智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化中的應(yīng)用研究

王俞淇

（沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)，遼寧沈陽(yáng) 110000）

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電氣工程自動(dòng)化領(lǐng)域?qū)χ悄芑夹g(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，電氣工程的自動(dòng)化程度不斷提升，生產(chǎn)效率也大大提高，人力成本也明顯降低，電氣工程的運(yùn)行穩(wěn)定性也有了明顯的改善。將智能化技術(shù)引入電氣工程自動(dòng)化領(lǐng)域，不但使電氣工程的總體發(fā)展水平得到了極大的提升，而且對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展也有很大的促進(jìn)作用。基于此，本文就智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化中的應(yīng)用展開(kāi)深入研究。

1.電氣工程自動(dòng)化與智能化技術(shù)概述

1.1 電氣工程自動(dòng)化

電氣工程自動(dòng)化是一項(xiàng)涉及機(jī)電一體化、電力電子、信息技術(shù)等多個(gè)交叉技術(shù)的綜合系統(tǒng)工程。電氣工程自動(dòng)化項(xiàng)目能夠?qū)④浻布?qiáng)弱電、機(jī)電一體化等功能有機(jī)結(jié)合，從而達(dá)到對(duì)電力的有效控制，使電能利用率得以提升，同時(shí)，在很大程度上改善了生產(chǎn)服務(wù)質(zhì)量。在現(xiàn)代電力技術(shù)的發(fā)展中，還引入了電子技術(shù)和光子技術(shù)，使信息技術(shù)、物理學(xué)知識(shí)等在電氣工程自動(dòng)化領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，促進(jìn)了電氣工程行業(yè)的快速發(fā)展，滿足了當(dāng)今社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。目前，我國(guó)電氣工程行業(yè)發(fā)展迅速，自動(dòng)化技術(shù)也向著更加規(guī)范、更加科學(xué)的方向發(fā)展，但在自動(dòng)化領(lǐng)域的創(chuàng)新與研發(fā)方面仍有較大的阻力，所以必須根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)與改造，并將智能化技術(shù)應(yīng)用其中，以達(dá)到更好的效果[1]。

1.2 智能化技術(shù)

電氣工程自動(dòng)化是指在智能化技術(shù)的支撐下，對(duì)設(shè)備進(jìn)行智能化的操作、分析和處理，并具有重復(fù)性監(jiān)控的功能，可以對(duì)電氣設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)的跟蹤和監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在安全隱患，就會(huì)立即發(fā)出故障警報(bào)，幫助工作人員在最短的時(shí)間內(nèi)確定故障原因和區(qū)域，以便采取有效措施予以解決，以此使電氣設(shè)備始終處于安全運(yùn)行狀態(tài)下。因此，將智能化技術(shù)運(yùn)用于電氣工程設(shè)備中，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電氣工程的自動(dòng)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)處理、故障監(jiān)控等，保證電氣設(shè)備的生產(chǎn)效率，減少設(shè)備故障概率，同時(shí)還能有效避免人為操作失誤的問(wèn)題。

2.電氣工程自動(dòng)化中應(yīng)用智能化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

2.1 能有效提高模型控制精度

電氣工程的數(shù)據(jù)量和動(dòng)態(tài)方程的復(fù)雜性對(duì)控制系統(tǒng)的控制效果有很大的影響。系統(tǒng)控制穩(wěn)定性直接關(guān)系到整個(gè)電氣工程的運(yùn)行性能以及電氣工程的自動(dòng)化程度。由于電氣工程的控制模式設(shè)計(jì)過(guò)于復(fù)雜，為了有效地解決電氣工程的控制問(wèn)題，必須采用智能化技術(shù)，以提升模型控制精度，達(dá)到對(duì)電氣工程的全方位監(jiān)控[2]。

2.2 提高電氣工程的自控能力

在過(guò)去的電氣工程控制系統(tǒng)中，由于其整體的控制效率不高，使得其功能不能很好地適應(yīng)電力企業(yè)的要求。而將智能化技術(shù)與自動(dòng)化控制系統(tǒng)相結(jié)合，可以大大提高控制效率，使整個(gè)控制過(guò)程實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化，從而使系統(tǒng)運(yùn)行更加方便。智能化控制器在控制上有較大的優(yōu)越性，可以利用智能控制器調(diào)整與模型有關(guān)的參數(shù)變化，從而避免了人工操作失誤，大大降低了人力工作負(fù)擔(dān)，節(jié)省了人力資源。

