人工智能在电气工程及自动化中的应用

2021-01-25史丹

设备管理与维修 2021年10期

史丹

（扬州高等职业技术学校，江苏扬州 225003）

0 引言

我国电力行业发展迅速，为人们的生产生活提供了便利，随着人们生活水平的不断提升，人们对于电气工程自动化的要求也越来越高。在电气工程自动化中引入人工智能技术，由机器人代替人工完成电气工程操作工作，能够实现智能控制，不仅节省了人力，也有效减少了电气工程运行中产生的误差，其良好的技术优势获得了一致好评。由此，在电气工程自动化中应用智能技术，有效满足了人们对于电力的需求[1]。

1 人工智能技术及电气工程自动化含义

1.1 人工智能技术

在传统的电力行业中，所有工作都是依靠人力完成。人工智能技术出现后，替代了手工劳动，减少了工作量。人工智能技术借助编程对人类的行为和思维模式进行模仿，使机器拥有人类相同的行为、思维和感知能力，利用机器完成人类的劳动任务。人工智能应用领域较多，如语言学、计算机科学等，其属于思维科学技术，发展中离不开数学的支持，只有将数学与人工智能联系起来，才能够促进人工智能技术的不断发展和进步[2]。

1.2 电气工程自动化

电气工程需充分利用电能、电气技术和相关设备改善并维持一些限定空间、环境，主要研究方向是如何转化利用电能。电气工程及自动化技术在很多领域都有应用，如电力电子技术、计算机技术和网络控制技术、信息技术等，综合性较强。电气工程自动化技术常应用在电气设备制造公司或者供电、发电企业中，对人民生活质量和国民经济水平有一定影响[3]。

2 电气工程自动化中人工智能技术的优势

2.1 误差小

人工智能技术在电气工程运行中的应用，能够促使电气工程控制器抗干扰能力得到有效增强，最大化避免电气工程运行误差的出现，对于与电气工程相关产品的规范性和一致性的提升有一定帮助。人工智能技术在应用过程中，需要将相关的参数和数据一起输入到控制器中，机器就能够实现自动化生产，避免了电气工程运行中许多干扰因素的影响。此外，人工智能技术也能够科学有效地评估电气工程，促使电气工程获得更为长远的发展。

2.2 强化控制效果

人工智能技术在电气工程运行中的应用，能够有效提升电气工程的控制效果，保证电气工程能够规范性、一致性地运行。当前，我国电气工程自动化水平相对较低，传统电气工程控制上，需要将电气工程控制对象预先设计好，根据实际情况开展控制策略，虽然取得了一定效果，但是无法准确地控制对象，影响电气工程的运行效果。情况严重时，还会对电气工程的操作水平产生影响。而人工智能技术的应用，能够促使电气工程设备的运行效果得到显著提升[4]。

2.3 不会过多受到外界因素限制

传统的电气工程在运行中会因外界因素的变化而产生影响，不仅电气工程的运行质量会受到影响，且会对设备安全造成威胁。基于此，在电气工程中，需要重点应用人工智能技术，借助机械手段完成人工操作难以完成的工作，甚至代替人工工作，电气工程自动化水平就会得到全面提升[5]。在实际应用过程中，可以借助控制器操作电气工程，建立电气工程自动化模型并完成计算工作，确保电气工程能够顺利完工。在传统的电气工程运行中，仍然使用低端的控制器，因数值计算类型与模型的参数出现问题，导致数值计算产生错误，引发电气工程出现多种问题。而人工智能技术在应用后，有效减少了电气工程故障，自动化模型的准确性也有了显著提升，且对模型参数和自动化模型的要求也相应有所降低。

2.4 操作流程有所优化

传统的电气工程中，自动化控制器在操作上较难掌握，且要求操作人员具备专业的知识，一旦工作人员出现操作失误，会导致电气工程无法正常运行。而人工智能的应用，能够有效简化操作流程，且不需要操作人员掌握更多的专业知识，只需要按照操作程序和语言完成相关操作即可，能够有效避免工作人员在操作上的失误。

2.5 减少了后续维护工作

传统的电气工程运行涉及变压器和线路等多种电气设备，多种设备同时运行会加大工作负担，同时也对后期的维护工作造成不良影响。如果电气设备长时间未得到维护，会导致设备老化，影响正常运行。在维护、保养过程中，需要聘请多名专业人员同时操作，这会直接增加维修维护成本。如果电气工程自动化中加入人工智能技术，就能够有效减少设备的使用数量，后期的维护工作压力也会减小，对于企业提升经济效益、减少成本有一定积极意义[6]。

