人工智能在電氣自動化控制中的應(yīng)用探析

孫浩倫

摘 要：人工智能作為信息化時(shí)代的產(chǎn)物，具有高效、安全、準(zhǔn)確的特點(diǎn)，在電氣自動化控制系統(tǒng)中應(yīng)用人工智能技術(shù)可大幅提升系統(tǒng)運(yùn)作效率，從而降低電氣自動化所需的成本。文章主要介紹運(yùn)用人工智能的意義所在，了解人工智能具備的優(yōu)勢，并總結(jié)分析其在電氣自動化領(lǐng)域運(yùn)用的現(xiàn)狀。

關(guān)鍵詞：人工智能；電氣自動化；優(yōu)勢分析；應(yīng)用現(xiàn)狀

中圖分類號：TP18 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）35-0166-02

Abstract： As the product of information age， artificial intelligence has the characteristics of high efficiency， safety and accuracy. The application of artificial intelligence technology in electrical automation control system can greatly improve the efficiency of system operation， so as to reduce the cost of electrical automation. This paper mainly introduces the significance of the application of artificial intelligence， the advantages of artificial intelligence， and summarizes and analyzes the status of its application in the field of electrical automation.

Keywords： artificial intelligence； electrical automation； advantage analysis； application status

要更準(zhǔn)確地探討人工智能在電氣工程自動化中的應(yīng)用。首先要了解什么是人工智能？人工智能英文縮寫是AI，它是研究開發(fā)用于模擬和擴(kuò)展人的智能的理論、技術(shù)、方法及應(yīng)用的一門新興學(xué)科。人工智能也是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支，人工智能的研究包括機(jī)器人、語言識別、圖像識別和專家系統(tǒng)等。人工智能自誕生以來，理論和技術(shù)日趨成熟，應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴(kuò)大，尤其在電力系統(tǒng)的運(yùn)營中使用人工智能是發(fā)展的必然趨勢。

1 運(yùn)用人工智能的意義

現(xiàn)階段關(guān)于人工智能的話題很火，一股即將席卷全球的人工智能浪潮撲面而來。實(shí)際上人工智能自誕生到現(xiàn)在已經(jīng)有將近50年的歷史了，那么為什么現(xiàn)在才火起來呢？這里最主要的原因還是因?yàn)橛布倪M(jìn)步，隨著移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等關(guān)鍵技術(shù)的迅猛發(fā)展，各行各業(yè)所運(yùn)用的設(shè)備都面臨著被智能化。在電力系統(tǒng)自動化的運(yùn)營中，更是由于其需要安全、穩(wěn)定、零誤差的工作環(huán)境而要求大量使用人工智能的設(shè)備，將智能設(shè)備應(yīng)用在電氣工程自動化控制中，不僅可以節(jié)省人力資源、物質(zhì)資源等的投入，還能提高電氣自動化系統(tǒng)運(yùn)行安全和效率，在電氣自動化中應(yīng)用人工智能技術(shù)是促進(jìn)電氣自動化的發(fā)展和順應(yīng)時(shí)代進(jìn)步的選擇。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的常規(guī)工業(yè)技術(shù)在基于大數(shù)據(jù)環(huán)境下開發(fā)出的人工智能設(shè)備面前顯得效率低下、人力資源成本高的缺點(diǎn)。計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)支持下的人工智能系統(tǒng)運(yùn)行是電氣工程自動控制研究的重要內(nèi)容，常規(guī)技術(shù)應(yīng)用注定無法持續(xù)運(yùn)用于電氣自動化，必須會被淘汰。

2 運(yùn)用人工智能的優(yōu)勢

眾所周知中國在網(wǎng)絡(luò)通訊和電子商務(wù)中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量非常大，大量的真實(shí)數(shù)據(jù)適合研究和開發(fā)重大實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，作為一門近年來迅速發(fā)展的人工智能技術(shù)是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，現(xiàn)在計(jì)算機(jī)的處理速度非?？?，只要有大量的數(shù)據(jù)用于反復(fù)實(shí)驗(yàn)調(diào)試就能很快地得到正確的方法和結(jié)論，使得我們使用人工智能更具備的優(yōu)勢，對人工智能的優(yōu)勢總結(jié)為以下四點(diǎn)：