2.3 保障體系的連貫性

在電氣工程自動(dòng)化中引入智能化技術(shù)，保證了電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)的連貫性。例如，利用智能化技術(shù)發(fā)揮數(shù)據(jù)采集功能，電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)能夠更精確地收集到特殊設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)與相關(guān)參數(shù)，然后由智能控制器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，并將不同的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，從而大大提高了數(shù)據(jù)的精度。

2.4 減少人工操作

電氣工程是電力企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)中的重要組成部分，其穩(wěn)定與否直接影響到供電的正常運(yùn)行。以電氣工程的自動(dòng)化控制為核心，合理運(yùn)用智能化技術(shù)，可以更好地適應(yīng)電網(wǎng)的高精度、高難度的控制需求。利用智能化技術(shù)取代手工操作，將會(huì)使電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)的自動(dòng)化水平得到進(jìn)一步的提高，以前的一些手工作業(yè)由智能化儀器所取代，大大減少了人為失誤，降低了人工危險(xiǎn)性，還能極大地改善電網(wǎng)的監(jiān)測(cè)能力，并充分展示智能化技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，使系統(tǒng)的決策能力和獨(dú)立判斷能力得到了增強(qiáng)[3]。

2.5 增強(qiáng)電氣工程系統(tǒng)穩(wěn)定性

將智能化技術(shù)與自動(dòng)控制模式相結(jié)合，能提高其對(duì)系統(tǒng)復(fù)雜動(dòng)態(tài)的控制能力，從而進(jìn)一步完善原有的控制模式，對(duì)各參數(shù)的波動(dòng)進(jìn)行自動(dòng)分析，從而使系統(tǒng)可以有效地監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)模型的工作狀態(tài)，從而提高系統(tǒng)控制實(shí)效。此外，采用智能化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣工程仿真目標(biāo)的精確控制，使電網(wǎng)的運(yùn)行狀況得到更為客觀的評(píng)價(jià)。采用智能化技術(shù)還可以有效地防止外部環(huán)境的干擾，使電氣工程穩(wěn)定性更強(qiáng)。

3.智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化中的具體應(yīng)用

3.1 電氣工程智能化設(shè)計(jì)

3.1.1 電氣工程傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式存在的缺陷

由于傳統(tǒng)的電氣工程設(shè)計(jì)方法缺少技術(shù)、軟件等方面的支撐，使得電氣工程的資源配置和使用效率都很低。電氣工程的設(shè)計(jì)，不僅要參考大量的數(shù)據(jù)，還要有相應(yīng)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，這對(duì)設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的電氣工程設(shè)計(jì)一旦完工，往往無(wú)法更改，一旦更改，必須進(jìn)行再設(shè)計(jì)，否則將造成工程設(shè)計(jì)中的許多缺陷。同時(shí)，傳統(tǒng)的電氣工程設(shè)計(jì)模式效率低，容易出錯(cuò)，不能滿足目前電氣工程的自動(dòng)化設(shè)計(jì)要求。

3.1.2 電氣工程智能化設(shè)計(jì)的優(yōu)越性

（1）信息展示更為直觀。智能化技術(shù)能夠解決傳統(tǒng)電氣工程設(shè)計(jì)的不足，通過(guò)智能化軟件與設(shè)備將相關(guān)項(xiàng)目放在三維空間，從而建立此項(xiàng)目的三維坐標(biāo)。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)參數(shù)的輸入可以確定整個(gè)項(xiàng)目的總體結(jié)構(gòu)，使電氣工程的詳細(xì)情況一目了然，并能直觀地顯示出有關(guān)的信息。

（2）便于修改。在采用智能化技術(shù)時(shí)，可以利用代碼編譯的方法建立相應(yīng)的程序，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目的可視化和實(shí)時(shí)管理。同時(shí)，電氣工程智能設(shè)計(jì)軟件也能對(duì)整個(gè)工程設(shè)計(jì)進(jìn)行全面的合理性評(píng)估，使設(shè)計(jì)師對(duì)不完善之處進(jìn)行及時(shí)修正和改進(jìn)。這一修改操作無(wú)需對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)進(jìn)行再修改，設(shè)計(jì)軟件可以將修改后的設(shè)計(jì)進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，從而有效地防止人為設(shè)計(jì)中的失誤，保證整體設(shè)計(jì)的可靠性[4]。

