【工学论文】智能化技术在电气工程自动化中的应用

 【摘要】电气工程的智能化主要有图像识别、机器人、专家诊断、语言处理系统等。电网主要研究与电气工程相关如系统运行、信息处理、电力电子技术、计算机信息处理和应用等领域。本文旨在介绍人工智能技术在电气工程自动化中的应用。

【关键词】电气工程 人工智能 应用

1.概述

近年来，我国的许多电力相关行业伴随着电力产业的快速发展而取得了巨大进步，其中电气工程自动化技术势头迅猛，是进步幅度最大的技术之一。推动电气工程自动化技术进步的主要因素当属智能化技术的引入和应用。和人脑的运行机制一样，要实现电气工程的自动化控制，就要进行收集、整理、决策和反馈电气设备的运行信息，这恰恰就是智能化技术的应用领域，而且通过计算机的智能化技术，能够有效推动电气工程自动化的发展。不能否认，人工智能技术对于目前的电气工程自动化控制领域已经取得了非常不错的应用成果，但还有很大的应用潜力需要挖掘，距离彻底代替人工实现完全的自动化还有一段距离。

2.理论分析

从20 世纪中期以来，智能化技术被提出，之后也一直在不断地发展，虽然经历过波折和低谷（有学者对智能化取代人类进行决策控制提出质疑），但总体而言，智能化技术所取得的应用成果是值得肯定的。它是一门涉及到包括心理学、行为学、运筹学、信息学、应用数学和计算机科学等许多学科在内的交叉学科。智能化技术，顾名思义就是将机器或计算机系统模拟人脑从而具备类似的智慧，能够模拟人或动物处理事件的模式来实现对决策的控制。同时，计算机编程以及计算机科学技术的发展更是促进了智能化信息技术的飞速进步。现在的智能化技术主要依赖于计算机编程软件进而模仿人类大脑，很大程度上带动了电气工程自动化的发展。

实际应用当中，智能化技术的不断进步一直是提高电气自动化控制水平的关键，具体内容包括电力电子技术、电子信息的采集与处理等。在日常作业中，智能化技术在电气工程的自动化控制领域的研究不仅仅只停留在理论方面，在电力生产、流通以及分配等环节中都能够经受实践考验。作为计算机科学的重要分支，智能化技术与电气工程的自动化控制领域需紧密相连，这不仅有利于人力资源的合理配置，缓解了控制人员的工作压力，也从根本上将工程的运行能量进一步的释放，减少了不必要的资源浪费和运行闲置，作业效率也大大提高了。

3．智能化技术的优点

在电气自动化领域实现智能化控制的过程中，最大的优势就是利用了控制模式的智能化。和以往的完全依靠控制人员的传统控制器相比，智能化控制器具有许多突出的优点，具体表现在以下几个方面：

(1)不必建立精确的控制模型

智能化技术是基于对人脑控制机制的模仿，在信息判断和处理上与人脑类似，一定程度上能够完成对模糊状态、不确定信息的处理，这是传统控制器所无法实现的。而电气工程的自动化控制过程中采用的是传统控制器的话，就必须要对被控对象建立精准的数学描述模型，控制过程中任何意外的、超出模型描述的事件必须杜绝发生，具体方法就是根据被控对象的数学描述模型建立相应的控制模型，依照控制模型实现电气工程的自动化控制。由以上分析可知，传统非智能控制方式在现实中总会受到一些事先无法预测的客观因素的影响，很难取得好的效果，因此智能化控制方式的生存能力明显强于传统控制方式。

(2)电气系统的实时调整

智能化控制还有一个巨大的优点就是控制的实时性。具体表现为对系统状态进行连续监控的连续。而且智能化控制技术的一个最大特点就是它能够沿时间轴方向对连续动态地信息进行采集，在电气自动化系统里表现为，对系统运行状态做到实时监控，还能依据电气系统状态的细小变化进行自我调整，确保电气系统始终保持在一个较为高效的运行状态。和操作人员的现场调整相比，引入智能化技术的不仅提高了系统调整的响应及时性，还增加了调整的细致性分析，这对最终实现电子系统无人控制的控制目标具有非常重要的意义。

