智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用探討

田振華

（云南后所煤礦有限公司裝備制造技術(shù)服務(wù)公司，云南 曲靖 655599）

智能化技術(shù)是現(xiàn)階段技術(shù)開發(fā)的重點(diǎn)領(lǐng)域，在工業(yè)生產(chǎn)制造中的應(yīng)用開始增多，發(fā)揮的作用也在持續(xù)增大，并逐步滲透到各行各業(yè)中，技術(shù)權(quán)重不斷增加，這些對于智能電氣系統(tǒng)發(fā)展也有重要促進(jìn)作用。基于智能化技術(shù)的應(yīng)用，電氣系統(tǒng)工程管理和控制效率顯著提升，管控成本顯著下降，企業(yè)的經(jīng)營效益不斷提升，對于社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有重要推動(dòng)作用。此外，智能化技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢也越來越突出，很多行業(yè)和企業(yè)也將智能化技術(shù)引入作為企業(yè)階段性發(fā)展的重要目標(biāo)之一，為內(nèi)部生產(chǎn)和工作效率提升奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)。就未來的我國社會(huì)發(fā)展情況來看，智能化技術(shù)應(yīng)用是重要趨勢，借助智能化技術(shù)，促進(jìn)生產(chǎn)效益提升，還需要進(jìn)一步做好技術(shù)研發(fā)工作，把握智能化技術(shù)特點(diǎn)和應(yīng)用優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)其在社會(huì)發(fā)展中的作用最大化[1]。

1 智能化技術(shù)應(yīng)用的理論基礎(chǔ)

信息技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，得益于物理學(xué)科的發(fā)展和創(chuàng)新研究，其中，電氣設(shè)備就是重要組成部分，這些都表明了物理學(xué)的發(fā)展，是促進(jìn)電氣設(shè)備更加先進(jìn)和完善的技術(shù)支撐。因此，在智能化技術(shù)研究中，不能忽視物理學(xué)的積極作用。有效利用好物理學(xué)相關(guān)知識，促進(jìn)電氣設(shè)備問題的妥善解決，是促進(jìn)智能化技術(shù)發(fā)展應(yīng)用的需要。研究發(fā)現(xiàn)，在智能化技術(shù)中，物理學(xué)是基礎(chǔ)部分，同時(shí)，生物系統(tǒng)以及機(jī)電系統(tǒng)相關(guān)知識內(nèi)容也是其重要理論基礎(chǔ)[2]。

智能化技術(shù)具有一定的綜合性特點(diǎn)，人們在開展研究中，需要切實(shí)把握各類技術(shù)基礎(chǔ)進(jìn)行不斷的實(shí)踐探索，這樣才可以突破目前技術(shù)發(fā)展的壁壘，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新和發(fā)展。智能化技術(shù)主要研究的是現(xiàn)代化人工智能，讓機(jī)器替代人完成更多的高危、高難度作業(yè)，借助計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)對人工智能的相關(guān)實(shí)操性試驗(yàn)，借助人工智能完成相關(guān)工作內(nèi)容。在電氣工程系統(tǒng)中，智能化技術(shù)應(yīng)用是必然趨勢，也是電氣工程發(fā)展的主要方向，智能化技術(shù)對于緩解電氣工程中人的工作壓力，提升工作效率等發(fā)揮著重要作用。在未來社會(huì)發(fā)展中，智能化技術(shù)是重要組成部分，通過合理的應(yīng)用方式，可以切實(shí)體現(xiàn)智能化技術(shù)的優(yōu)勢和特點(diǎn)，促進(jìn)智能化技術(shù)的作用有效發(fā)揮[3]。