3.2 電氣工程智能化變電站

3.2.1 智能化變電站的優(yōu)點(diǎn)

變電站在電氣工程中占有舉足輕重的地位。變電站的正確使用對(duì)電氣工程的安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。將智能化技術(shù)運(yùn)用于變電站，實(shí)現(xiàn)變電站的智能化改造，可以極大地減少人力、物力、財(cái)力的消耗，而且可以通過(guò)智能系統(tǒng)對(duì)變電站的運(yùn)行情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)化監(jiān)控與智能化判斷，以此降低變電站的運(yùn)行壓力，增強(qiáng)運(yùn)行效果，提升運(yùn)行效率，達(dá)到變電站的安全、精準(zhǔn)運(yùn)行。

3.2.2 電氣工程智能化變電站的發(fā)展趨勢(shì)

目前，智能化變電站已經(jīng)在國(guó)內(nèi)的電氣工程自動(dòng)化中得到了廣泛的應(yīng)用，但還有待于進(jìn)一步的改進(jìn)，必須加強(qiáng)相關(guān)技術(shù)的更新，提高變電站的智能化水平，提高變電站的工作效率，保證安全性與穩(wěn)定性。這對(duì)于推進(jìn)我國(guó)自動(dòng)化技術(shù)走向智能化、機(jī)械化、現(xiàn)代化的電力網(wǎng)絡(luò)體系也有著十分重要的意義[5]。

3.3 電氣工程的智能化故障診斷

電氣工程是一個(gè)完整的運(yùn)行系統(tǒng)，它所包含的操作環(huán)節(jié)相對(duì)復(fù)雜，變化較大，并且各環(huán)節(jié)之間的邏輯聯(lián)系十分密切，易受各種因素的影響，其易引發(fā)各種系統(tǒng)發(fā)生故障。若不加以有效的解決，將會(huì)嚴(yán)重地危及整個(gè)系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定。為此，必須引入智能化技術(shù)，對(duì)電氣工程的運(yùn)行狀況進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，并對(duì)故障進(jìn)行分析，以確定故障原因、故障部位等具體情況，為制定有效、準(zhǔn)確的故障處理方法提供重要依據(jù)，提高故障診斷和處理的質(zhì)量。智能化技術(shù)在電氣工程故障診斷中的有效運(yùn)用，使傳統(tǒng)的人工故障檢測(cè)方式發(fā)生了變化，使故障的檢測(cè)難度大大降低，工作效率得到了明顯的提升，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化、智能化的故障排查。當(dāng)出現(xiàn)異常狀況時(shí)，采用智能化技術(shù)的電氣工程將會(huì)自動(dòng)報(bào)警，幫助維修人員進(jìn)行診斷和維修，降低設(shè)備損壞的程度，使其盡早恢復(fù)到正常工作狀態(tài)。

智能化技術(shù)的運(yùn)用使電氣設(shè)備的故障診斷和維修效率得到了進(jìn)一步的提升，但維修人員還是要經(jīng)常對(duì)關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行例行檢查，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，采取有效的防范措施，保證設(shè)備的正常使用，提高設(shè)備的使用效率，減少維修工人的工作量，降低設(shè)備維修費(fèi)用。隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，社會(huì)對(duì)電力的需求量越來(lái)越大，電氣設(shè)備經(jīng)常處于超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，由于長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，使整個(gè)變電站運(yùn)行壓力增大，存在著一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。引入智能化技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)變電站各環(huán)節(jié)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，包括電壓、電流、溫度等各項(xiàng)數(shù)據(jù)參數(shù)，明確負(fù)載曲線，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常，確定故障部位，采取相應(yīng)的檢修方法，以保證整個(gè)電網(wǎng)的安全性與穩(wěn)定性。因此，將智能化技術(shù)應(yīng)用于電氣設(shè)備，能夠有效地提高設(shè)備監(jiān)控管理的規(guī)范化水平，增強(qiáng)故障診斷的精確度，提升監(jiān)控管理工作的針對(duì)性，促進(jìn)電氣設(shè)備的智能化發(fā)展[6]。

4.在電氣工程自動(dòng)化中推進(jìn)智能化技術(shù)應(yīng)用的有效措施

4.1 注重智能化技術(shù)開(kāi)發(fā)，建立高技術(shù)研究平臺(tái)

