人工智能技术在电气自动化控制中的应用

马 龙

(西山煤电(集团)公司 公用事业分公司，山西 太原 030053)

任何先进的技术都因生产力的发展而出现，对于人工智能技术也不例外。社会生产的高度自动化，对生产效率提出了更高的要求。运用人工智能技术，在提高电网系统高度自动化的同时，可提升系统工作效率，从而降低生产成本。

1 人工智能技术的应用理论

第三次信息产业革命以来，以计算机为代表的信息技术突飞猛进。计算机科学技术的飞跃也带动了自动化、数字化、智能化等方向的快速发展。人工智能技术也是基于这些技术的集合而产生的一种新的技术方向。人工智能在实际的应用过程中主要是通过研发拓展等方式以一些新的理论、技术以及设备为研究对象，实现这些对象智能化的功能。人工智能技术是计算机技术的重要组成部分，人类可以通过人工智能了解智能化概念的本质，从而生产符合人类需求的应用设备，例如机械人、语言、图像识别等在实际应用中使生活工作更加便利。

人工智能的概念提出于20 世纪50 年代，人工智能的研究是基于计算机技术，并在发展过程中不断引入各个学科的理论。因此，目前人工智能技术的研究是一项系统工程，要融合各个学科的知识、考虑各方面的因素，才能实现应用设备具备与人类智能较为相似的功能。现在，编程技术也在工业自动化生产过程中广泛应用。电气自动化控制的主要目标是提高生产效率，减少和排除故障，节约运行成本。因此，人工智能技术在电气自动化控制方面有较好的应用前景。

2 人工智能控制器的研究及其优点

在实际控制系统中，人工智能技术是以人工智能控制器来体现其对于控制系统的功能影响。针对要实现不同功能的人工智能控制器，通常采用很多途径进行研究。目前，运用模糊神经、遗传算法等理论手段就能把人工智能控制器当作非线性函数近似器进行人工智能研究与开发。人工智能控制器相对于一般控制技术和函数运算器而言，有较大的技术优势，主要体现在以下几个方面:1)人工智能控制器，能够使设计过程中因不确定因素而导致研究无法开展的现象得到解决。因为人工智能控制器不需要建立研究对象的模型，能够便于开展对某个对象的研究。2)与普通的控制器相比，人工智能控制器在数据调节的便利性方面也具有较大优势，而且研究人员只需具备机械设备的性能数据就可进行设计、调节等操作，就可满足研究目的。

因此，以人工智能控制器为代表的人工智能技术在实际应用中有较大的技术优势。它能够代替较复杂的脑力劳动，能够对信息进行收集与鉴别并有效地进行处理。将人工智能技术运用到电气自动化控制中，能够促使生产、交换等过程得到优化，提高生产的自动化效率。就产业结构层面而言，人工智能技术的广泛应用能够促进产业结构优化与升级，实现电气行业生产新突破。

3 人工智能技术在电气自动化控制中的应用

3.1 人工智能技术在电气设备中的应用

人工智能技术在电气设备中的应用首先体现在电气设备的设计方面。电气设备的设计过程也是一项复杂的系统工作，不仅表现在要综合运用电机、电路和电磁场等学科的知识，而且还表现在设计过程需要大量丰富的经验知识。传统的设计方法即运用较为简单的实验和手工经验，较难找出最优设计方案。因此，将人工智能技术引入电气设备的设计过程，实质上是实现了计算机辅助设计。传统设计方法与计算机辅助设计的结合，缩短了电气产品的开发周期，提高了产品的实际效率和质量。

此外，在电气设备的高效运作方面，人工智能技术也有较好的运用。一直以来，在电气自动控制领域中确保电气化系统实现高效的运作是较复杂的问题，其涉及到许多领域以及众多学科知识。人工智能技术的引入可代替脑力劳动，实现电气设备自动化的运作，但降低了人力成本的投入，而且提高了电气设备工作效率及其精确度。

3.2 人工智能技术在电气控制中的应用

在电气行业的正常运行过程中，电气控制的作用至关重要。当前电气控制过程基本实现了人工智能控制。而人工智能控制技术主要依靠计算机运行程序来进行控制，因此，控制程序是人工智能控制技术的关键。控制系统会依据不同环节需要来调用不同程序对生产过程实现控制。因此，对于各个环节的控制有严格的要求，任何误差都将导致产品的生产出现问题。