2.1 經(jīng)驗(yàn)豐富

人類只能通過自己的學(xué)習(xí)和從他人和書本上學(xué)習(xí)一些經(jīng)驗(yàn)，而計(jì)算機(jī)卻可以依靠強(qiáng)大的存儲功能積累所有人類的經(jīng)驗(yàn)，比如最典型的例子alphago戰(zhàn)勝李世石是人工智能發(fā)展的標(biāo)志性事件，機(jī)器存儲可以跨越時(shí)空存儲人類有史以來的所有經(jīng)驗(yàn)，在所有可以規(guī)則化、系統(tǒng)化的領(lǐng)域，都可以用智能化的機(jī)器代替人類，甚至已經(jīng)很難找出不能運(yùn)用人工智能的領(lǐng)域。

2.2 反應(yīng)靈敏

機(jī)器計(jì)算的速度相當(dāng)驚人，反應(yīng)的速度也超乎人的想象，而且智能機(jī)器軟硬件進(jìn)步的速度也是相當(dāng)快，今天的一部智能手機(jī)的速度都比早期計(jì)算機(jī)的速度不知要快多少倍，我國銀河二號計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度是每秒3.4億億次。未來的光量子計(jì)算機(jī)速度將會更加驚人?？赡芤郧翱茖W(xué)家一生都難以做到的事情交給人工智能迅速就可以解決。

2.3 操作簡單

基于人工智能技術(shù)生產(chǎn)出的設(shè)備不但具備能夠模擬人類的基本動作，而且誤差小時(shí)間短的特點(diǎn)，只需操作者做簡單的控制，并且在后續(xù)調(diào)節(jié)時(shí)更簡單、方便，同時(shí)具有較高的抗干擾性能、良好的適應(yīng)性，這些使得人工智能的控制性能得到很好地加強(qiáng)。

2.4 集體學(xué)習(xí)能力強(qiáng)

只要一臺機(jī)器學(xué)會的一種技能，馬上可以通過數(shù)據(jù)傳輸傳遞給其他的機(jī)器，Google做了一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，讓機(jī)器手學(xué)習(xí)抓不同形狀的物品，有短的長的方的圓的，機(jī)器手開始抓空了，下一個(gè)動作就會換另外一種姿勢，這就是機(jī)器學(xué)習(xí)的過程。學(xué)習(xí)是個(gè)非常漫長的過程，如果用上萬臺機(jī)器來學(xué)習(xí)一項(xiàng)技能，時(shí)間就會縮短上萬倍。

2.5 永不疲勞

人腦在可靠性和穩(wěn)定性上根本無法與電腦相比，是人就難免會生病，工作時(shí)間長了自然就會餓會累，需要吃飯和睡覺，可是機(jī)器即使全年365天每天24小時(shí)不停的工作也會處于峰值狀態(tài)不會出錯(cuò)。

3 在電氣自動化系統(tǒng)應(yīng)用人工智能的現(xiàn)狀

在電氣自動化控制中應(yīng)用人工智能主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：專家系統(tǒng)和模糊控制；專家系統(tǒng)是指通過輸入特定的指令從而得出結(jié)論，模糊控制理論是指通過簡化系統(tǒng)動態(tài)性來提高系統(tǒng)控制力。模糊控制因其操作效率高并且與設(shè)備的融合良好在當(dāng)前電力系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛。

3.1 在電氣自動化設(shè)計(jì)中應(yīng)用人工智能的現(xiàn)狀

在電氣自動化設(shè)計(jì)中涉及到電力電路分布、電機(jī)以及控制器參數(shù)修改設(shè)計(jì)等，對于設(shè)計(jì)人員的技術(shù)和專業(yè)要求更為嚴(yán)格，所以應(yīng)用常規(guī)的設(shè)計(jì)方法難度較高，更加需各專業(yè)的工作人員相互配合，耗費(fèi)更多的人力、財(cái)力和物力。在電氣自動化設(shè)計(jì)中應(yīng)用人工智能技術(shù)可以快速解決各個(gè)環(huán)節(jié)中不同的疑難問題，提高工作效率和設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確程度，并且在設(shè)計(jì)過程中結(jié)合實(shí)際來改善和提高設(shè)計(jì)要求的同時(shí)保證了質(zhì)量水平。人工智能可以綜合考慮各方面多種復(fù)雜的情況，這也體現(xiàn)了其優(yōu)勢所在。

