智能化技术在电气工程自动化控制中的应用研究

时间：2024-07-28

王建宏，王涛，王渊，杨志伟，贾荣兴

（国网榆林供电公司，陕西榆林 719300）

0 引言

随着我国电气行业的飞速发展，电气行业对智能化技术提出了更高要求，对电气工程中的自动化控制水平也有了更高要求。传统自动化技术难以满足现今社会发展的需求，为促进电气工程自动化控制的进一步发展，需不断创新、优化智能化技术，同时不断引入新型智能化技术[1]。电气工程自动化控制主要通过计算机、人工智能达到自动化控制目的，可协助人们更好地管理相应设备，提高电气行业的生产效率，降低员工的劳动强度，提高电气行业的生产效果。

1 智能化技术的发展现状

智能化技术是计算机技术不断发展的一种衍生产物，也是一种人工智能技术。这项技术的应用与计算机技术的发展水平呈正比，也是通过复杂的计算机编程、信息收集与分析达到目的。最初，智能化技术仅能识别图像、数字，然后根据已经设定好的程序作出反应，有效减少人们的重复工作量，缓解人们的实际工作压力，可辅助人们提升实际工作效率和工作质量。在智能化技术的价值展现出来后，智能化技术逐渐在一些危险行业、工作环境恶劣的地方承担着比较重要的工作，从而达到进行有效工作、保护工人人身安全的目的。随着智能化技术的不断发展，智能化技术开始在电气工程中应用，提高了电气工程自动化控制的安全性和有效性，可通过提前设置好的智能化程度，更精准地对电气设备展开相应的操作，从而达到提高生产效率、降低生产隐患、实现安全运行以及增加效益的目的。在自动化控制中应用智能化技术，可增加电气工程的自动化控制功能，如自动检测、自动调节等。但是，随着社会的不断发展、不断进步，人们对电力行业运行、电气工程自动化控制的水平与效率提出了更高要求，电气工程自动化控制功能与水平得到进一步优化，从传统的自动检测和自动调节功能逐渐演变为自动检测、自动控制、自动调节、系统自我修复、元件安全保护以及开关自动控制等功能（见图1），很好地解决了传统自动化尚存的控制缺陷，改善了传统自动化应用局限性，可有效促进自动化控制继续发展，提升电气行业的智能化水平[2]。但是，随着我国环保政策的深入推广，在环保背景下如何进一步促进电气行业发展，提高电气工程自动化控制的智能化水平，实现可持续发展，成为一个新问题。

图1 电气工程自动化控制图

2 智能化技术的具体应用

2.1 控制领域

自动化控制系统（见图2）在电气行业中应用具有整体智能水平较好、囊括多个功能与程序且整体统计了多个被控制对象等优点。传统自动化控制过程中需要员工进行人工操作，才能达到控制设备进行操作、生产的目的。但是，在实际应用过程中，电气行业具有较多的电气设备，员工在人工操作过程中需要不断变更被控制对象。这种操作具有较高的复杂度，系统运行存在一定难度，对员工的人工操作水平要求较高。因此，传统电气工程自动化控制系统难以实现全面、高效的控制。但是，随着智能化技术的发展与应用，传统自动化控制不断进步与发展。现今应用的智能化技术囊括神经网络控制技术、模糊控制技术等。这些技术具有较高的智能化水平，不仅可实现全方位自动化控制，还可促进电气设备安全运动，可进一步提高自动化控制的水平及效率。近年来，有研究学者[3]根据多年研究实验表明，神经网络技术在自动化控制领域中应用可实现全自动化控制，可根据不同的控制线路达到不同的控制效果，可进一步优化电气工程自动化控制系统中的各个环节，使各个环节实施高效率、高精准的控制。

图2 自动化控制系统

2.2 故障诊断领域

故障诊断、故障维修、机械保养等都是影响电气工程自动化控制系统正常开展工作和维持高效率、高质量生产的主要影响因素。电气设备多种多样，易被各种因素影响而诱发故障，影响电气工程自动化控制系统的正常运行，甚至会造成“灾难”。想要保证电气工程自动化控制系统始终正常、安全、有序运行，必须提高各种故障的诊断、识别、维修能力。正常情况下，电气设备发生故障前会有一定故障征兆。利用智能化技术，在电气工程自动化控制系统中设置相应的识别程序，可提高电气工程自动化控制系统的故障诊断和识别能力。先进的智能化技术具有强大的诊断、分析能力，可有效分析、判断不同的电气设备故障。所以，为提升电气工程的自动化控制水平，需积极应用智能化技术才能在满足目的的同时为自动化控制带来新的发展方向，才能不断改善电气工程的控制现状，不断提高控制质量，不断提高设备运动安全，及时发现、诊断、识别各种电气设备故障。比如，变压器是电气工程中的重要设备，必须保证变压器的性能，保证其始终稳定安全运行，才能保证电气工程自动化控制系统稳定安全运行。通过应用先进的智能化技术可进一步提高变压器的安全性，保障电气工程自动化控制系统安全稳定运行，有效避免变压器故障导致的电气工程重大损失。

2.3 设计领域

电气工程设计是一项难度非常高、复杂性较强的工作，见图3。传统设计活动是通过各类模型达到设计、模拟实验的目的。但是，这种状态下的设计往往存在较多缺陷，在实际生活中的应用价值不高。比如，通过传统设计活动设计的自动化控制系统往往无法在问题出现前进行有效预警，无法提前识别征兆，无法及时提醒操作人员停止操作，检修问题。此外，电气工程自动化控制系统设计非常复杂，所用模型也比较复杂，若设计与模型不相配，则会进一步提升设计复杂性，进而诱发数据延迟等严重问题。智能化技术应用于电气工程自动化控制系统，可提供多维度设计模式，数据运算精准，所以设计的系统程序往往更符合现今应用的电气工程自动化控制系统的实际需要。在电气工程自动化控制中应用智能化技术，能够进一步优化设计领域。比如，可以利用CAD软件进一步优化系统的设置装置，提高实际设计的有效率，促使设计更加精准可靠。应用智能化技术还可进一步提高设计方案的质量，促使设计工作更快捷、高效。