论人工智能在电气设备中的应用及其前景

张立伟

摘要：在我国高速发展下，带动了我国科学技术水平的进步，现阶段，计算机技术的成熟以及网络的普及，人工智能已经在人们的生活以及工作中扮演者日益重要的角色，节约了大量的人力与时间成本。

关键词：人工智能;电气设备;电气自动化;应用

引言

电力设备是电力系统中的重要组成内容，变压器、输电线路、断路器等关键设备在运行中产生的不同类型、不同程度的故障都会直接影响整个电力系统的安全稳定运行。全面掌握、分析、预测电力设备的运行状态与健康水平，提升故障诊断水平，及合理地安排状态检修或预测性维护，是为用户提供安全、优质、经济的电力供应的必要基础。开展电力设备检修运维相关技术的研究具有重要的基础理论意义和实际应用价值。我国电网的输变电设备呈现出设备种类多、分布范围广、结构参数各异等特点，在长期运行的过程中，电力设备出现故障几乎不可避免，引起故障的原因包括制造过程中遗留的设备缺陷，安装检修维护中存在的问题，长期运行后导致的绝缘老化及结构劣化等因素。然而，输变电设备本身是也一个极其复杂的系统，表征其状态的特征量众多，如运行工况、检修历史、工作环境、监测数据、家族质量史等，这些状态信息具有不确定性和模糊性，且各参量间关系复杂、相互耦合影响，因此实现对电力设备运行状态有效、准确评估存在很大的困难。目前，我国输变电设备的运维检修业务主要在导则、规程、专家经验或传统的比值、波形特性分析法等方式的指导下开展，这种方式难以满足电力设备海量化、差异化、精细化的运维需求，可能使设备存在“过修”或“欠修”状态，从而造成巨大的人力、物力资源浪费。

1人工智能技术的意义

人工智能作为一门新的科学水平被应用于社会多方面的行业的生产且发挥了极好的效用，以信息技术为重要的组成部分和以计算机为基础将多个智能相互结合联系起来应用无疑是科学技术的一次创举，其对于人类的生活生产工作和智能化技术的发展研究等方面都有着极大的现实意义，实现人的模拟可以创造出更多的智能型自动化机器设备来代替人力从而节省人力劳力成本，促进整个工程的智能化运行来促使企业的生产更为高效精准，通过对专家系统和智能机器人系统的建立并以人类大脑的思考模式为研究依据来逐步探索出人的模拟技术的研究和开发，进而研制创建出人工智能并将其推广应用于社会生产的各个领域之中，对人们的生活和工业的生产等多方面都起着巨大的推动促进作用，而良好的应用效果也促使人工智能技术在电气自动化方向的应用从而更好造福于人类。

2人工智能在电气设备中的应用

2.1在电气设备优化设计中的应用

电气设备设计不仅涉及电机电器、电磁场、电路等诸多学科知识，同时还需要设计者掌握大量设计经验性知识。在应用人工智能之前，电气设备的传统设计主要采取简单的实验手段以及用手工方式，这种方式难以获得最优方案。随着人工智能技术的快速发展，逐渐实现手工设计转向计算机辅助设计，大大提高传统辅助设计的技术的效率以及质量。应用与优化设计的人工智能技术，主要有专家系统和遗传算法。

目前所开发的专家系统，总体上还处于研究阶段，离实际应用还存在一定距离。沈阳工业大学特种电机研究所研制成功了永磁直流电动机以及永磁同步电动机的设计专家系统，河北工业大学将CAD技术与专家系统相融合，开发出了电磁继电器CAD专家系统。这些专家系统主要由最初设计、优化设计以及零件结构设计三部分所组成，在使用时只需输入继电器的参数，专家系统就会按照要求自动设计出电磁系统的结构尺寸、触头材料、线圈匝数等，而且绘制出特性曲线与结构图，大大提高了设计效率。

遗传算法是一种比较先进的优化算法，对产品优化设计具有非常广泛的应用，尤其是在电器产品人工智能优化设计中。相关研究指出，将一种多目标动态优化高级遗传算法引入到电磁电气设计领域，并且应用该算法优化设计智能交流接触器的结构以及其控制参数，这种方法有比较好的搜索效率与鲁棒性。同时，将效率作为目标函数，采用遗传算法对内置式永磁同步电动机进行优化设计。另外，也可以在传统遗传算法的基础上进行改良，将其用于电机优化设计。

2.2做好人工智能技術的应用

做好人工智能技术的应用可以促使员工在开展自动化设备工作室能够借鉴智能化技术，拓展创新思路并利用自身的经验总结来设计出适合电气自动化技术发展的计划方案，从而顺利地开展自动化技术的发展工作来实现减少工作成本投入和提高工作管理效率的最优目标，由此可见，做好人工智能技术的应用促使电气自动化技术发展的一个重要的影响因素。自动化技术的发展可以促使电器企业利用智能设备机械来代替人工减少人力物力的财力，还可以促使生产过程更具设计性而提高生产的效率和质量。并且先进的监控管理技术还可以促使管理人员及时发现工作进程中的问题来及时解决及时止损。做好智能技术的使用还可以实现电气设备自动化控制效益的最优化从而达到生产的效率和质量最优化，实际工作过程中的人工智能技术要通过人的模拟实现对工作设备的基本控制进而设置一些自动开关控制电流的变化，以便于应对在生产工作过程中可能遇到的故障问题防止事故恶化和减少损失。在对电气控制系统的管理工作中可以通过专家系统来及时的解决问题减少损失。

2.3人工智能技术在故障诊断的应用

除了促进电气自动化技术的研发之外，还要注重人工智能技术在故障诊断方面的应用，就是工作人员在电气资源生产过程中能够及时发现故障问题并加以处理以减少企业的损失，保证工作的正常运行满足社会公众对于电力资源的需求，可以通过专家技术的方法来为工作人员提供技术支持从而快捷的发现和解决问题故障，同时还可以利用神经网络控制的方式来加强管理人员的监测和管理水平及时解决问题。除以上所述之外最好的解决方法自然是通过预防的手段来减少或避免故障问题的出现，这边需要相关的管理人员能够充分的利用人工智能技术来加强工作运行过程的检测，重点关注电气设备运行的多发事故点做到及时的维修和更换设备，从而及时减少企业的生产工作上的损失并保障电力资源的生产满足社会需求。

3人工智能在电气设备应用的前景展望

经过半个世纪的发展，人工智能已经取得诸多进展，但仍然存在巨大的发展空间。实践表明，混合式人工智能技术可以有效弥补单一技术存在的不足，获得较优性能，有助于开辟更为广阔的应用空间。例如，将神经网络与概率论、神经网络与模糊逻辑、神经网络与生物细胞学相融合，可以产生随机神经网络、细胞神经网络、模糊神经网络等。基于小波分析与神经网络而构建的混合式神经网络，将其应用于电气设备的优化设计和故障诊断，已经取得突出成效。随着人工智能技术的发展，在未来通过混合技术以及组合技术，有助于实现人工智能在电气设备中应用效率的大大提升。尤其是软件技术与微电子技术迅猛发展，不断出现新的开发工具，将会进一步改良人工智能的技术性能，进一步推动人工智能在电气设备领域的应用。

结语

综上所述，在现实生活中便可以了解到智能化机械都有着较为精准和强大的工作能力来为人们服务从而代替人力劳动。而智能化技术的先进性必然随着时代的潮流运用到电气自动化控制过程中，促使电器行业的更好发展并满足社会公众对于电气资源的需求。

参考文献

[1]任娜.电气自动化控制系统中人工智能技术的应用[J].南方农机，2017（22）：89-90.

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