(3)具有一定的通用性

传统的控制方法是基于严格的数学描述模型，因此对控制对象有着严格的要求。如果控制对象本身没有发生变化，而控制环境和运行参数发生了改变，还是会造成自动控制的效果不佳。和传统模式相比，智能化控制技术的现场控制能力明显要强，即使控制对象在一定范围内发生了变化，自动控制系统采集的数据也会发生明显的改变，智能化控制方式还是有很大几率做出合理的控制，保证自动化控制目标不低于最低标准。不过，控制效果还是由控制对象决定的，虽然智能化控制方式与传统方式相比具备一定的通用性，但是随着控制对象改变的幅度不断增加而优势会渐渐地丧失。具体的生产实践当中，不仅需要全面评价控制对象，还要对智能化的控制要求进行严格校验，全面考虑智能化控制中的各个环节，然后对自动化控制的方案再进行具体设计，从而实现电气工程的最佳控制。

4 智能化技术的应用

大量的实践表明，智能化技术已经在电气工程自动化领域得到了广泛的应用。具体包括智能控制、系统优化、故障诊断以及PLC技术等。

4.1智能控制

经过研究表明，电气工程控制技术的无人操作化、远程管理化和高效化，前提是电网实现智能控制。而引入智能化技术，实际上就是为了电气工程的自动化创造了一个良好的未来发展空间。电网的智能化控制不仅可以对系统状态进行实时高效的调整，保障电气系统的运行状态一直维持在相对较优的水平上，还能实现解放人力资源，具有良好的经济效益和社会效益。

4.2系统优化

自动化控制过程要做到科学高效，除了需要合理设计控制模式和控制器，还要对控制的电气设备也进行合理的设计。在传统的设计模式当中，设计人员要具备十分专业的背景知识（熟练掌握磁场、电力器件、电路等学科的基础知识）和丰富的设计经验，对自动化控制进行具体设计过程时，需要收集包括施工记录、设备的试验结果、设备的铭牌和出厂试验数据等相关参数来完成最终设计。而传统模式下设计的方案往往很难满足设计要求，并且无法更改方案内容。现在的设计往往根据计算机的辅助设计技术软件和有关CAD 造型软件来完成，并在设计中加入遗传算法进一步的优化设计方案。和传统的设计方法相比，自动化控制的现代设计方法在实用性和易修改性上方面都有显著地改善。

4.3故障诊断

由于任何工程系统都存在发生故障的可能，针对电气工程系统产生的故障，有必要对系统进行智能化控制进行有效防范。优秀的自动化控制系统能够及时的发现故障并进行相关检测。加上智能化控制技术具有实时、连续的监控能力，可以有效捕捉到故障早期、甚至故障没有发生以前的一些相关征兆，这对于及时准确的诊断出系统故障都具有重要的意义。同时，及时准确的故障诊断能力能够将电气系统由于故障引起的损失降到最低，甚至排除故障隐患，从而实现电力系统的正常运行。

4.4PLC 技术

基于PLC 的智能化控制技术不断深入研究，不仅实现了供电系统的自动切换保护，还能有效提高电气系统运行的可靠性、增强电气系统的自动化控制能力和监控能力等。

5 结语

综上所述，智能化技术的发展与应用已经同电气工程密切相关，具有自动控制化的特征，因此需要将智能化技术大量运用于电力系统的自动化控制领域。智能化技术对于促进电气工程的自动化发展、系统方案优化设计、故障诊断与维护以及实现PLC 控制等方面都有巨大的作用。实现电网的智能化还能有效地提高工程效率，充分解放人力资源，更好地服务于人类。

参考文献

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