2 電氣工程自動(dòng)化控制中智能化技術(shù)應(yīng) 用的必要性

智能技術(shù)的高效性和精準(zhǔn)性應(yīng)用優(yōu)勢突出，在電氣工程自動(dòng)化控制中，效率和精度是最關(guān)鍵的部分。借助智能化技術(shù)應(yīng)用，使用高速CPU和RISC芯片以及CPU控制系統(tǒng)，能夠讓電氣工程的效率和精度顯著提升。智能化技術(shù)還有一定的復(fù)合工藝特性，可以有效縮短輔助時(shí)間，在技術(shù)發(fā)展革新中，智能技術(shù)在控制系統(tǒng)中的作用也在持續(xù)增大。借助智能技術(shù)，可以完成數(shù)據(jù)信息的自動(dòng)化、數(shù)字化處理，讓信息交互不再局限于語言文字，為信息提供了更多樣化的傳遞形式[4]。

在電氣工程自動(dòng)化控制的相應(yīng)環(huán)節(jié)，融合智能化技術(shù)成果，實(shí)現(xiàn)智能技術(shù)和其他技術(shù)的整合，其作用是借助智能化控制器來發(fā)揮的，總結(jié)其技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。

高度統(tǒng)一性。智能化控制器的統(tǒng)一性主要體現(xiàn)在其能夠?qū)斎霐?shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)有效評估，且驅(qū)動(dòng)器一般不會(huì)對其產(chǎn)生影響。如果控制對象存在差異，產(chǎn)生的效果也是有所區(qū)分的，因此，在電氣設(shè)備設(shè)計(jì)中，需要做好對各個(gè)細(xì)節(jié)部分的核算檢查。當(dāng)然，智能控制器應(yīng)用效果不理想也是常見現(xiàn)象之一，需要相關(guān)人員做好必要的排查工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，并提出解決方案。

促進(jìn)電氣自動(dòng)化控制性能提升。傳統(tǒng)電氣技術(shù)主要實(shí)現(xiàn)對模型的控制，智能化控制器可以實(shí)現(xiàn)對相關(guān)問題的有效解決，可以結(jié)合具體情況對智能化控制性進(jìn)行調(diào)整，優(yōu)化智能控制器的性能。

智能化控制器便于控制。智能化控制器可以自動(dòng)化控制目標(biāo)，還可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程高效控制目標(biāo)，在電氣工程自動(dòng)化控制中將成為新一輪的發(fā)展動(dòng)力支持。

3 電氣工程自動(dòng)化控制中智能化技術(shù)的 實(shí)踐應(yīng)用

3.1 智能化技術(shù)在電力自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

在電網(wǎng)中應(yīng)用智能化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)智慧電網(wǎng)建設(shè)的基礎(chǔ)。實(shí)現(xiàn)這一技術(shù)在電力系統(tǒng)中的有效應(yīng)用，需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行全面收集。我國電網(wǎng)架構(gòu)越來越完善，對應(yīng)的服務(wù)范圍也在不斷擴(kuò)大，整體信息量增長比較快，與此對應(yīng)，為了更好地管控電網(wǎng)，相關(guān)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)也日趨復(fù)雜化，這使得數(shù)據(jù)采集質(zhì)量和效率顯著提升。智能技術(shù)應(yīng)用還能夠讓相關(guān)電氣設(shè)備數(shù)據(jù)采集更加全面高效，對于提升電氣工程自動(dòng)化水平有積極作用[5]。

