人工智能化在电气自动化中应用分析

2016-08-12国网四川雅安电力集团股份有限公司四川雅安625000

低碳世界 2016年17期

陈　灵（国网四川雅安电力（集团）股份有限公司，四川雅安 625000）

人工智能化在电气自动化中应用分析

陈灵（国网四川雅安电力（集团）股份有限公司，四川雅安 625000）

随着科学技术的不断发展，计算机科学技术已经普及到生产生活中的方方面面，电力自动化控制系统也得到了完善的发展，与此同时，人工智能系统在电气自动化控制中的应用也取得了一定的成效，与传统技术相比，人工智能有着巨大的优势，该种技术主要是建立在计算机与网络技术中，能够解决很多传统技术难以解决的问题，将人工智能应用在电气自动化控制系统中可以有效提升设备的使用效率与使用质量，本文简单阐述了人工智能技术的概念及特点，主要分析了人工智能技术在电气自动化控制中的应用。

电气自动化；人工智能；应用分析

引言

随着科技生产力水平的飞速提升，电气企业为了更好的适应社会生产力的需要，引进现今发达的科学技术提高企业生产力尤为必要，人工智能技术正是在这一形势下应运而生的，将其应用到电气自动化控制运行中不仅能够确保其内部程序的安全运行，还能够在一定程度上提高企业生产效率，为电气企业创造最大化的经济效益，提高电气企业在社会经济中的地位。

1　人工智能技术的概述

1.1人工智能概念

人工智能技术虽然已经广泛应用于自动控制领域，但用于电气自动化设备的控制还不是很明显的。当前，人工智能应用于电气自动化控制主要有：专家系统控制，所谓专家系统是一个汇聚了大量的知识和经验的程度系统，它可以存储这个领域的专家知识，专家知识的具体形成过程是通过事先总结然后就其进行分析，最后再通过某一种模式来表现出来。系统在运行过程中要处理输入的各种信息，然后通过知识的推理做出决策和推断。它的开发研究在人工智能中最为活跃；模糊控制，它的护理机制最为简单，是应用作为广泛的。

1.2人工智能的应用优势

人工智能在电气工程自动化中的应用主要体现在人工智能控制器上，非线性函数近似器，比如模糊理论、遗传算法、神经算法等，是最常应用于电气工程自动化的人工智能控制器，与常规的函数估计器相比，它有很强的应用优势：

（1）人工智能控制器的一致性很强，输入不可知的数据得到的预测效果也特别好，而且它不会受到忽略器的影响。虽然在对某些对象进行控制时，没有使用人工智能控制器而得到的效果也不错，但如果换成了其他的控制对象，那么获得的效果就不一定也会那么好，所以必须严格遵守具体问题具体分析的原则来进行设计。

（2）可以对控制对象进行精确的掌握的动态方程在很多的情况中都是非常复杂的，所以，控制器在对实际控制的模型进行具体的设计的时候，通常会出现大量如参数的变化，非线性时等无法确定的因素而无法对其进行掌握，而人工智能控制器不需要控制对象的模型就可以进行设计。同时，人工智能控制器还可以以不同的鲁棒性、响应时间和下降时间来作为根据进行一定程度的调整，以对自身的性能进行提高。

2　人工智能技术在电气自动化中的应用分析

人工智能技术打破了电气自动化运行中传统手工设计的局限，实现了电气研发生产的智能化控制，它是现时代的一大创新，由于其本身的特殊性与功能，该技术在电气自动化控制中得到了广泛应用，其主要应用于以下几个方面：

2.1人工智能技术在平常电气系统操作中的应用

电气系统操作程序较为繁杂，以往的手工运行要消耗大量的人力物力财力，运用人工智能技术，实现了系统操作运行的智能化操作，简化了以往繁琐的电气系统操作，甚至部分工作不用外出，在家中就可以进行工作，其支持远程遥控。不仅如此，该技术还能够简化操作系统的主界面，将系统中的重要及所需数据进行统一保存及处理，并且它还能够自动化生成报表，工作人员要了解整个系统操作状况，看报表就可以快速了解整个工作状况，大大提高了电气系统操作的效率。

2.2人工智能技术在电气设备中的应用

电气自动化工作运行中由于其程序较为复杂，要保证电气自动化的正常运行，需要对运行中的各个环节进行严格把控，在运行人工智能技术之前，要解决这一问题，就要引进大批高素质人才，而这样会给电气企业造成一定的经济压力，而人工智能技术则能够轻而易举的实现电气自动化控制，其内部经过程序编写及操作后，使电气设备能够实现自动化运行及控制，减少了人力资源的浪费。

2.3人工智能技术在电气控制中的应用

人工智能技术实现电气自动化控制主要应用的是神经网络控制、专家系统控制及模糊控制等控制技术，运行这些控制技术，确保电气自动化系统的安全运行，提高了电气自动化系统运行的安全性与稳定性。人工智能技术在电气自动化控制中发挥着关键性作用，它不仅能够提高工作效率，扩大电气设备生产规模，还能够减少资金的投入量，对电气企业的生产发展具有重要意义。

2.4人工智能技术在电气运行事故及故障诊断中的应用

人工智能故障诊断技术是人工智能技术的重要组成部分，该技术主要应用于电气运行故障及事故发生时，电气设备运行中程序较多，一些小故障时常发生并且不可避免，对于这一问题人工智能故障诊断技术能够及时检测出电气运行中出现的故障，其内部的专家系统能够准确分析出故障出现的原因，对于一些小故障它能够进行自动化修复，而一些大的故障它能够及时提醒相关人员进行维修，并为维修人员提供了真实可靠的故障数据，对维修人员进行维修工作具有很大的帮助，大大提高了电气运行故障诊断的准确性，从而使电气自动化设备运行尽快恢复正常，降低因故障造成的损失。

2.5人工智能在电力系统中的应用

目前，人工智能在电力系统中的应用包括神经网络（原理如图1所示）、专家系统、启发式搜索、模糊集理论几个方面，其中，专家系统是一种集经验、规则与专业知识一体的程序性系统，该种系统需要依赖一定领域的知识与经验进行推理，并模拟专家的决策对各个难题来处理。专家系统主要包括六个部分，即推理机、知识库、人机接口、知识获取、咨询解释、数据库。在整个系统的使用过程中，需要根据实际情况的变化来更新规则库，以便获取到最及时的要求。

图1　神经网络原理如图

目前，很多训练算法与神经网络都在电力系统中得到了一定程度的应用，神经系统的储存方式与学习方式都十分的灵活，也有着强大的状态分类能力以及识别能力，在负荷预测的过程中，神经网络能够对模型进行科学合理的分类，并实现对输入的选择，构建出日预测模型以及周预测模型，将人工神经网络与元件关联进行有机结合即可实现对复杂系统的诊断，识别是不同的故障。

3　人工智能技术工程应用实例分析

这几年，随着人工智能技术的成熟发展，国家电网、南方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。

3.1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。

3.2建设智能客户终端

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。