人工智能技术在电气自动化控制中的应用研究

2022-09-16李新秀

科技资讯 2022年18期

李新秀

(银川科技学院宁夏银川 750021)

人工智能技术融合了很多先进的技术，比如计算机技术以及电子技术等，它的主要特征就在于智能化、自动化，当下被人们运用到了诸多领域之中，取得了良好的成绩。人工智能技术应用到电气自动化控制之中，在提升实践工作质量和效率方面都起到了重要的辅助作用，使其获得创新与发展，使控制变得更加安全和稳定，对于现代社会的发展有着深远的影响[1]。

1 人工智能技术所具有的优越性

1.1 稳定性

将人工智能技术在自动化系统之中加以良好的运用，可以完成对各类设备的自动检查和维护，从而高效地对设备中所存在的危险隐患加以判断，将之反馈给相应的部门与人员，从而能够及时地对其进行处理的设备，保证其能够持续维持稳定运转的状态，并且也可以运用人工智能来实施设备全面检修工作，然后定期发出预警，让员工来检修设备，确保电气自动化能够安全、稳定地运转[2]。

1.2 便捷性

将人工智能技术在实践中加以合理的运用，能够促进电器自动化控制工作整体效率的不断提高，这方面的应用主要有该技术衍生而来的模糊控制以及专家系统等。有了专家系统的支持以后，工作人员只要输入相应的指令，系统就会自动按照这一指令去实施工作，它会快速地计算控制的最佳理论数据，然后优化控制工作，工作人员只要按照这些结果来实施操作，就可以控制好自动化系统，这样的操作是很简便的，效率也很高[3]。

2 人工智能技术在电气自动化控制中的应用现状

为了保证电气设备的设计质量，就需要有完善的理论知识进行支持。同时由于电气设备设计非常复杂，还有着系统性的特征，所以对于设计的有效性也有着很高的要求[4]。人工智能技术的实践运用促进了人工智能控制整体水平的提升，这主要表现在以下几点。

2.1 数据的采集及处理功能的实现

人工智能技术能够自动化地采集电气设备的数据，在进行生产的时候，就能够自动化地处理、保存有关数据，电气自动化控制的效率更高。

2.2 系统运行监视机报警功能的实现

利用这一功能实时地监控电气设备的主要设备的模拟数据，这样才可以更加合理地对电气设备的开关量进行实时监控，记录这些电器设备的运行状况，如果出现异常的话，还会发出电话报警，从而及时地发现问题，并采取有效的措施进行处理。

图1 人工智能在电气自动化中的应用

2.3 操作控制功能的实现

实现电气自动化控制以后，就可以利用键盘以及鼠标来控制电气系统，只需要通过对于相关程序的控制就能够进行同期并网带负荷或者体积的操作，控制的效率会有很大的提升，从而能够更好地满足工业发展的需要[5]。

2.4 故障录波功能的实现

该功能主要是用来模拟故障录波的，可以通过持续的监测设备波形来分析其运行状态，一旦出现异常波形，则及时地进行故障录波，并提示中控系统进行设备检查，这样可以使得电气设备的运行更安全、更有效率。

3 针对人工智能技术在电气自动化控制中应用的研究

3.1 在电气控制中的应用

电气自动化运行方面对于人工智能技术的应用有几种形式，就电气自动化系统来看，电气控制属于其中较为关键的部分，对于电气自动化的发展有着重要的作用。运用人工智能技术能够有效地降低在电气工程生产方面的投入，使生产的速度更快。在电气控制方面，应用人工智能技术，主要有3 种形式，分别是神经网络控制、专家系统控制以及模糊控制。其中模糊控制主要就是依靠交流以及直流传动这样的电气传动对工程的运行产生影响，如果通过交流传动无法处理问题，就会利用模糊控制器去进行运行，如果是直流传动有问题，通常是采用模糊逻辑控制里面的Mamdani 以及Sugeno来实现[6]。

3.2 在电气设备中的应用

为了在工业生产中能够更加高效地应用电气自动化技术，就需要相关人员了解这一技术涉及的科学知识，同时，对于操作工人也需要提高要求，需要他们掌握相关的专业知识，并能够熟练地处理有关业务。工作人员还需要增强工作责任心，认真负责地完成电气设备的操作工作。要想实现人工智能和电气工程的结合是要依靠代码语言来实现的，利用计算机进行语言的编写不但能够降低人们的工作强度，同时还能够提高运行的精确性，使电气工程能够获得更好的发展。

