智能技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制的應(yīng)用

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[摘要]隨著我國(guó)科技的飛速發(fā)展，智能化技術(shù)發(fā)展取得很大的成果，被應(yīng)用于眾多領(lǐng)域。在電氣工程自動(dòng)化控制中適應(yīng)智能化技術(shù)成為新的趨勢(shì)。智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中提高工程質(zhì)量等方面產(chǎn)生了顯著效果。簡(jiǎn)要介紹智能化技術(shù)特點(diǎn)，論述分析智能技術(shù)在熱電廠電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞]智能技術(shù)；電子工程；自動(dòng)化控制

1智能技術(shù)的研究

1.1人工智能的概念

人工智能是類似于人類大腦的計(jì)算機(jī)程序，其擁有感知與思維能力，具有巨大的發(fā)展?jié)摿?，人工智能是由人類制造出具備感知力的機(jī)器，通過(guò)了解智能的實(shí)質(zhì)，形成類似人類的智能機(jī)器。電氣自動(dòng)化是電氣信息領(lǐng)域的新興學(xué)科，極大促進(jìn)了電氣自動(dòng)化科學(xué)的發(fā)展。人工智能最早出現(xiàn)于70年代，是基于空間技術(shù)之后的尖端技術(shù)，目前人工智能技術(shù)已取得很大的成就，研究人員通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬人的思維與智力，為社會(huì)的發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。人工智能不可能超過(guò)人的智能，人工智能應(yīng)用主要是完成復(fù)雜的人工工作[1]。隨著科技的飛速發(fā)展，很多的企業(yè)單位采用現(xiàn)代化管理體系，使勞動(dòng)密集型生產(chǎn)模式發(fā)生根本性變化。我國(guó)的生產(chǎn)方式相比西方發(fā)達(dá)國(guó)家落后，生產(chǎn)效率不高。人工智能的研究勢(shì)在必行，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)的重要手段。

1.2人工智能技術(shù)簡(jiǎn)介

人工智能是開(kāi)發(fā)、擴(kuò)展人類智能的前沿學(xué)科，在學(xué)術(shù)界目前未形成對(duì)其權(quán)威的定義。專家對(duì)人工智能的內(nèi)涵從不同角度進(jìn)行了解讀，對(duì)人工智能的本質(zhì)看法一致。人工智能運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件。研究人類智能，結(jié)合數(shù)學(xué)、心理學(xué)等多種學(xué)科知識(shí)，人工智能技術(shù)應(yīng)用能有效促進(jìn)信息傳遞，刺激經(jīng)濟(jì)發(fā)展。上世紀(jì)70年代，人工智能技術(shù)取得初步的實(shí)踐成果，被應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，降低了工業(yè)生產(chǎn)能耗。90年代后，人工智能技術(shù)借助計(jì)算機(jī)獲得廣泛的應(yīng)用。開(kāi)始進(jìn)入產(chǎn)品化階段。促進(jìn)了機(jī)器的發(fā)展。人工智能技術(shù)從最初手感階段到自主反饋階段，逐漸獲得了自主學(xué)習(xí)，決策能力，進(jìn)入人工智能的高級(jí)階段。

1.3智能技術(shù)優(yōu)勢(shì)

人工智能控制是以計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代化工作模式，相比傳統(tǒng)的人工操作模式，人工智能控制的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在誤差小，減少人力資源使用等方面。智能化程序設(shè)定在人工智能控制上有著重要的作用，程度設(shè)定的科學(xué)性決定產(chǎn)品能否順利達(dá)到預(yù)計(jì)的工作標(biāo)準(zhǔn)。由于智能化技術(shù)應(yīng)用是依靠計(jì)算機(jī)內(nèi)定程度運(yùn)行。使得電力生產(chǎn)規(guī)范性得到有效保證。人工智能技術(shù)在運(yùn)行中很少涉及到人工參與，數(shù)據(jù)反映能得到保證。傳統(tǒng)電氣操作中藥涉及到很多的電氣設(shè)備等，一個(gè)車間布滿了各種性質(zhì)的電線等，每臺(tái)機(jī)器都需要工作人員的看管才能發(fā)揮正常功能。線路是復(fù)雜的整體，需要大量的人力資源進(jìn)行管理，人工智能及時(shí)具有數(shù)據(jù)分析能力，在技術(shù)人員的控制下自動(dòng)化運(yùn)行，解放了人力勞動(dòng)[2]。