3 电气自动化中人工智能技术的实践应用

3.1 人工智能与电气设备的融合

人工智能技术在电气工程中的应用，能够改变传统电气设备的设计和运行方法，满足电气工程的实际需求，代替传统电气设备完成更复杂的程序，全面提升电气设备的稳定性、可靠性，电气维修的成本也会显著降低。电气工程中电气设备与人工智能的结合，能够提升工作效率，降低运行成本，简化操作流程，保证满足人们的各项需求。人工智能技术通过简化电气工程操作界面，利用各项指令指挥电气设备完成工作，工作效率和查询效率得到显著提升。

3.2 能够有效排除故障

如果发电机和发动机等电气设备长期处于运行中，会加重设备运行负荷，出现安全隐患。在电气设备运行中，需要根据实际运行情况进行分析，避免安全事故出现。在排除故障问题上，传统方法不仅耗费大量时间，且需要利用变压器油气体进行故障查找，在收集和检验环节耗费大量的人力、物力和财力，检验准确率也相对较低。人工智能的应用，可以借助模糊理论技术和神经网络诊断出电气设备存在的安全问题，并进行自动诊断，能够有效排除各项故障[7]。

人工智能技术也能够对设备运行故障问题进行诊断，当前常用的诊断方法主要包括三种，分别为基于案例诊断、基于故障推理和利用故障树模型进行诊断。三种方法可以联合使用，也可以只使用一种。在诊断上，积极开发了人工智能算法，并充分结合数据采集技术和传感技术，设计出了故障诊断系统，能够及时并精准地找到故障点。诊断系统包括故障诊断规则库、故障推理机、故障诊断过程解释机、故障诊断数据库等，相比于传统查找方法，人工智能系统的应用有效缩短了查找时间，降低了维修成本。

案例库收集与故障相关的知识和案例，可以直接提取相关参数，参考案例特征对案例进行归纳整理，为系统推理提供参考基础。故障诊断阶段提取故障特征，利用人工智能敏感特征对比方法进行诊断，能够有效发现设备存在的故障，并做出有效的处理[8]。

3.3 在产品设备中的实践应用

电气设备的设计工作涉及多种学科和内容，对设计人员的专业水平有较高的要求。为了保证设计的电气产品具有科学性、可靠性特点，需要在设计中积极融合科学设计和知识、经验。人工智能的应用有效解决了以上问题，不仅能够代替人脑解决繁琐的计算工作，也能够模拟程序，有效提升工作效率，缩短设计周期，最终设计出的产品也具备科学性特点，实用性较强。但是，其对设计工作有一定要求，要求设计人员对于智能软件的应用和设计有丰富经验，设计出符合不同需求的产品[9]。

3.4 能够实现电气工程的保护功能

利用人工智能技术控制电气工程时，操作人员采取特殊的控制工具能够远程控制电气设备的运行情况，确保电气设备实现停止和复核操作。在人工智能技术的控制上，需要技术操作人员设置好数据，确保数据设置的科学性，从而有效管理电气工程。在设备运行中，操作人员收集并整理好电气工程相关的运行数据，为了保证软压板在运行中不会受到影响，使用时需要修改相关参数。

在电气设备运行过程中，人工智能技术能够依据运行日志自动制作成表格和曲线，通过查看曲线和表格，工作人员就能够对设备的运行情况有一定了解，从而高效地管理设备运行状况。

人工智能技术也能够实时检测电气设备的运行情况，一旦数据出现异常，能够第一时间作报警处理，并记录好异常的数据。电气工程运行过程中，会有多种故障出现，导致电气工程自动化水平受到影响，也会影响电气工程的正常运转。应用人工智能后，电气工程的整体工作流程能够得到优化，并实时追踪设备的运行情况，保障设备能够实现良好运转。为了能够共享电气设备的运行情况，需要借助人工智能技术构建云平台，监测设备的运行情况，并将相关数据传送到云平台上，管理人员就能够通过云平台对每一台设备进行监控。

与传统的人工巡航相比，人工智能技术的实效性更强，能够实现大规模的监控工作，有利于全面提升电气工程的运转效率，提升企业的经济效益。