人工智能化在電氣自動化中的應用

鄭成

摘要：電氣工程作為人類生產生活的重要組成部分，其生產自動化程度直接關系著電氣工程的工作效率與安全性。人工智能化是人類制作的機器表現出類人的智能， 體現了自動化的特征，因此在電氣自動化控制引入人工化智能技術，構建起一個能完成類似于人類判斷活動的系統，改善電氣自動化系統控制的精確性和穩定性，將會有效的提高工作的質量和效率，提升我國電力生產技術水平，促進我國電氣自動化不斷發展。

關鍵詞：人工智能化 電氣自動化 應用

1 人工智能化理論的產生和發展

人工智能是研究、開發用于模擬、延伸、擴展人的智能理論、方法、技術、應用系統的一門新的技術科學。人工智能化的概念在二十世紀五十年代被提出后，一直以較好的狀態發展，并且逐漸形成以計算機為核心，包括哲學、醫學、生物學、心理學、自動化、控制論、信息論與數理邏輯的綜合性科學。它是通過對人工智能本質方向的了解，生產出一個與人類大腦做出雷同反應的智能化機器來勝任一些通常需要人類智能才能完成的復雜的工作。電氣自動化是研究與電氣工程有關的系統運行、自動控制、電力電子技術、信息處理、試驗分析、研制開發以及電子與計算機應用等領域的一門學科。早期的收集整理電氣自動化控制存在一些或多或少的缺陷，引進了人工智能化技術，不僅彌補了電氣工程在早期自動化控制技術中的缺陷，而且還在很大程度上推動了電氣自動化的發展。智能化的電氣自動控制系統主要就是為了加強整個勞動分配過程，實現了計算機智能化，這樣一來減少了人為勞動的投入，大大的提高了工作效率，并能減少工作中出現的人為差錯。

2 人工智能化在電氣自動化應用中的優勢

人工智能化控制是計算機的分支學科，主要是依賴計算機程序內設定好的函數公式和計算法則自動對機器進行操作。與傳統的人工控制技術相比智能化控制技術有以下幾個優點。

2.1 減少人力勞動的投入

傳統的電氣操作是一個復雜的過程，往往涉及到很多的電氣設備，同時對系統運行狀態的檢測和實時數據分析需要外接很多線路。因此在復雜的電力系統中就需要大量的人力資源。而人工智能技術中最顯著的特點就是它能夠實現在一定程度上替代或部分替代人類復雜腦力勞動，并且在不需要外接大量線路的同時實現實時有效開展信息收集與傳輸，并能夠自主的完成數據分析和處理，省去了很多繁瑣的工作，所以人力資源得到了解放。

2.2 限制人為誤差

電力系統每年都會因為人為操作失誤導致事故或故障。而人工智能化系統是計算機按照事先設定好的程序控制系統運行，不會發生變動，并能完成實時數據監測分析，且基本都有自動反饋調節，系統運行數據將基本追隨理論上的數據。整個過程中很少有人參與，所以操作工程中如果不是機器出現問題，一般不會出現實際運行數據和理論數據相差太大的現象。

2.3 設計無需建立控制對象模型

電其設備和系統越來越復雜，運行過程中不可控因素也較多，例如。參數變化、非線性時等，利用傳統的控制器來進行控制時，很難得到實際控制對象的精確動態方程，而傳統控制器都是根據實際控制對象設計控制器的模型，所以設計出來的模型也就不可能精準，最終自動化控制的實際工作效率在一定程度上也會降低。人工智能化控制器不需要對被控對象設計模型，因此它在源頭上避免了那些不可控因素的出現，使自動化控制器的精密系數得到了提升。

2.4 具有較好的一致性

在實用人工智能化技術生產電氣產品的時候，由于智能化的技術是依靠機器設定的同一個程序進行重復生產的，所以保證了產品的規范化和性能的一致性。在人工智能化控制系統，由于負反饋的存在，針對擾動引起的變化能做及時的調整，一定程度上保證了一致性。