2發(fā)電站電氣自動(dòng)化控制中的智能技術(shù)

電氣自動(dòng)化控制技術(shù)是ESC系統(tǒng)，自動(dòng)化控制工作主要由ESC系統(tǒng)負(fù)責(zé)，綜合了以太網(wǎng)，繼電保護(hù)等多向技術(shù)。發(fā)電站的諸多設(shè)備受ESC系統(tǒng)控制，能夠收集信號(hào)，分析處理數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)設(shè)備狀態(tài)。系統(tǒng)采用分層分布結(jié)構(gòu)，由站控層，通信管理層與間隔層組成。站控層是硬件的集中地，包括服務(wù)器等都是站控層結(jié)構(gòu)。通信管理層負(fù)責(zé)信息傳輸，是以太網(wǎng)與其他子系統(tǒng)聯(lián)接的橋梁。ESC系統(tǒng)采用站控層一體化設(shè)計(jì)方式，調(diào)試工作更加方便。間隔層安裝有保護(hù)測(cè)控裝置，具有屏蔽干擾等功能，使ESC系統(tǒng)可在復(fù)雜的環(huán)境中應(yīng)用。過(guò)去采用集散式控制系統(tǒng)具有可靠性高，開(kāi)放性好等優(yōu)點(diǎn)，但存在很多缺陷，ESC系統(tǒng)更具優(yōu)勢(shì)，分析處理能力更強(qiáng)。系統(tǒng)內(nèi)部采用高性能DSP，保護(hù)測(cè)控效果良好，采用實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)為先進(jìn)技術(shù)，其整體綜合運(yùn)行能快速處理數(shù)據(jù)。ESC系統(tǒng)與DSC可通信，為發(fā)電站結(jié)語(yǔ)了很多設(shè)備投入。網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)通信設(shè)備采用先進(jìn)技術(shù)，交換機(jī)具有較高的穩(wěn)定性，可較高質(zhì)量的完成任務(wù)。站控層支持雙設(shè)備運(yùn)行方式，如運(yùn)行出現(xiàn)故障，無(wú)需切換電路。調(diào)度是電力自動(dòng)化控制系統(tǒng)中重要的技術(shù)，其以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，可對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)指揮調(diào)度。可及時(shí)收集各部分的信息，根據(jù)實(shí)際所需為工作人員提供有效的數(shù)據(jù)。增加了調(diào)度的科學(xué)合理性。具有良好的安全性，可完善電力系統(tǒng)的不足。與網(wǎng)絡(luò)連接運(yùn)行中，集成性方面有很大優(yōu)勢(shì)，可快速完成人機(jī)模擬互動(dòng)等操作，維持工序平衡，避免出現(xiàn)電力資源浪費(fèi)情況。智能化是今后主要發(fā)展趨勢(shì)，如三維GIS等智能技術(shù)有可能應(yīng)用在電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化中。

3人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用

人工智能在電氣領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，電氣設(shè)備設(shè)計(jì)者需要運(yùn)用電磁場(chǎng)等學(xué)科知識(shí)，過(guò)去設(shè)計(jì)者主要采用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，難以找出最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。引入人工智能技術(shù)能夠幫助設(shè)計(jì)者節(jié)省大量的人工勞動(dòng)，快速形成電氣設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。電氣設(shè)備的高效運(yùn)作是電氣自動(dòng)控制的難題，人工智能的引入能夠節(jié)省大量的人工勞動(dòng)，提高電氣設(shè)備的工作效率。電氣控制在電氣行業(yè)的正常運(yùn)行具有關(guān)鍵作用，在電氣控制領(lǐng)域基本實(shí)現(xiàn)了人工智能控制，計(jì)算機(jī)的控制程序能夠自動(dòng)查詢不同環(huán)節(jié)的需要，各環(huán)節(jié)的計(jì)算機(jī)控制程序不允許出現(xiàn)細(xì)微的差錯(cuò)。電氣設(shè)備發(fā)生故障前會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的征兆，不知道何時(shí)出現(xiàn)，人工智能技術(shù)能夠較好的解決故障的不可知性問(wèn)題，能運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件檢測(cè)設(shè)備故障征兆，對(duì)故障部位進(jìn)行定期維修。人工智能軟件發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備故障后能定位故障部位，保證電氣設(shè)備正常運(yùn)行。人工智能形成了多個(gè)故障診斷技術(shù)，如專家系統(tǒng)等，能解決大多數(shù)電氣設(shè)備的故障問(wèn)題。

