人工智能技術在電氣自動化控制的應用分析

蔡敏

摘 要：人工智能技術屬于最為突出的一項先進技術，它可模擬人的思維，應用前景十分廣闊，對于實現電氣自動化的高效控制具有重要作用?？杉皶r發現設備故障并進行處理，減輕操作人員負擔，獲取設備運行的實時信息，簡化操作流程及界面，高效整合并處理數據信息，可促使相關人員根據記錄結果制定出預防電氣事故發生的方案。本文就對此問題進行了詳細探討。

關鍵詞：人工智能技術;電氣自動化控制;應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.01.127

0 引言

人工智能（AI）技術的應用能夠使機器具備智能化特點，能夠幫助人處理工作。此外，由于電氣自動化領域的常規技術存在一些缺陷，不利于實現電氣的高效運作。在這種狀況下必須應用人工智能技術，其具有提高運作效率、縮減成本等優勢，是電氣自動化控制領域發展的必然趨勢。

1 電氣自動化問題

電氣自動化目前還存在一些問題，主要體現在以下兩個方面。第一是監視系統。問題在于傳統的監視系統難以實現電氣自動裝置故障報告的完全監視，導致操作人員無法核查這些信息，進而無法對設備的運轉情況做出判斷。此外，目前企業生產發展需求越來越高，并且電氣自動化設備處于持續更新的狀態，因此傳統的監視系統必然已經無法滿足當前的需求。第二是控制系統。目前在隔離開關操作中傳統的按鈕操作方式依然較為常用，其缺陷在于某個開關接點異常時會波及整個操作流程，并且部分企業的斷路器中采用硬操作法，缺陷在于操作成本較高且耗時較長，并且具有一定的技術難度，增加了操作人員的負擔。在這種狀況下，必須通過應用人工智能技術加以調整。

2 人工智能技術

2.1 概述

人工智能屬于計算機科學科的分支，涉及心理學、科學等多項多個專業學科。主要功能在于通過體系化的智能控制系統來完成研究并模擬人的智能行為。主要涉及機器人、圖像及語言的識別 [1]。我國在此方面的研究力度仍在持續增大，擴大了該項技術的應用范圍，既能用于處理信息，同時也可用于自動化儀表中，目前仍處于持續更新的狀態，性能在不斷完善。

2.2 人工智能控制器

AI技術在發揮作用時主要是通過人工智能控制器來實現的，涉及遺傳算法等多種理論知識，該類型的控制器具有較多優勢。第一，無需建立研究對象的模型，可加快研究速度。不會受到不確定因素的影響，使得研究工作能夠持續開展。第二，數據調節較為便利，并且在完成研究目標的過程中只需掌握設備性能數據就可順利完成設計、調節等多道操作工序。此外，AI控制器可取代復雜的腦力勞動，高效收集、鑒別并處理信息，對于電氣自動化控制來說作用十分關鍵，可降低成本，提高工作效率，促使產業結構得以不斷優化，順利完成升級。

2.3 應用現狀

在設計電氣設備的過程中，需要運用電磁場等多個方面的理論知識，并且要求設計人員經驗豐富。此外，AI技術應用后改變了傳統的設計方式，可減少設計周期，在短時間內選擇出最優方案，在提高產品設計效率的同時也可保障產品的質量，真正實現了人工智能控制。具體來說，可從以下幾方面加以探討。第一，可采集電氣設備的數據信息，包括模擬量等，并儲存及處理數據信息。第二，實時監測設備模擬量數值，并控制其開關狀態。事故發生后能夠及時發出警報信息，設備狀態如有變化，也可以警報的方式告知相關人員。此外，AI技術可記錄故障事件，自動處理故障后也能給出提示，并且在報警時可采取圖像、電話等多種不同類型的方式。第三，可通過鍵盤、鼠標控制斷路器及開關，調節勵磁電流。相關人員在停機時只需按照順控程序操作即可[2]。第四，AI技術可記錄故障錄波及順序，捕捉波形，并且會根據值班要求限制人員操作權限。

3 具體應用

AI技術對于解決電氣自動化控制領域現存的問題具有重要作用，具體可從以下幾個方面入手。

3.1 電氣設備應用

負責電氣設備設計工作的人員必須熟知電路、設計、電磁場等多個領域的專業知識，具有豐富的實踐經歷。但以往在技術條件的限制下，以手工勞動居多，多采用經驗法與實驗法，很難保障設計質量，并且設計難度較高，很難從中選擇出最優質的設計方案。而AI技術記憶及計算能力十分突出，能夠對產品從研發到出售的各個環節進行全面優化，合理配置企業的各項資源，縮短研發周期，保障產品質量，并且可快速整合各項資料，完成設計方案的制定，減輕操作人員壓力，縮減人員工作時長。在具體設計的過程中可采用遺傳算法，選擇合適的運算對象與搜索信息，可自動獲取優化后的搜索空間，能夠使設計方案與流程更加科學合理，進而全面提高設計效率。此外，電氣設備運行時對操作人員要求較高，容易出現失誤，而AI技術可對設備的各個運行環節進行管控，無需人工處理，并且可實現設備的自動化運作，提高設備精準度，促使電氣設備的運行更加高效。