智能化技術(shù)的研發(fā)工作不是一蹴而就的，它涉及的因素很多。

首先，要為科研人員提供豐富的資源，保證科學(xué)研究的正常開(kāi)展。對(duì)企業(yè)而言，要全面了解自己的情況，明確技術(shù)應(yīng)用需求，與其他企業(yè)聯(lián)合，共同建立研發(fā)體系。

其次，創(chuàng)新科技發(fā)展觀念，相關(guān)企業(yè)要建立高層次的技術(shù)研究平臺(tái)，在宏觀層面上發(fā)揮科技創(chuàng)新的主導(dǎo)作用。建立智能化技術(shù)平臺(tái)需要多方力量共同努力，而要做到這一點(diǎn)，就必須把現(xiàn)有的資源集中起來(lái)，并在實(shí)踐中對(duì)智能化技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步開(kāi)發(fā)，以最大限度地適應(yīng)各行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。

最后，增大智能化技術(shù)推廣力度。隨著時(shí)代的發(fā)展，智能化技術(shù)在企業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，越來(lái)越多的科研工作者投入到智能化技術(shù)的研發(fā)中。有效的宣傳活動(dòng)可以縮短企業(yè)與企業(yè)之間的距離，推動(dòng)企業(yè)之間的溝通，沖破智能化技術(shù)研發(fā)的障礙，進(jìn)而促進(jìn)智能化技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展[7]。

4.2 學(xué)習(xí)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，與自身技術(shù)相融合

雖然當(dāng)前智能化技術(shù)在電氣工程行業(yè)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，但是這并不意味著智能化技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)非常成熟。西方國(guó)家對(duì)電氣工程的研究更早，積累了大量的經(jīng)驗(yàn)。比如美國(guó)，電氣工程中智能化技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)日趨成熟，軟件和硬件設(shè)備也有很高的水準(zhǔn)。在我國(guó)的電氣工程行業(yè)發(fā)展中，必須借鑒先進(jìn)的智能化技術(shù)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合本國(guó)的實(shí)際情況制訂出適合本國(guó)國(guó)情的智能化技術(shù)應(yīng)用方案。而作為電氣工程企業(yè)順應(yīng)時(shí)代潮流，以市場(chǎng)需要為中心，對(duì)電氣產(chǎn)品進(jìn)行有效的創(chuàng)新，只有這樣，電力企業(yè)才能在不久的將來(lái)躋身于國(guó)際前列。

4.3 加強(qiáng)智能化設(shè)備操作隊(duì)伍培養(yǎng)

人才隊(duì)伍是企業(yè)發(fā)展的根本，電氣工程行業(yè)也不例外。因此，電氣行業(yè)必須加強(qiáng)對(duì)智能化技術(shù)人才的培養(yǎng)，提高人才隊(duì)伍的智能化設(shè)備使用能力。具體而言，電氣工程企業(yè)應(yīng)為員工提供實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)，同時(shí)聘請(qǐng)行業(yè)專業(yè)人才對(duì)員工進(jìn)行培訓(xùn)，講解并演示智能化設(shè)備的操作、保養(yǎng)與維修方法，以此提升員工的整體操作水平。此外，員工的入職門(mén)檻也要相應(yīng)地提高，從總體上提升員工的教育水平。同時(shí)，還要建立一套行之有效的獎(jiǎng)懲機(jī)制，對(duì)智能設(shè)備熟練操作人員進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)，以激勵(lì)員工的工作熱情，使他們能夠更積極地學(xué)習(xí)和運(yùn)用智能化設(shè)備。

5.結(jié)語(yǔ)

智能化技術(shù)在電氣故障診斷、智能控制、工程設(shè)計(jì)等方面得到了廣泛的應(yīng)用，為我國(guó)電力事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。將智能化技術(shù)運(yùn)用于電氣工程自動(dòng)化可以使電氣設(shè)備的運(yùn)行控制環(huán)節(jié)得到進(jìn)一步優(yōu)化，使數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性得到有效保證，從而增強(qiáng)了電氣工程的控制效果。在實(shí)際的應(yīng)用中，應(yīng)注重對(duì)智能化技術(shù)的進(jìn)一步研發(fā)，建立高技術(shù)研究平臺(tái)，積極引進(jìn)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，與自身技術(shù)相融合，以此促進(jìn)電氣工程行業(yè)的穩(wěn)步健康發(fā)展。