4人工智能技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用案例

國(guó)外大型電網(wǎng)公司開(kāi)啟了人工智能系統(tǒng)的電網(wǎng)建設(shè)，為中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展奠定了良好基礎(chǔ)。目前電力是許多行業(yè)的主要能源支持，保證電力系統(tǒng)正常運(yùn)行，確保電力資源及時(shí)輸送十分重要。電力系統(tǒng)難免會(huì)發(fā)生故障，影響正常運(yùn)行。維修人員抵達(dá)現(xiàn)場(chǎng)檢修需要一定的時(shí)間，如何減少故障的發(fā)生率成為電網(wǎng)建設(shè)的重點(diǎn)問(wèn)題。電網(wǎng)建設(shè)中引入人工智能技術(shù)，使其具有故障自愈功能。電網(wǎng)的故障自愈功能離不開(kāi)電網(wǎng)關(guān)鍵設(shè)備的可視化管理，可視化管理能及時(shí)檢測(cè)到電網(wǎng)設(shè)備發(fā)生的異常情況，后自動(dòng)開(kāi)啟維修程序，實(shí)現(xiàn)故障的高速響應(yīng)處理。人工智能技術(shù)會(huì)實(shí)施有效的隔離，盡量不影響用戶的正常生活。縮小故障的影響[3]。人工智能技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)故障的診斷，實(shí)現(xiàn)智能客戶端的個(gè)性化服務(wù)。人工智能客戶端能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控客戶用電情況，自動(dòng)檢測(cè)電表中的故障，用戶可通隨時(shí)查詢用電量等情況，為用戶提供的個(gè)性化服務(wù)。為用戶改進(jìn)生產(chǎn)計(jì)劃提供數(shù)據(jù)支持。智能客戶端可根據(jù)用戶的預(yù)存費(fèi)用提供余額報(bào)警服務(wù)。

5人工智能技術(shù)在電廠電氣自動(dòng)化中的設(shè)計(jì)應(yīng)用

某廠有5臺(tái)發(fā)電機(jī)，一臺(tái)高壓備用變壓器，發(fā)電機(jī)的1#、2#、3#容量為12MW，發(fā)電機(jī)的出線電壓為6kV,可與母聯(lián)開(kāi)關(guān)相連，電源自發(fā)電機(jī)段，通過(guò)電抗器輸送，電氣自動(dòng)化設(shè)備與控制室之間，通過(guò)電話相聯(lián)系。運(yùn)用人工智能改造原有電氣自動(dòng)化系統(tǒng)，改造后電氣自動(dòng)化系統(tǒng)具有自動(dòng)采集數(shù)據(jù)，畫(huà)面顯示，運(yùn)行工監(jiān)控等功能。系統(tǒng)能實(shí)時(shí)監(jiān)控所有開(kāi)關(guān)量，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)經(jīng)過(guò)人工智能改造后，能模擬畫(huà)面顯示設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等。能對(duì)主要設(shè)備數(shù)量值進(jìn)行智能監(jiān)控，如有突發(fā)情況能按照順序記錄電話圖像等情況。通過(guò)計(jì)算機(jī)設(shè)備控制斷路器，調(diào)整勵(lì)磁電流，進(jìn)行同期網(wǎng)帶負(fù)荷，故障濾波，在線參數(shù)設(shè)定等其他功能。

6結(jié)語(yǔ)

人工智能技術(shù)是將人類部分智能賦予機(jī)器，其研究對(duì)象是人類的感知行為能力等，在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中引入人工智能，能大大提高系統(tǒng)運(yùn)行效率，促進(jìn)社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展。人工智能化在電氣控制中的應(yīng)用是現(xiàn)代化的高科技計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，為此領(lǐng)域的發(fā)展帶來(lái)新的改革理念，將有效提高工作質(zhì)量。此新興技術(shù)在應(yīng)用方面仍有很大的提升空間，需要不斷發(fā)現(xiàn)總結(jié)問(wèn)題，促進(jìn)人工智能化在電氣控制中發(fā)揮更大的作用。

【參考文獻(xiàn)】

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[3]戴曰章.電氣工程自動(dòng)化中智能化技術(shù)的應(yīng)用探究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2019(19)：127.

作者：趙晨波 單位：浙江浙能紹興濱海熱電有限責(zé)任公司