另外，人工智能化還有能很好的適應新數據或新信息、容易擴展和修改且十分便宜等優點。綜上所述，人工智能發展的潛力無限大，提升電氣設備的運行智能化，有效增強控制系統穩定的性能，是生產技術又一次巨大的革新。

3 人工智能化在電氣自動化中的應用分析

隨著人工智能化技術在世界范圍內的快速發展，很多研究人員已經展開針對人工智能化在電氣自動化應用方面的研究，也取得了一定的成果，積極運用這些新成果無疑有利于電氣自動化學科的發展。電氣自動化應用人工智能化的常用的方法有專家系統、人工神經網絡、模糊集理論等。

3.1 人工智能化應用于電氣優化設計中

在設計電氣類設備類的工作是一個極為復雜的工作，傳統化的方式是采用簡易的實驗方式方法和具有經驗的老師傅用手工方式來完成的。這不僅需要會電氣、電路等專業的知識內容，還要將長時間積累的設計中的經驗運用在里面，即使這樣也很難達到最優的效果。隨著智能化發展以及計算機的發展，電氣逐漸由手工設計向計算機輔助設計不斷轉變，使開發產品的周期大大減少。人工智能化的出現，使得計算機設計系統也在不斷的更新，整體產品無論從研發、設計到成品等都得到了全面的提高。

人工智能化常用方法中，遺傳算法是一種比較先進的優化算法，對于產品的優化設計是很適合的，因此對于電氣設計往往都是采用這樣的方式方法或加以改進。

3.2 人工智能化應用于電氣控制中

在傳統電氣自動化控制中，其操作過程往往有著更為嚴格的要求，日常的操作過程步驟也十分繁瑣，需要很大的人力投入，過程中無法避免的會出現一些人為差錯。而人工智能化技術是依賴于計算機的先前設定好的程序的控制來進行正常的工作。在智能化的機器內部會由于各個環節的要求，同時有幾個不同編程的程序來控制整個生產過程，人工智能化能實現對各個環節的嚴謹控制掌握，并能及時對運行數據進行分析并與理論情況對比，最大限度限制差錯的出現，而且還能對出現的差錯及時警報。綜上，人工智能技術，在改善電氣自動化的操作效率，簡化操作流程，降低電氣自動化控制中人力工作量方面有著顯著的成果。

3.3 人工智能化應用于電氣故障診斷中

所謂電氣故障診斷，就是通過電氣設備運行中的相關信息來識別其技術狀態是否正常，確定故障的性質與部位，尋找故障起因，預報故障趨勢，并提出相應對策;它以故障機理和技術檢測為基礎，以信號處理和模式識別為其基本理論與方法。隨著現代電氣設備和系統日益復雜化，電氣設備的可靠性、可用性、可維修性與安全性的問題日益突出，從而促進了人們對電氣設備故障機理及診斷技術的研究。并且隨著計算機技術及數字信號處理技術的迅速發展，人工智能化診斷技術在電氣故障中應用越來越廣泛。

專家系統、模糊理論在人工智能化電氣設備故障診斷中應用比較廣泛。變壓器作為電設備中最為常見的設備，其出故障時傳統的診斷方法是利用變壓器分解出來的油氣體，具有較低的準確率，而人工智能智能化監測把專家系統、模糊理論兩個系統結合起來，綜合診斷變壓器的故障，具有較高的準確率，在消除故障隱患方面效果比傳統診斷要好得多。

4 結 語

電氣工程作為人類生產生活的重要組成部分，其生產自動化程度直接關系著電氣工程的工作效率與安全性。人工智能化是人類制作的機器表現出類人的智能， 體現了自動化的特征，因此在電氣自動化控制引入人工化智能技術，構建起一個能完成類似于人類判斷活動的系統，改善電氣自動化系統控制的精確性和穩定性，將會有效的提高工作的質量和效率，提升我國電力生產技術水平，促進我國電氣自動化不斷發展。另外，人工智能化技術在電氣自動化中的應用還有很大的提升空間，需要更多地電力研究人員投入到研究中來，并通過實踐不斷完善技術，相信不久的未來，人工智能化能夠更好的應用到電氣自動化中。

參考文獻：

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