3.2 在電氣自動化設(shè)備中應(yīng)用人工智能的現(xiàn)狀

電氣自動化設(shè)備要求精度高、操作復(fù)雜，涉及到很多領(lǐng)域的常識與專業(yè)知識，存在操作難度和復(fù)雜性的特點(diǎn)。要求專業(yè)人員具備完備的專業(yè)知識和較高的工作素質(zhì)，因此對于電氣自動化設(shè)備人才需求空間較大。因?yàn)殡姎庾詣踊O(shè)備構(gòu)成非常復(fù)雜，導(dǎo)致實(shí)際手動操作的有效性不高，更為了避免操作不當(dāng)導(dǎo)致意外甚至引起安全事故等問題，借助人工智能是最好的選擇。為了減少人的勞動量，彌補(bǔ)人體自身的缺點(diǎn)，電氣設(shè)備與人工智能化的結(jié)合是最優(yōu)的選擇，同時(shí)可以節(jié)約成本、提高操作效率，保證穩(wěn)定的運(yùn)行安全狀態(tài)，進(jìn)一步優(yōu)化運(yùn)行內(nèi)外部的環(huán)境。

3.3 在電氣自動化控制過程中應(yīng)用人工智能的現(xiàn)狀

電機(jī)控制是電氣自動化控制運(yùn)作系統(tǒng)中最重要的部分，電氣傳動可通過直流、交流傳動發(fā)揮其作用，直流的作用主要為調(diào)控速度；交流傳動的主要途徑為模糊控制。在這些過程中通過使用人工智能在電氣控制實(shí)現(xiàn)自動化運(yùn)作，極大提高了整個(gè)系統(tǒng)的工作效率，尤其降低了系統(tǒng)運(yùn)行和人力方面的成本。在電氣自動化控制領(lǐng)域中應(yīng)用技術(shù)含量的人工智能技術(shù)，能夠很好的與專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制和模糊控制相結(jié)合，使得自動控制與人工智能系統(tǒng)的結(jié)合度日益提高。

4 在電氣自動化控制中應(yīng)用人工智能的展望

國務(wù)院在2017年7月20日發(fā)布的《新一代人工智能戰(zhàn)略規(guī)劃》中明確提出了新一代人工智能的發(fā)展目標(biāo)，要求到2020年我國的人工智能技術(shù)達(dá)到世界先進(jìn)水平，到2025年成為帶動國民經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)升級的主要動力。在電氣自動化控制中應(yīng)用人工智能是傳統(tǒng)方式向智能方式的改進(jìn)，電氣自動化控制至今已經(jīng)發(fā)展多年，雖然具備了相當(dāng)成熟的技術(shù)體系，但在部分領(lǐng)域依然具有較大的發(fā)展空間和潛力。運(yùn)用人工智能技術(shù)能夠顯著提高電氣自動化控制效率，進(jìn)一步拓寬電氣自動化控制應(yīng)用的范圍。隨著大數(shù)據(jù)和云計(jì)算技術(shù)逐漸融入到電氣自動化控制當(dāng)中，大數(shù)據(jù)技術(shù)可將潛在性的數(shù)據(jù)信息充分發(fā)掘出來，同時(shí)借助云計(jì)算技術(shù)可以解決大規(guī)模信息處理的難題，進(jìn)行更為準(zhǔn)確快速的分析處理。將人工智能逐步替代人類進(jìn)行生產(chǎn)與自動化控制推動更多行業(yè)轉(zhuǎn)型升級，在電氣自動化控制領(lǐng)域應(yīng)用人工智能技術(shù)可使得電氣自動化系統(tǒng)更為安全有效的運(yùn)行，對我國電氣工程發(fā)展做出巨大的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王樂.人工智能在電氣自動化控制中的應(yīng)用研究[J].自動化與儀器儀表，2015（1）：113-116.

[2]王磊.淺析電氣自動化控制中人工智能技術(shù)的應(yīng)用[J].華東科技：學(xué)術(shù)版，2015，09（11）：22-23.

[3]任博.人工智能技術(shù)在電氣自動化控制中的應(yīng)用思路分析[J].科技視界，2015（9）：108-109.

[4]向守輝.電氣自動化控制中人工智能技術(shù)的應(yīng)用淺析[J].華東科技：學(xué)術(shù)版，2015，01（8）：14-16.

[5]朱子龍.人工智能技術(shù)在電氣自動化控制中的運(yùn)用探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012（17）：14.

[6]董德剛.淺析人工智能在電氣自動化控制中的應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2014，03（7）：20-21.

[7]姜關(guān)勝.人工智能技術(shù)在電氣自動化控制中的應(yīng)用問題探討[J].電子技術(shù)與軟件工程，2015（20）：150.