智能化技術在電氣工程自動化控制中應用

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摘要：隨著智能技術的發展成熟，基于智能化技術的電氣自動化控制系統在不同領域中已有了廣泛的應用。本文基于此，首先簡述了傳統的電氣工程自動化控制存在的問題，然后探討了智能化技術在電氣工程自動化控制中應用，并分析了相關的優勢，望對相關人員提供一定的參考價值。

關鍵詞：智能技術；電氣工程；自動化控制；應用；

1.前言

隨了解傳統的電氣工程自動化控制系統的弊端，并熟知智能化技術在電氣工程自動化控制中應用，對促進電氣工程自動化控制進一步發展有著重要的現實意義。

2.傳統的電氣工程自動化控制存在的問題簡述

2.1電氣工程中設備故障管理方式缺乏科學性

在整個電力系統中，具有數量眾多的電力設備，只有這些電力設備正常運行，整個電力系統的穩定性才能夠得到保障，相關的電力系統自動化技術才能有效開展。但由于我國的電力工程自動化控制在事故處理方面多遵循“抓大放小”的事故處理原則，往往在鏈路通斷、設備宕機等大型故障上投入大量的人力財力，而對于部分小型故障缺乏有效的處理方式，最終導致整個電力系統存在過多的安全隱患。圖1為某發電廠所采用的現場總線式的自動控制裝置，由于在現場總線監控方式這類網絡結構中，系統中各裝置的功能是具有一定的獨立性的，但整個系統由于未能引入智能化管理技術，導致裝置之間僅僅通過網絡連接，出現問題時，相關的維修人員往往僅會對故障部位進行檢修，而對于作為這類控制裝置的基礎組成部分的路由器和交換機等網絡設備缺乏有效的管理措施，基于智能化的狀態檢修工作亦無從著手。

圖1：基于現場總線監控的電力系統自動化控制系統

2.2電氣自動化控制系統缺乏入侵防御手段

現階段電氣自動化控制系統中的安全性較低，很大程度上與缺乏主動的防御入侵手段息息相關，而究其原因，就在于缺少一套行之有效的智能化安全防御系統。以調度數據網中廣泛采用的雙平面網絡結構為例，無論是核心層到匯聚層，還是匯聚層到接入層，都缺乏一套行之有效的主動性入侵防御措施，多是采用基于VPN技術的二次系統安全防護中縱向認證、橫向隔離的低級別安全防護措施，離國家電網所要求的高安全等級還有著較大距離。這類技術主要存在以下幾個方面的安全風險，其一是這類低級別安全防護措施只能夠識別出某類數據發送字節中攜帶的常見木馬、蠕蟲或是黑客病毒等，對于整個數據流量包括中的潛在網絡安全威脅還缺乏一定的識別性，對于電力數據網中大數據系統中的流量流入、數據過濾等功能也難以達到預期效果，不能起到有效的防御作用。其二是VPN技術的實現需要相關的數據庫體系作為支持，以提升電力系統自動化控制網絡中的數據傳輸效率以及大數據體系中的便捷性工作。但這就意味著這類電力系統的數據庫中出現安全隱患、如漏洞攻擊、非法入侵等，都有可能造成數據的泄漏或是網絡癱瘓。

3.智能化技術在電氣工程自動化控制中的具體應用

3.1數據采集和信息處理

數據采集功能是指電氣自動化控制系統利用程序內置的指令或是操作員輸入的現實控制指令使得相對應的發電機組能夠運行在指定工況，同時實現對機組及外圍設備的運行情況的實時掌握。無論是在何種網絡結構電氣工程自動化控制系統下引入智能技術，包括非電氣模擬信號、電氣模擬信號、綜合信號等在內的各種數據都能夠被系統自動捕獲，避免人工記錄帶來的不穩定性和不準確性。而在數據的采集功能完成后，整個智能化的控制系統還可以借助內置的算法程序，對所捕獲存儲的數據進行進一步的分析，進而為后續的參數顯示、性能計算、歷史數據追憶等相關的信息處理工作提供必要的數據支持，大大提升了電氣工程自動化控制的可靠性。