3.2 故障診斷

設備運行時故障發生率較高，原因各不相同。如果未能在短時間內完成設備的故障處理，則會加重設備的損壞程度，甚至引發其他類型的故障。針對此種問題，以往在診斷時所采用的技術與方法過于繁雜，并且無法保證診斷的可靠性。例如在變壓器故障后需要收集并分析氣體，然后從復雜的數據信息中判斷設備有無故障，并且結果的可靠性無法得到保障。此外，傳統的檢測方法耗時耗力，需要投入大量的人力資源，并且診斷結果并不可靠，容易出現錯誤診斷的情況，引發十分嚴重的后果，但在應用AI技術后，可實現快速診斷與處理，降低投資成本，提高診斷結果的精準度，促使電氣自動化設備盡快恢復正常運行狀態。

3.3 日常操作

電氣設備在操作過程中涉及多個流程，并且必須保障操作的準確性，否則就會引發嚴重的故障。同時，電氣領域與人們的生活及企業的生產密切相關，因此必須加大維護力度。通過應用AI技術能夠簡化操作流程，實現遠程操控，簡化操作界面，自動存儲各項資料信息[3]，便于人員隨時查閱，并且AI技術能夠自動整合各項數據信息，最終以報表的形式呈現，便于人員閱讀。

3.4 電氣控制

電氣控制環節較為關鍵，必須運用AI技術降低運作及人力成本，全面提高工作效率，合理應用專家系統及模糊控制等多項關鍵技術，有助于提高直流及交流傳動效率[3]，可充分發揮模糊控制器的作用，促使該電氣設備運行效果更佳。另外，通過AI技術可實現不同控制系統的針對性處理，能夠將誤差控制在最小范圍內。

4 應用實例

近年來，AI技術發現速度較快，并且該技術已經較為成熟，應用在了國家及部分地區的電網建設中，效果十分顯著。具體來說，在應用過程中主要包括以下兩個方面。

4.1 實現故障自愈

系統能否正常運行是電力輸送質量的關鍵，決定了用戶能否高效使用電力資源。綜合目前的情況來看，系統在出現故障時以事后處理為主，而要將設備運送至現場耗時較長，因此應重點考慮如何控制故障范圍，降低故障影響力。在完成智能電網的建設后，電網功能更加健全，具備故障自愈功能，可降低故障的影響，但為了使該功能的作用更加顯著，必須進行可視化管理，實時檢測設備的異常情況，并在短時間內啟動維修決策程序，實現故障的高效處理，快速進行故障隔離，完成自我診斷、治療與痊愈，最大程度地縮短故障處理時間，確保不會影響用戶的正常用電，減少經濟損失。另外，自動隔離故障有助于縮小停電范圍，確保配網始終處于安全、可靠的運行狀態，讓用戶始終處于正常的用電狀態下，避免因故障而頻繁停電或停電時間過長，進而為用戶提供最為優質的服務。

4.2 智能客戶終端

近年來，電網智能客戶端中的應用效果也十分顯著，能夠有效保障電力服務質量，客戶終端的主要功能是監控客戶需求，實現信息共享，了解各時段的用電量，確保用戶在查詢時能夠為其提供所需的用電信息，并且可根據查詢到的信息調整生產計劃，將節約用電的理念落到實處。另外，還可通過客戶終端為用戶提供實時電費，余額較少時及時進行提示，以免用戶在不知情的情況下停電。此外，電力管理部門可通過終端系統監控用戶的用電信息，及時排除故障，將各項損失降低至最小。

5 結束語

總而言之，AI技術近年來呈高速發展之勢，技術也越發成熟，便利了人們的日常生活，解決了傳統電氣運作中存在的許多問題，可降低人力、物力資源的投資成本，實現電氣領域的長遠發展，本文就對此問題進行了深入探究。

參考文獻：

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[3]孫威.初探人工智能與電氣自動化結合的應用思路[J].價值工程，2018，37（26）：152-154.

[4]葛瑋，吳佳.基于人工智能環境下的電氣自動化控制研究[J].無線互聯科技，2014（05）：169-171.