试论人工智能在电气工程自动化中的应用

孙传鹤

（东北电力大学，吉林 吉林 132000）

随着互联网与5G 技术的发展，人工智能与电气工程领域的结合程度加深，在此背景下，人工智能已经成为电气工程的主要发展方向。传统电气工程的控制逻辑较为简单，具体包括M 型与S 型控制方案，与此同时，还提供了模糊化、知识库与神经网络等多种技术模块，虽然技术模块的加入，在一定程度上提升了控制效率，但是，在电气工程智能化发展中产生的作用不明显。鉴于此，将人工智能引入电气工程成为必然选择，需要有关人员做好数据采集、设备管理与生产监控等工作，由此发挥人工智能应用价值。

1 将人工智能用于电气工程自动化的意义

现阶段，人工智能已在诸多领域得到了广泛运用，而将人工智能用于电气工程，一方面能够提升管理效果，另一方面可以确保工程有序推进，其所具有的意义可以被归纳为以下几点。

1.1 提高安全系数

实践经验表明，新时期，基于常规管理模式对电气设备进行管理所能取得效果变得十分有限，通常无法使设备可靠性、安全性得到有力保障，原因在于仅凭借工作人员的力量，难以做到24h 监控电气设备。引入人工智能可以有效解决该问题，在全方位监控的前提下，针对设备情况自行采取相应的解决方案，以免由于长时间带病运行，致使设备无法达到预期寿命，或是使现场人员安全受到威胁。

1.2 保证控制精度

常规电气自动化极易受到外界因素的干扰，进而出现不必要的问题，导致控制效果无法达到预期，合理应用人工智能可以降低外界因素所产生影响，在保证设备稳定运行的前提下，使控制质量得到大幅度提升。人工智能可以取得该效果的原因，主要是该项技术能够提前设定操作步骤，并通过发布相应指令的方式远程控制设备的运行，与常规人为操作相比，其所表现出的有效性及可靠性均能够达到理想水平。

2 电气工程自动化中人工智能的应用策略

当今社会，电气自动化建设工作需紧跟时代发展脚步，实践经验表明，将人工智能与电气工程充分结合，可以在减少工作量、降低工作强度的前提下，使工作效率得到大幅度提升，在此背景下，各地电气企业纷纷选择引入人工智能，希望能够凭借人工智能提高设备安全系数，使生产质量及效率最大程度接近预期。

2.1 数据采集环节

人工智能在采集数据方面同样具有无法比拟的优势。研究发现，一旦电气设备发生异常，相关运行数据便会出现相应的变化，以往所采取管理模式，无法做到全面、实时采集设备数据，导致电气工程所展现出自动化水平始终无法达到预期，如果技术人员能够依托人工智能对数据进行采集，则可以使上述问题得到有效解决，这样做的优点主要是凭借先进设备或软件采集设备数据，对比所采集数据和历史数据，判断设备是否存在异常，通过传递信息或是发布预警的方式，将设备情况及时告知工作人员，确保工作人员能够及时了解设备所存在问题和故障点位置，结合问题成因采取相应的解决措施，使管理工作发挥出应有作用，在提升工作质效的同时，将设备故障给系统运行、企业生产所造成负面影响降至最低。

2.2 设备管理环节

基于人工智能对电气设备加以管理，既能够使电气工程所具有自动化水平得到提升，又可以使电气系统的运行质量最大程度接近预期，人工智能之所以具备以上效果，其根本原因如下：首先，对人工智能加以应用，可确保技术人员对设备状况具有及时且准确的了解，管理质效自然能够得到不同程度的提高。日常工作中，技术人员只需要根据各个设备所展现出的状态，远程发送相应的指令，便能够实现对设备的科学管理，与此同时，系统资源也能够获得更加充分的利用。其次，将人工智能用于设备管理，便于技术人员针对系统在各个阶段的状态，发布相应的指令，确保潜在问题能够被及时发现并得到解决。最后，将人工智能与设备管理相结合，可以使管理效果得到全方位的优化，随着远程控制、无人控制等模式的加入，设备管理工作所消耗资源大幅度减少，该项工作的成本也将得到有力的控制。