在電網(wǎng)運(yùn)行過程中，最為重要的一點(diǎn)就是保證運(yùn)行的安全性，這是電網(wǎng)正常運(yùn)行的第一要?jiǎng)?wù)。如果電網(wǎng)出現(xiàn)事故，不僅會(huì)影響供電系統(tǒng)的正常運(yùn)作，影響用電用戶的體驗(yàn)，還會(huì)給廣大人民群眾造成財(cái)產(chǎn)損失。因此，通過在電氣工程自動(dòng)化控制中應(yīng)用智能化技術(shù)，可以在控制系統(tǒng)中設(shè)置應(yīng)急處理模塊，這樣只要電網(wǎng)某部位出現(xiàn)故障，系統(tǒng)會(huì)立即啟動(dòng)對該區(qū)域的隔離措施，確保其他部分不受影響，維持電網(wǎng)系統(tǒng)整體的穩(wěn)定和高效運(yùn)行。此外，應(yīng)用智能化技術(shù)，可以克服傳統(tǒng)人力監(jiān)管的弊端，實(shí)現(xiàn)全天24小時(shí)不間斷監(jiān)測，從而讓電網(wǎng)系統(tǒng)整體運(yùn)行和管控成本更低，還可以避免人為操作失誤帶來的影響，保證電力系統(tǒng)的整體平穩(wěn)有序運(yùn)行。目前，智能電網(wǎng)和智慧電力系統(tǒng)正在加緊構(gòu)建中，成為電力公司、電網(wǎng)企業(yè)新時(shí)期發(fā)展建設(shè)的主流趨勢，隨著現(xiàn)階段智能化技術(shù)的持續(xù)革新，相關(guān)自動(dòng)化控制水平也在不斷提升。

3.2 智能化技術(shù)在電氣故障診斷中的應(yīng)用

現(xiàn)階段，工業(yè)技術(shù)發(fā)展非常快，設(shè)備以及線路控制手段也越來越復(fù)雜，需要更高的控制系統(tǒng)可靠性作為保障。在電力系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)故障問題是在所難免的，要降低故障帶來的不利影響，必須要及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理好相關(guān)故障問題。傳統(tǒng)操作方式借助人工模式實(shí)現(xiàn)故障排除，但是人工排除故障對于操作人員的經(jīng)驗(yàn)和水平要求高，且在系統(tǒng)復(fù)雜性不斷提升的過程中，人工排除故障的準(zhǔn)確性和效率往往難以保證，這對于電氣系統(tǒng)的正常有序運(yùn)行是不利的，對于相關(guān)企業(yè)的正常生產(chǎn)和運(yùn)營秩序會(huì)產(chǎn)生一定影響[6]。

通過應(yīng)用智能化技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對故障的智能排除，快速找出故障所在的位置，發(fā)出異常提示信號等，提示故障位置所在，提醒相關(guān)工作人員及時(shí)處理，切實(shí)提升故障排除的工作效率，使電氣設(shè)備、電氣系統(tǒng)等故障問題解決的準(zhǔn)確性顯著提升。在這一過程中，工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度能夠顯著降低，智能化技術(shù)為電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)提供有力支持。

現(xiàn)階段，電氣控制系統(tǒng)故障排除逐漸從之前的事后判斷向事前預(yù)判斷發(fā)展，所以，需要對相應(yīng)控制系統(tǒng)相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行精準(zhǔn)把握。借助智能化技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)在故障發(fā)生前及時(shí)提示故障，這樣可以有效對電氣故障進(jìn)行預(yù)防和消除，提升系統(tǒng)穩(wěn)定性，促進(jìn)電氣系統(tǒng)的整體運(yùn)行安全性和可靠性，對于提升企業(yè)生產(chǎn)和運(yùn)營的整體效益有積極作用[7]。

3.3 智能化技術(shù)在電氣產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

傳統(tǒng)電氣工程產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，以多維串行設(shè)計(jì)為主要模式，電氣產(chǎn)品從開始的設(shè)計(jì)到投入生產(chǎn)制造和銷售使用，需要經(jīng)歷一個(gè)較長的周期，所以在傳統(tǒng)電氣工程產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，如果存在一些問題，其反饋速度是非常慢的，在一個(gè)周期運(yùn)行后，才能真正查明問題所在，進(jìn)而進(jìn)行性產(chǎn)品的修改和再制造等，這樣反復(fù)的重復(fù)上述操作，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品的生產(chǎn)周期延長，其中也會(huì)產(chǎn)生更多的生產(chǎn)成本，產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)效益因此降低。在進(jìn)行電氣產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造中，考慮到相關(guān)影響因素，一些問題無法全面兼顧，就會(huì)導(dǎo)致在后續(xù)產(chǎn)品發(fā)展階段出現(xiàn)其他麻煩，導(dǎo)致產(chǎn)品開發(fā)進(jìn)度遲緩，還會(huì)導(dǎo)致企業(yè)的成本增加，資金周轉(zhuǎn)困難，影響其開發(fā)效益。此外，傳統(tǒng)電氣工程產(chǎn)品設(shè)計(jì)中需要相關(guān)設(shè)計(jì)人員有十足經(jīng)驗(yàn)，對設(shè)計(jì)人員的專業(yè)性和職業(yè)經(jīng)歷要求比較高，否則設(shè)計(jì)很可能是無效的[8]。

