人工智能技术在电气自动化系统中的应用研究

黄桂萍，蔡小伟（龙岩学院 机电工程学院，福建 龙岩 364012）



人工智能技术在电气自动化系统中的应用研究

黄桂萍，蔡小伟
（龙岩学院 机电工程学院，福建 龙岩 364012）

摘 要：随着科学技术的不断进步和人们生活水平的提高，人工智能技术在人们的生活中扮演着越来越重要的角色.时至今日，它已经贯穿到经济发展和社会生活的方方面面，帮助人们节约了大量的时间和人力.在电气自动化领域，人工智能技术的优势得到了充分的发挥，它能够促进自动化控制的发展进步、自动化系统的不断完善.所以，在电气自动化系统的设计和应用方面深入研究人工智能技术具有重要的理论意义和实践意义.

关键词：人工智能；电气；自动化系统

随着计算机技术的成熟和网络的普及，人工智能逐渐兴起.不同于传统的科学技术，它主要是借助于计算机来模拟人类的智能活动，能够突破传统技术的束缚，弥补传统技术的不足.在50年代，人工智能技术在理论研究方面取得革命性的进展，被广泛应用到航空、医疗、教育、电力等各大领域，取得了令人瞩目的经济效益和社会效益.在电气领域，人工智能技术能够控制电气设备的设计、生产、运用等环节，节省大量的人力物力，提高电气设备的稳定性，实现技术

和方法的高效运转.

1 人工智能技术

1.1 人工智能技术的理论研究

人工智能是一门开发、研究、模仿、延伸、扩展人类智能的前沿学科.由于这门学科成熟的时间较晚，所以在学术界，还没有形成对人工智能的权威、准确定义.专家们对人工智能的内涵各执一词.虽然他们的定义不完全相同，但是他们对于人工智能本质的看法却是一致的，人工智能是计算机学科的一支分支，它运用计算机软件来开发研究、模拟人类智能，并结合数学、科学、心理学等多种学科的知识，形成了一种类似于人类智能的反映控制系统.在生产生活中，人工智能技术的应用能够有效地促进信息传递、提高工作效率、刺激经济发展，所以逐渐成为各大领域的革新趋势.

1.2 人工智能技术的应用

上个世纪70年代，人工智能技术取得初步的实践成果之后，首先被应用在工业生产领域，大大地提高了工业生产的效率，降低了工业生产的能耗，取得了巨大的经济效益.90年代以来，随着计算机技术的成熟，人工智能技术借助计算机获得更广泛的应用领域，开始进入工程化、产品化阶段，促进了机器的发展和工业化水平的提高.值得一提的是人工智能技术从最初的手感阶段到自主反馈阶段，逐渐获得了触觉、视觉、自主学习能力、自主规划能力、自主决策能力，迈入了人工智能的高级阶段.机器人的出现就是人工智能技术发展到高级阶段的一个重要标志.

2 人工智能技术在电气自动化系统中的应用

2.1 人工智能技术在电气设备中的应用

在电气领域，人工智能技术的应用最为普遍，首先在电气设备的设计环节.电气设备的设计是一项内容复杂、牵涉广泛的系统工作，设计者不仅仅需要运用电磁场、电路等学科的知识，而且还需要具备丰富的经验和多年的实践经历.在过去，设计者主要采用传统的设计方法，借助简单的实验和纯粹的手工劳动，这很难找出最优化的设计方案.但是在引入人工智能之后，借助计算机的强大计算能力和记忆能力，设计者能够节省下大量的人工劳动和时间，在短时间内形成电气设备的优化设计方案，这大大缩短了电器产品的开发周期，提高了产品的质量和稳定性.其次在电气设备的运作环节.电气设备的高效运作一直是电气自动控制领域的难题，因为它涉及到诸多的相关领域和其他学科的知识.但是人工智能的引入则能够节省大量的人工劳动、脑力劳动和体力劳动，实现电气设备的自动化运作，提高电气设备的工作效率和工作精准度.

2.2 人工智能技术在电气控制中的应用

电气控制在电气行业的正常运转中起着至关重要的作用.目前，在电气化控制领域，基本上都已经实现了人工智能控制，而人工智能控制离不开计算机的运行程序，所以完善运行程序是实现人工智能控制的关键.在电气控制领域，计算机的控制程序能够自动查询不同环节的需要，并进行相应的调整，来实现对生产过程的控制.所以，各个环节的计算机控制程序都是严格控制的，不允许有一丝细微的差错，否则就有可能导致生产问题.

2.3 人工智能技术在故障诊断中的应用

电气设备在发生故障之前，一般都会出现相应的征兆，不同的征兆预示着不同的故障，而征兆具有不确定性和非线性的特征，不知道何时会出现在何处，也不能够运用线性思维来解决.人工智能技术则能够较好地解决这一问题，它能够在设备出现故障之前，运用计算机软件对征兆进行检测，以此来判断电气设备的故障类型，并自动启动维修程序，对故障部位进行定期维修，实现电气设备的正常运转.人工智能软件在发现电气设备的故障之后，能够对故障部位进行定位、隔离、修复，保证电气设备的无障碍运行.目前，在人工智能领域，已经形成了多个成熟的故障诊断技术，如模糊逻辑、专家系统、神经网络等等，能够解决大多数电气设备的故障问题.例如电气设备中的重要设备—变压器，它的正常运行关系到整个电力系统的正常工作，所以对于它的故障诊断和研究一直是研究的重点和难点.运用人工智能技术来分析变压器油液中的气体，能够全面地掌握变压器的故障类型并提出相应的诊断措施.