2.3 生产监控环节

传统的电气自动化极易受到外界因素影响而失误，导致控制质量无法达到预期。引入人工智能技术，可以降低外界因素所带来的影响，确保设备运行质量达到预期水平。人工智能具有该作用的原因，主要是其能够提前设定操作步骤，通过智能指令远程控制设备，确保设备始终处于稳定且高效的运行状态。现阶段，虽然多数电气企业均已认识到自控系统对电气工程的重要性，并结合自身情况开发了相应的系统，但受技术制约，既有系统在生产监控方面的表现往往难以达到预期，例如，被动开展各项工作，再例如，无法及时发现故障并发布警报，导致电气工程无法按照预期计划有序推进。对人工智能加以运用，则能够有效解决既有系统所存在问题，全新系统和既有系统的区别如下：全新系统可以实时采集各项参数，全方位对比并分析历史数据、采集所得到的数据，判断系统发生欠压故障或超载问题的概率，结合实际情况调整参数或是进行检查，确保潜在隐患能够得到有效消除，将设备受到损伤的概率维持在较低水平。

2.4 故障诊断环节

常规管控方式无法充分保证电气设备的可靠性与安全性，改用人工智能则能够有效解决该问题，通过全面监管的方式，确保电气设备潜在隐患被及时发现并得到解决。将人工智能用于故障诊断的策略如下。

（1）排查诊断。随着时间的推移，电气设备往往会出现不同的故障，此时，便需要技术人员对故障进行系统且高效的排查。新时期，常规排查模式所存在不足逐渐显露了出来，以变压力为例，常规排查方式需要先收集变压器油所分解气体，再分析气体情况，从而得出最终结论，这样做不仅要耗费大量的精力与时间，其准确率也难以得到保证。对人工智能加以应用，可以有效解决常规模式的问题。人工智能故障诊断涵盖专家系统、模糊理论以及神经网络，可以快速确定电气事故发生位置和事故原因，依托人工智能排查并诊断故障的步骤如下：首先，酌情对新型控制器进行配置，并在自控系统中写入相关指令；其次，依托智能芯片处理图像、分析数据并诊断电路，全方位掌握变压器及其他设备的运行状态；最后，结合各项数据，对设备是否存在异常加以判断，启动诊断故障和发布预警等程序，确保潜在问题能够及时得到处理。在此过程中，人工智能的作用主要体现在以下方面：一是实时收集并分析设备运行数据；二是清晰、提取特征量；三是判断设备状态、剩余寿命。

模糊逻辑诊断、专家智库等技术均能够提高排查诊断工作的效率，其中，最应当引起重视的技术为专家智库。基于专家智库所开展故障排查、诊断工作，强调以设备运行参数为依托，提取特征参数并全面分析，通过对比数据曲线的方式，确定故障种类与成因，随后，系统便可以凭借既有智能算法，自动生成相应的诊断报告和解决方案。

（2）发布预警。研究发现，正常工况下，控制系统均会经由传感器等设备，实时采集设备参数、温湿度、电流及电压值，随后，再将所采集数据同步至后台，对数据进行处理，并将经过处理的数据转化成数字量，通过对比数字量的方式，了解设备运行状态。若所采集参数和预设参数之间有较大出入，则代表设备存在异常，此时，系统便会发布相应的预警，将设备情况告知工作人员，由工作人员对设备进行相应的检修，以免由于问题进一步发酵，导致设备完全损坏。人工智能和传统预警模式的区别主要体现在以下方面：人工智能强调实时监测并采集数据，先对经过处理的数据进行分析，再结合数据变化趋势判断设备状态，及时发现并处理潜在问题，以免设备受到难以挽回的影响。

