人工智能技术在电气自动化控制中的应用探析

卢雪莹 曾祥淦 杨荣霞 冯鸿怀

摘要：人工智能技术作为新时期科技发展的产物也最先进的技术之一，对于现代工业发展产生了巨大的推动作用，而随着人工智能技术的不断完善，也开始逐渐的应用于现实生活的多个领域中，尤其是与电气自动化控制的结合更是将人工智能技术的优越性发挥到了最大化，推动了电气自动化控制的发展。本文从人工智能技术特点和优势入手，重点对电气自动化中人工智能技术应用进行了详细介绍。

关键词：人工智能;电气自动化;应用

当今社会，经济飞速增长，面对这样的发展背景，社会各界开始对电气自动化控制提出了更高的要求，需求不断提升的过程中传统的电气自动化控制手段的滞后性开始逐渐显现，传统手段已经无法满足社会发展对于电气自动化发展的需求，人工智能技术的出现很好地弥补了传统自动化控制手段的滞后性，通过人工智能技术一方面能够大幅度的提升工作效率，另一方面还可以为企业和社会节省大量的工作成本，尤其是与电气自动化领域的结合更是为推动生产力发展起到了关键作用，人工智能技术作为新时期出现的一种全新的科学技术，借助人工智能技术能够代替更多的人类劳作，甚至可以替代人类从事更为复杂和困难的工作，同时现代化工业的发展必然离不开人工智能的支持，而现代化信息技术的出现和发展也为人工智能技术的推广应用提供了广阔的发挥空间，与电气自动化控制的结合可以有效的避免安全故障，保证电力系统的安全高效运行。

1.人工智能技术概述

1.1人工智能技术

首先人工智能是由计算机、数学、仿生学、心理学等多个学科融合在一起构成的一种综合性学科，其本质就是借助计算机来模拟人的思维，然后将模拟的原理通过推算过程应用到计算集中，通过这个过程让计算机来代替人类的大脑，将计算机转换为与人类大脑相似的智能化对象。人工智能的研究的内容就是借助计算机操作来代替人类完成相应工作。

1.2人工智能特点

人工智能尽管是依靠冷冰冰的计算机来代替人类完成一定的工作，但是它仍然可以在很多领域都得到应用，尤其是随着科学技术的不断发展，人工智能应用领域和应用程度都有了较大扩展。

首先人工智能借助计算机系统来处理相关工作有较高的稳定性和可靠性，并且不会像人工作的时候会有一定的情绪等因素影响，因为通常在技术研发阶段会融入智能电气数字化系统，这样可以大幅减少使用传统的设备，借助人工智能技术提升处理精度和工作效率，系统操作也会更加便捷，尤其是配合光纤技术，将人工智能应用在电气自动化中可以大幅度提高生产稳定性和可靠性，推动现代工业发展;其次人工智能有着较高的性价比，技术使用阶段需要对精度进行详细计算和分析，而随着信息收集技术的发展，人工智能和电气自动化控制的结合技能提升系统控制效果，也能较少大量的运营成本，因为相较于普通的控制器，人工智能可以更加高效的调节数据，而工作人员也可以根据电气设备特点和性能数据来调节数据或指定方案。

1.3人工智能技术优势

人工智能技术主要是借助函数相似器来对信息数据进行处理，由于其融合的学科技术多种多样，所以其控制方法也较多，借助函数相似器能够强化系统控制性能，例如借助模糊逻辑控制器能够有效调节相关数据，且相较于一般的函数计算器有更快的反应速度;其次能够简化系统控制使用方法，相比传统控制器而言，人工智能技术能够改善控制器调节性能，所以即便是不具备多学科知识，同样可以设计相应的语言，处理对应的信息，通过强化信息处理能力来降低系统控制难度;再者人工智能具备高度一致性，例如传统控制器职能针对某一个对象进行控制，但是人工智能不需要考虑数据是否为特定或者未知对象，都能保持一致的控制效果。

2.人工智能技术在电气自动化控制中的应用

2.1在电气设备故障诊断中的应用

借助人工智能技术处理电气设备故障诊断主要是利用模糊理论、人工神经网络以及专家系统来实现的，可以实现对变压器、发电机、电动机等装置的故障诊断。以往面临的问题是，一旦电气设备出现故障，往往会导致整个系统出现复杂的问题，若借助传统处理手段很难及时准确的查找故障根源，而人工智能技术由于具备高度一致性，不需要考虑数据是否为特定或未知对象，都可以对执行器、元部件或传感器等故障进行及时诊断，例如发电机设备故障由于具有非线性特点，所以故障相对复杂，人工智能技术发挥模糊理论和专家系统的作用，可以大幅度的提升。图1显示的人工智能诊断方法：

2.2在电气控制过程中的应用

电气工程自动化实现必须要提升自动化控制效率，只有这样才能够更有效的提升工作效率和工程科学化，通常人工智能技术应用相对集中，与电气设备故障诊断相同，同样是利用了模糊理论、人工神经网络以及专家系统来实现，通过模拟人类大脑神经分活动来创建控制模型。

人工智能模糊控制本身就属于自动化控制系统，所谓模糊控制就是要求被控制对象在模糊模型基础上，构建模糊控制器，通过模糊推理、模拟语言变量，同时依靠专家系统的经验借助计算机控制系统构建闭环数字控制模型。这种控制流程主要是基于直流、交流传动来实现，前者传动控制是Segeno，调速控制则为Mamdani，而后者模糊控制器主要依赖人工智能。

专家控制主要是发挥专家经验的作用，相较于模糊理论和人工神经网络更加灵活，实用性较强，能够大幅提升电气设备运行效率，保证设备安全运行，以专家系统为主体结合控制理论技术来实现人工智能控制。

2.3在电气设备操作用的应用

电气设备涉及到很多领域，其内部构造也相对复杂，电气设备运行过程中，由于机械结构比较复杂，所以操作流程也比较繁琐，所以只有保证每一个流程准确运作才能确保电气设备安全稳定运行。传统的电气设备操作是由人工完成的，所以操作过程势必会受到人为因素影响，例如出现操作不规范、操作失误等问题，影响电气设备运行效率，甚至威胁工作人员的人身安全。而人工职能借助人工神经网络和专家系统融入到电气设备操作中，不需要考虑操作对象，只需要输入对应参数，电气设备就会按照参数要求自主的运作，不仅过程简单，还可以避免人工操作失误，提高电气设备运行安全性。另外，借助人工智能技術还可以实现对电气设备的远程操控，甚至不需要进入到设备生产场所就可以实现现场管控。

2.4人工智能技术应用实例和效果

以某火电厂为例，电气设备构成包括4个发电机，其中前三个为12mw容量的，最后一个为15mw容量的，包括5个主变压器和1个备用变压器，东西段母线为110KV，其余为35KV，2017年开始应用人工智能技术。人工智能技术的介入首先减少了人工操作量和工作人数，并且一年的时间内火电厂电气故障只有4起，并且在发生故障的时候，自动化控制系统及时的检测出故障并做出了处理，一年的时间火电厂经济效益提升了近40%。从这一应用实例足可以看出人工智能技术的优越性。

3.结论

综上所述，人工智能技术通过发挥多学科知识，利用模糊理论、人工神经网络以及专家系统等技术可以大幅度的提升电力自动化控制效率，同时还可以增强生产作业的安全性，作为电气自动化控制实现的基础和保障，人工智能技术的出现可以为人们的生产生活提供多种便利，而与电气自动化控制的结合也更能够发挥人工智能的技术优势，使得整个系统更加智能化，逐步的提升工作效率，保证系统安全稳定运行。

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