3 人工智能技术在电气工程中的应用案例

近年来，随着人工智能技术的成熟，国家电网等国内外大型电网公司相继开启了基于人工智能系统的电网建设，节省了资源，提高了效率，为中国特色社会主义经济的发展奠定良好的基础.

3.1 人工智能技术的故障自愈功能

目前，电力是许多行业和领域的主要能源支持，一旦电力供应不上，社会经济发展就会蒙受巨大的损失.所以，保证电力系统的正常运行，确保电力资源能够安全、及时地输送到需要的地方是十分重要的.但是，电力系统难免会发生故障，出现问题，影响社会经济的正常运转.目前，电网出现故障之后，维修人员要抵达现场需要一定的时间，所以，在一定时间内，如何减少故障的发生率、缩小故障的影响范围就成了电网建设的重点项目.在电网建设中引入人工智能技术后，电网具有了一定的故障自愈功能，能够在最大程度上缩小故障的影响范围，减少故障带来的经济损失.电网的故障自愈功能无法脱离开电网关键设备和配电设备的可视化管理，可视化管理能够在第一时间检测到电网设备和配电设备发生的异常，在定位故障点之后，自动开启维修程序，对故障点进行自动维修，实现故障的高速响应处理.人工智能技术在开启故障维修的同时，也会实施有效的隔离，将故障的影响尽可能地缩小，尽量不影响用户的正常生活.

3.2 人工智能客户终端的建设

人工智能技术不仅能够实现电网的故障诊断和自愈，而且还能够实现智能客户终端的人性化和个性化服务.人工智能客户终端能够对客户的用电情况实行实时监控，自动检测电表及输电系统中的故障.用户通过智能终端，可以随时随地地查询用电量、电费等情况，增强自身的节约用电意识.任意查询用电量是人工智能客户终端为用户提供的人性化服务之一，它能够为生产用户提供某一时刻的用电信息，为用户改进生产计划提供数据支持.此外，智能客户终端中还可以根据用户的预存费用信息对客户提供余额报警服务，在预存费用用完之前，向用户发出警报，避免因欠费而造成的停电，提高社会生产效率.

4 人工智能技术在某电厂电气自动化系统中的设计和应用

某电厂共有五台发电机，六台变压器和一台高压备用变压器.发电机中的#1、#2、#3、#5的容量都是都是12MW，#4的容量是15MW.发电机的出线电压是6kV.变压器的出线电压有10kV母线、35kV母线和110kV母线，它们都可以与母联开关相联系.高压厂的用电源自发电机段，通过电抗器输送.发电机的电气受到主控制室控制.电气自动化中的设备和控制室之间，通过电话和指挥信号相联系.

运用人工智能对原有的电气自动化系统进行改造，改造后的电气自动化系统具有如下功能：1.自动采集数据和部分自动处理.系统能够对所有的开关量和模拟量进行实时监控，并能够按照预先系统的设定进行处理或者存贮；2.画面显示.电气自动化系统经过人工智能的改造之后，能够模拟画面显示设备和系统的真实运行状态、电流情况、电压数值等，并生成历史趋势图；3.运行监控.电气自动化系统经过人工智能的改造后能够对主要设备的数量值、开关量状态进行智能监控，如果有越限、突发情况，能够按照顺序来记录电话图像、语音等情况并报警；4.操作功能.通过计算机设备来控制断路器和电动隔离开关，调整励磁电流，并根据顺控程序进行同期并网带负荷或停机操作；此外，还有故障录波、在线分析、在线参数设定及修改、运行管理等其他的功能.

总的来说，人工智能技术研究的目的是将人类的一部分智能赋予机器，使机器能够胜任需要人类脑力劳动的复杂工作.它的研究对象是人类的感知能力、行为能力你、思维能力等人类特有的智能.在电气自动化系统中引入人工智能，能够提高电气行业的自动化水平，提高社会生产力，促进经济发展.

参考文献：

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〔2〕周超.人工智能技术在电气自动化控制中的运用［J］.硅谷，2012.

〔3〕王帮元.电气自动化控制中人工智能技术应用探究［J］.赤峰学院学报（自然科学版），2015.

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〔5〕贾刚，张萌.浅谈电气自动化控制中的人工智能技术［J］.中小企业管理与科技（下旬刊），2011.

〔6〕殷乃范.智能停车场电气自动化控制系统的设计思想［J］.China's Foreign Trade，2011.

中图分类号：TM76；TD67

文献标识码：A

文章编号：1673-260X（2016）05-0055-02

收稿日期：2016-02-14