3 将人工智能用于电气工程自动化的效果

3.1 模拟控制层面

电气工程所涉及电气设备的种类和数量较多，常规控制方法需要先分析设备情况，再设置相应的控制程序，不仅要消耗大量精力与时间，还难以保证控制效果。基于人工智能对电气系统加以控制，能够使控制效率得到大幅提高，这是因为人工智能控制强调以数据库参数为依据，通过智能化调整的方式，简化设置程序、检测设备的步骤，其所具有优点主要体现在以下方面：首先，人工智能的加入，使得工作人员可以借助设备或仪器对系统进行实时监测，由此达到精准监测、全过程管理的目的。其次，系统能够自行切换运行状态，根据实际需求进行制热或是冷却。最后，合理应用人工智能，便于工作人员全面了解系统是否存在故障，以免造成不必要的问题。

3.2 闭环控制层面

对处于运行状态的电气设备而言，基于人工智能展开闭环逻辑控制，通常能够取得事半功倍的效果。闭环逻辑控制强调先获取被控制方状态，将相关参数同步至输入端，并对所获取数据和预设值一一对比，再根据二者所存在差别以及问题成因发布相应的纠偏指令，确保输出值能够达到预期。事实证明，对闭环逻辑控制进行应用，可以在不进行人为干预的前提下，最大程度降低外界因素给设备所产生的影响，延长设备寿命。要想使其作用得到充分发挥，关键需要做到以下几点：一是提前编写控制程序，根据实际情况确定预设值、偏差范围。二是实时监测设备情况，保证设备始终处于稳定且高效的运行状态，酌情简化控制流程，降低控制难度。三是考虑到设备性能、外界环境均处于不断变化的状态，因此，技术人员需要将研究整定数值所具有合理性的工作提上日程，综合分析设备情况、外界环境以及行业标准，对整定数值做出相应的调整，确保各项数据均具有实际意义。

3.3 远程控制层面

以往电气系统多由人工进行控制，该模式存在以下弊端：首先，是人工控制会被时间、空间所制约，无法做到不间断监控；其次，是人工控制对人员能力所提出要求极为严格，只有理论基础坚实、专业能力突出且实践经验丰富的人员，才能使控制效果达到预期；最后，是系统存在无法手动控制的部分，人工控制所能取得效果十分有限。将人工智能用于系统控制，可以有效解决上述模式存在的不足，在保证控制效果的前提下，节约工作成本与时间。

4 将人工智能用于电气工程自动化的注意事项

4.1 设计环节

电气系统具有内容烦琐、结构复杂等特点，只有将操作相关设备的工作交由经验丰富的人员负责，才能将误操作的概率降至最低，并使电气设备自动化运行的设想成为现实。对人工智能加以运用，可以有效弥补人工在脑力及体力方面所存在的缺陷，在减轻工作负担的同时，使工作效率达到预期。

4.2 故障诊断环节

作为电气自动控制极为重要的一环，模糊控制强调以模糊控制器为依托，对人工智能与电气设备进行科学结合，由此达到对电气设备进行科学管控的最终目的。以直线电动机为例，传统控制模式极易被负载所影响，导致电机无法稳定运行，改用模糊控制则能够避免该问题出现，在保证控制精度的前提下，使设备得到稳定且安全的运行。

5 结语

综上，将人工智能用于电气工程，可以取得显著的应用成果，有利于提升工程现代化水平，并确保控制效率达到预期要求。在人工智能实际应用中，建议有关人员明确技术应用要点，通过引入各项技术，做好电气设备数据采集、监控管理、故障诊断等多项工作，并及时识别与诊断电气故障，使得人工智能在电气工程领域获得高效应用。另外，人工智能是电气自动化控制的发展趋势，因此，有关人员还应科学分析技术应用优势，合理选择相应的技术方案，确保电气工程发展能够展现出智能化、现代化特征。