(gòu)對(duì)象的遺傳算法具備全局尋優(yōu)和內(nèi)在隱并行性的能力；不需標(biāo)準(zhǔn)的要求就可自行調(diào)整搜索的方向，特別適合產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)，在電氣產(chǎn)品人工智能的優(yōu)化設(shè)計(jì)之中得到廣泛的運(yùn)用。而專家系統(tǒng)則主要是結(jié)合現(xiàn)有的領(lǐng)域經(jīng)驗(yàn)，并整合信息資料，然后進(jìn)行合理的判斷與推理，模仿人類專家決策的過程，這種方法在實(shí)際的應(yīng)用比較少，未來的發(fā)展前景較大。

3、人工智能控制技術(shù)

人工智能控制技術(shù)對(duì)于電氣工程的自動(dòng)化發(fā)展具有重要的意義，將是今后生發(fā)展的重要方向，并且目前在電氣工程的自動(dòng)化方面也已得到廣泛的運(yùn)用。控制的方式主要包括專家系統(tǒng)的控制模糊的控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制，主要運(yùn)用的方面是：人工智能控制技術(shù)用以采集及處理全部模擬量與開關(guān)量實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)，對(duì)各環(huán)節(jié)運(yùn)作實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，收集整理成數(shù)據(jù)庫；記錄故障特征與頻率且實(shí)行在線分析；全程跟蹤并智能的監(jiān)視各個(gè)主要的設(shè)施與系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)；員工不需要直接到生產(chǎn)一線，只需通過鼠標(biāo)或是鍵盤達(dá)到控制系統(tǒng)的目的。

三、結(jié)語

綜上所述，人工智能主要包括行為能力、思維能力和感知能力三個(gè)方面。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化中的應(yīng)用越來越廣泛，智能化技術(shù)的應(yīng)用可促進(jìn)電氣優(yōu)化的設(shè)計(jì)，及時(shí)診斷故障，并且還可實(shí)現(xiàn)智能控制，不斷提升電氣工程的效率，同時(shí)，也將面臨著新的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。因此，這就需要我們對(duì)智能化領(lǐng)域進(jìn)行更深層次的探討，將最新智能化技術(shù)轉(zhuǎn)換到現(xiàn)實(shí)使用中來，促使電氣工程領(lǐng)域發(fā)展新的轉(zhuǎn)變，并最終促進(jìn)我國電氣工程自動(dòng)化行業(yè)不斷發(fā)展。

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