綜上所述，對電氣工程產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)，要以智能化技術(shù)為支撐，結(jié)合智能化技術(shù)以及先進(jìn)制造技術(shù)，將傳統(tǒng)串行設(shè)計(jì)改良為并行設(shè)計(jì)，這樣就可以借助設(shè)計(jì)軟件自帶的診斷系統(tǒng)來判斷設(shè)計(jì)的優(yōu)劣，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的問題，從而不斷優(yōu)化，避免在生產(chǎn)后才發(fā)現(xiàn)問題，導(dǎo)致人力物力財(cái)力的浪費(fèi)，這樣最終的實(shí)物測試只需要進(jìn)行一次即可，改變傳統(tǒng)的工作模式，確保電氣工程設(shè)計(jì)效率能夠顯著提升，尤其是在復(fù)雜的電氣工程設(shè)計(jì)中，通過應(yīng)用智能化技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)云處理，確保電氣工程設(shè)計(jì)精準(zhǔn)性，這對于解決電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的問題，促進(jìn)電氣產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)效益提升具有重要作用[9]。

3.4 智能化技術(shù)在智能變電站中的應(yīng)用

變電站是實(shí)現(xiàn)電力輸送和轉(zhuǎn)化的重要場所，是各地電網(wǎng)系統(tǒng)中的重要部分，在電氣工程中，變電站是一個(gè)轉(zhuǎn)換單元，變電站的合理使用能夠提升電力系統(tǒng)的服務(wù)能力。將智能化技術(shù)應(yīng)用到變電站工作中，可以改變變電站傳統(tǒng)的工作和管理模式，大力節(jié)省變電站運(yùn)營管理成本，提升服務(wù)效能。借助智能化技術(shù)構(gòu)建相應(yīng)的運(yùn)行監(jiān)控管理系統(tǒng)，對變電站內(nèi)的相關(guān)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，開展維護(hù)和維修工作。圖1為智能變電站和傳統(tǒng)變電站對比。

圖1 智能變電站和傳統(tǒng)變電站對比

智能化技術(shù)在變電站中的廣泛應(yīng)用，對于促進(jìn)智慧變電站建設(shè)具有重要推動(dòng)作用，通過在變電站相關(guān)設(shè)備智能監(jiān)測、遠(yuǎn)程控制、故障診斷、智能巡檢等工作中應(yīng)用智能化技術(shù)，能夠替代大部分的人工工作內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)變電站無人值守。目前，我國已經(jīng)有多地建設(shè)了無人變電站，通過智能巡檢機(jī)器人來替代傳統(tǒng)人力作業(yè)，促進(jìn)變電站工作實(shí)現(xiàn)智能化、自動(dòng)化目標(biāo)[10]。

4 結(jié)束語

目前的科學(xué)技術(shù)發(fā)展日新月異，智能化技術(shù)處于持續(xù)研發(fā)和完善中，實(shí)踐證明，在電氣工程自動(dòng)化控制中應(yīng)用智能化技術(shù)，帶來的積極作用是顯而易見的，智能化技術(shù)對于促進(jìn)電氣工程發(fā)展和優(yōu)化具有重要作用。未來智能化技術(shù)還將進(jìn)一步發(fā)展完善，其在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用成效還會(huì)不斷增強(qiáng)，需要繼續(xù)開展技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新。