3.2智能主動防御系統

智能主動防御系統是基于智能化技術所實現的一類集防火墻與殺毒軟件功能于一身的主機防護系統，其對于傳統的電氣自動化控制系統缺乏入侵防御手段的弊端有著明顯的改善效果。具有自主學習功能的智能技術能夠在使用過程中逐漸對自身的病毒特征庫進行完善和補充，并主動收集未知入侵特征用于檢測和防御未知病毒入侵。與傳統的電氣工程安全防護裝置相比，智能主動防御系統摒棄了基于VPN技術的二次系統安全防護中野蠻的病毒掃描模式，而是變被動為主動，將病毒扼殺在搖籃之中。

3.3機爐智能協調系統

協調控制系統往往是發電廠的主控系統，對于發電機組各項輸入和輸出之間的能量平衡以及質量平衡有著不可忽視的重要意義。隨著智能技術的不斷發展，我們已不難在機爐智能協調系統發現智能化技術的應用。例如在電網調度及負荷分配方面，基于智能化技術所建立的協調系統能夠自主地對負荷情況進行分析，并能夠在內置算法的約束條件下（如保證機組安全和滿足電網負荷要求、減少機組主輔機設備的壽命損耗等等），建立起負荷最優分配模型，從而實現電網調度及負荷分配的最優選擇，提升生產效益。而通過其配套的相關智能設備，整個機爐運行過程中，送風、引風、給水、添加燃料等一系列控制動作亦可以不借助人力完成，實現人力資源的最優化。

3.4汽機電液調節系統

現階段，電氣自動化控制系統是汽機電液調節系統不可或缺的組成成分，整個系統往往會使用高壓抗燃油結構，借助制設備、電氣元件以及電液轉換器三大結構，實現轉速、電功率、調節級后壓力的三個回路控制。而在此基礎上，引入智能化技術，則可以使得汽機電液調節系統的可靠性和穩定性大幅度提升。以汽機電液調節中的電氣自動化控制系統為例，配備智能自診斷系統后，系統各功能會被分配在不同的部件中，任何部件損壞只會引起系統某部分功能喪失，智能系統會將該部件與系統進行隔離，且發出報警信號，從而充分保證了系統的安全可靠。一旦汽輪發動機開始運行，整個智能系統會依次完成沖轉，暖機，升速，閥切換，并網，帶初負荷，加負荷等一系列復雜操作，使得整個汽輪機實現穩定運行。

3.5汽機監視保護表

在傳統的汽輪機使用過程中，為了避免在啟動、運行及停機過程中發生安全事故，往往會采用人員監視的做法在對整個機械工作狀況進行監視，隨著汽輪發電機組的單機容量的增加，傳統的人員監視的做法已難以有效保障整個汽機的生產安全。因此，基于智能化技術的電氣自動化控制系統開始彰顯其重要價值，其中最重要的應用就是汽機監視保護表。汽機監視保護表通過對轉速、軸向位移、軸振動、偏心度、汽缸熱膨脹等重點部位的監控，有效實現了機組連鎖保護系統的監視與保護，最大限度地保障了設備及人員安全。

4.結束語

智能化技術在電氣自動化控制系統的優勢是顯而易見的，其不僅可以有效提升所應用領域中整體的自動化水平，更可以在節省企業的相關成本的基礎上，進一步提升設備和生產過程的可靠性。隨著智能技術的不斷成熟，整個電氣自動化控制系統將逐漸從單一設備向集成化多元化系統化方向不斷發展，從而為我國的市場經濟發展起到更優秀的促進作用。

參考文獻：

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作者簡介：

薛釗（1988—），男，助理工程師，畢業于陜西省西安交通大學電氣工程與自動化專業，本科，主要從事變電運行工作。