3.3 在日常操作中的应用

人工智能技术的发展以及应用，对电气工程发展有着很大的推动作用的，改善了电气工程的运行。通过优化电气界面的控制流程，将有价值的研究结果保存下来，这是电气化发展非常重要的依据[7]。

3.4 在故障与事故诊断中的应用

人工智能能够自动化地处理电气运行期间的某些突发情况，比如：在制造业对于电气自动化的应用，本身很多产品的制造步骤都是很复杂的，这也导致其在制作过程中会容易出现各种各样的突发情况。以往人们在对生产用具进行检测的时候，通常其操作的流程都是相当复杂的，检测结果也容易出现偏差。例如：如果变压器出现意外，以往操作人员会将变压器的油取出来一部分，并采用化学方法对其进行处理，将由此形成的气体收集起来，再利用专门的方式对气体类型进行检测，利用实验数据进行推论，然后找到是哪里出现了问题。这种做法需要投入大量的人力与时间，而且其准确度也并不高。而采用人工智能这样先进的技术，运用模糊理论、专家系统以及神经网络等，就可以更加高效、准确地对故障进行检测，大幅度地提升诊断的质量[8]。

3.5 在电气传动控制过程中的应用

对于电气传动操作来说，人工智能主要是体现在直流以及交流传动上面。所谓的直流传动也就是通人工神经网络以及模糊逻辑调控，交流传动则是由模糊逻辑以及神经网络所组成的。人工神经网络是装备了函数估测装置，有着一致性和非线性的特征，在进行电气传动控制的过程中，不需要利用控制系统的模型就可以进行控制，而且其对反嗓音变化的反应是比较迟钝的。而人工神经网络就可以通过自身的并行结构来迅速地对传感器获得的信息进行反应，如监控系统以及诊断系统等都是人工神经网络的常见应用方式[9]。

3.6 将其运用到电气设备设计之中的效果

电气装置的构造是很复杂的，在设计的过程中，需要应用到电路理论、电气理论以及设计理论等，只有将它们有效地结合起来，才可以进行科学的设计。可以更加科学准确地分配生产过程的各个步骤，将之和企业员工的岗位情况进行结合，优化物资、人力的配置，提高资源的利用率，大幅度减少生产的损耗，生产成本较少，并且在新产品的研发方面运用效率较高，同时还能够提高产品的生产质量[10]。比较常用的有两种方法，一种是遗传算法，另一种则是专家系统法。其中遗传算法其计算的目标就是决策变量的编码，通过对于舒适度这一数据的查找来确定主要指标，并对指标的优化进行指导，通过这样的方式，能够使电气设备的策划思路变得更加清晰，能够明确具体的操作过程，提高了电气设计的质量，对于提升电气自动化控制的水平有着良好的作用。

4 电气自动化在人工智能应用案例

随着人工智能技术逐渐发展，国内各电网公司纷纷启动智能电网建设，且成效显著。因此，便以智能电网建设为例，剖析电气自动化中人工智能技术的实际应用。

4.1 电网监控上将人工智能加以良好的应用

智能监控在整个电网中属于最为重要的一个部分，借助人工智能仪器设备，能够对电力系统内所有的设备运行情况以及运行中涉及的信息数据加以掌握；智能监控可以为人们提供数字化的图像显示，从而将电力系统运行过程中的信息进行全面的记录，为管理人员的工作提供了极大的便利和数据支持。当下智能监控系统中也引入了远距离操作功能，使电力设备的工作效率有了显著的提高，不但可以提升人力资源的利用效率，而且可以对电力系统的运行稳定性加以根本保障，提升了我国电力企业的自动化水准，符合我国电力发展的需求。其在针对电力系统中各类运输线路结构实施全面的监控的时候，会首先对分布分层式的系统结构进行分析，而且随时监督并记录各层的温度变化和工作状况，并及时反馈。

4.2 将人工智能运用到电网运行之中

电网自愈通常都是由自我预防以及自我恢复两个方面组合而成。自我预防就是指运用传感测量以及仿真分析来完成电网运行情况的全面监控，这样就可以及时、高效地对系统中所存在的问题加以准确的判断。自我恢复是指故障发生时，采用自动控制方法快速隔离或快速恢复故障，以免对电网的供电质量产生不利影响。就现有人工智能技术水平而言，这一功能的主要作用就是尽可能地控制故障对系统、设备运行产生的不良影响。