3.3 人工智能技术在故障诊断中的应用

对于电气设备，其发生故障一般都会出现事故前的征兆，即不同征兆的发生预示着设备的不同故障，而征兆具有不确定和非线性等特征。因此，在设备出现故障前，能够对征兆进行监测，判断设备故障类型，并实现对故障的定位维修，对设备运行是十分重要。人工智能技术的应用能够准确对电气设备中的故障进行定位、隔离并修复，保证电气设备安全稳定运行。当前，人工智能技术中的模糊逻辑、神经网络、专家系统等智能技术在电气设备的故障诊断中运用尤其广泛。例如，变压器是电气系统中重要的设备，其能否正常运行对于整个电力系统至关重要，因此，变压器的故障分析与诊断一直是研究的热点。如果采用人工智能技术，可以对变压器油液中的气体进行分析，通过分析结果可全面掌握变压器的故障类型和程度。此外，在发电机和电动机的故障诊断方面，人工智能技术也有广泛的运用。

3.4 人工智能技术在日常操作中的应用

电气领域的操作步骤复杂繁琐，其操作过程也比较严格，因此，人工操作很容易出现问题。操作一旦出错，就可能引起大的故障，造成经济损失。人工智能技术的引入能够将电气系统日常操作过程简单化，并且提高操作的效率和准确率。此外，操作界面简化实现了电气系统操作的远程控制操作，这些都较大程度上提高了生产效率，保障了电气系统运行安全。

4 人工智能技术工程应用实例分析

近年来，随着人工智能技术的成熟发展，国家电网、广东电网等国内电网公司相继启动了基于人工智能技术的智能电网建设，并取得非常好的效果。

4.1 故障自愈的实现

在电网运行过程中，保证系统运行正常，将所需用电及时、安全、有效地输送到用户是非常重要的环节。目前，电网故障的维修策略主要是采用故障后维修，维修人员及设备抵达现场需要一定时间，因此，如何避免故障范围扩大，把故障影响缩小到最小也是电网建设重点考虑的问题之一。经过智能电网的建设，目前电网具备一定的故障自愈功能，最大程度减少了因突发故障引起的影响。对配电网中的关键设备、配网设备采取可视化管理才能实现配电网故障自愈功能。可视化管理能够及时检测到配电网设备发生的异常，在检测到故障之后能够自动快速启动维修决策程序，实现故障高速响应处理。处理程序启动同时，将会实施有效的隔离措施，自动调控对故障进行隔离，从而实现配电网的故障自我诊断、自我治疗、自我痊愈的功能。系统处理故障时间非常重要，将故障处理时间压缩到秒级，可极大地缩短正常用户的恢复供电时间，减少故障影响和经济损失。此外，自动隔离故障可避免扩大停电范围，保证配网可靠、安全运行，使用户感受不到故障停电的发生。

4.2 智能客户终端的建设

人工智能技术在智能电网建设中的应用不仅体现在电网故障诊断和自愈功能的实现方面，同时也体现在智能客户终端中，能够为客户提供更好的电力服务。

电网智能客户终端的建设能够实现对客户电力需求的实时监控，加强用电信息的互动共享。通过智能客户终端，客户可以通过网络查询系统，了解任意时段或者某一时刻的用电量。任意时刻用电量的可查询功能，能为客户提供及时的用电信息，以此来改进生产计划，在保证生产情况下达到节约用电的效果。智能客户终端中的用电信息采集系统还可依据实时电费进行客户余额报警提示，提前向客户发出费用提示，可以减少因为电费造成的不必要的停电时间，提高社会生产效率。与此同时，电力管理部门通过智能客户终端系统数据的网络连接与分享，可实时对客户用电情况进行监控，对电表故障及时排除，避免不必要损失。

5 结 语

人工智能技术是对人类智力技术的替代、延伸与扩展，在当前生产与控制高度自动化形势下能更好地服务生产与生活。电力是保证国家经济增长与安全的关键，实现对电气自动化控制势必要采取人工智能控制。因此，人工智能技术的出现及其在电气自动化控制中的应用，实现了电气工程系统的智能化运行，提高了电网系统的运行效率，保障了电网运行安全。

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