人工智能在电气工程自动化中的运用探讨

柳晓巍

摘 要：在电气工程自动化中，人工智能技术具有降低电气自动化成本、改善电气工程运作效率等应用优势。为此，本文首先介绍人工智能的含义、优点，然后再重点探讨人工智能在电气工程自动化中的运用，以期解决人们在工作、生活中的诸多不便。

关键词：电气工程自动化；人工智能；运用

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）30-0258-02

前 言

人工智能（AI）最初于1956年在Dartmouth学会上提出。经过若干年的研究和发展，人工智能实现了在问题求解、逻辑推理与定理证明、自然语言处理、智能信息检索和专家系统等领域的广泛应用。其中，在电气工程自动化中，人工智能的应用日渐引起人们的关注，且大大方便了人们的工作和生活。下面，笔者主要探讨人工智能及其在电气工程自动化中的运用。

1 人工智能

人工智能是一门综合性的学科，即其核心是计算机技术，并融合了数理逻辑、控制论、信息论、自动化、生物学、心理学、哲学和医学等学科。人工智能作为计算机科学的分支，其研究的目的主要是开展科研和模拟、拓展、延伸人类的智能技术、方法、理论等，从而赋予机器一些人类智能来完成相应的工作。但是，人工智能与人脑思维存在本质区别，即：人工智能仅仅是机械地开展无意识的物理操作。

随着人工智能研究的深入，研究人员发现人工智能在电气工程自动化中運用极具优势，具体表现在以下五个方面：

（1）优化调节参数。在电气工程自动化中，通过科学调整人工智能的参数，可以最大限度地改善智能函数的综合性能，且人工智能控制器可按计算机预设的数据和语言、信息的反馈结果进行设定，同时可按预设的参数进行拓展与修改作业，从而体现了方便、快捷的应用特点。

（2）受相关因素的影响小。与人工控制器相比，人工智能控制器的适应能力更强，即无需获取精确的动态模型，无需提供固定的参数设置和工作环境，这无疑降低了外界因素的影响，从而保证了机械设备的正常运行。

（3）操作误差小。在电气工程自动化中，运用人工智能技术对消除外界因素的不良影响和防范机械设备发生运行故障具有重要意义，从而保证了机械设备按预设参数正常运行，解决了实际值偏离理论值的问题，实现了电气工程自动化的管理目标。

（4）控制管理的一致性良好。在电气工程中，人工智能技术采用的控制方法比传统的控制方法更具一致性，即：无论何种对象，都可以及时进行信息反馈，从而消除了外界因素的影响，提高了产品生产的规范性，保证了同一类产品性能的一致性。

（5）成本投入更低。与传统的电气操作相比，人工智能降低了电气设备对线路、变压器的依赖，电力企业无需安排专门的工作人员管理维护设备，从而节省了电力企业的成本投入。

2 人工智能在电气工程自动化中的运用

2.1 电气设备优化设计

电气设备优化设计要求设计人员掌握牢固的电机电器、电磁场、电路等基础知识和拥有丰富的设计经验。传统意义上，设计人员采用人工设计的方式在实验室完成电气设备的设计，所以很难得到最优设计方案。随着计算机技术的发展，计算机辅助设计（CAD）取代手工设计方式在电气设备设计中的主导地位，从而极大地缩短了电气设备开发的周期，即：将人工智能技术引入CAD中，提高了电气设备的设计质量与设计效率。在电气设备的优化设计中，人工智能的应用主要从遗传算法、专家系统中体现出来。其中，遗传算法采用了先进的计算方法，计算结果精准，所以遗传算法与其衍生算法在电气设备优化设计中的应用非常普遍；专家系统是一种应用较多的电气设备优化设计方法，其有助于准确捕捉电气设备故障发生前的预兆。

2.2 电气设备故障诊断

通常来讲，变压器、发电机和发动机等电气设备最易出现故障。如果采用传统的故障诊断方法，存在的主要问题是诊断的准确率较低，即：先收集并分析变压器油生成的气体样本，再按分析结果判断电气设备的故障情况。可见，传统的诊断方法不宜应用于日常的电气设备故障诊断中，究其原因是：电气设备故障具有突发性的特点，如若未及时诊断并处理故障或方法不当，便会造成严重的后果，而传统的方法时效很低，且会消耗掉大量的人力和时间。为此，电气设备故障诊断引入了人工智能技术，即：通过运用人工智能中的专家系统、模糊数学和神经网络（见表1），实现了电气设备故障的准确诊断，从而大大提高了生产效率。

2.3 实现控制与保护功能

在电气工程自动化中，常用的人工智能实现了实时自动采集、处理开关量和模拟量数据，且可按预设的要求批量、定时整理和存储数据，可利用图像生成软件模拟和显示电气系统历史运转的真实画面，从而直观形象地反应了断路器、隔离开关、电压和电流等电气设备的运转情况。操作人员可在数据分析的基础上创建图表，但需保证控制端设备具备与实际需求相符的硬件条件，以免控制端设备因运算资源消耗量过大而影响其他控制程序的稳定运行。另外，通过运用人工智能技术，实现了实时智能监视挂牌检修主要电气设备的实际开关状态和模拟量数值，警示状态变化事件和事故报警越限，按顺序记录下各项事件，并对负序量的计算进行在线分析等，同时集成了电话图像、语音、声光等模式选择性或同时报警。从操作控制的角度来讲，人工智能技术支持技术人员远程或现场控制断路器、隔离开关等，并调整励磁电流；可按顺序记录并对实时模拟量故障录波、捕捉相关波形、开关量变位、设定和修改在线参数、保护定值；可运行管理操作票专家系统、自动存储运行日志、自动生成和存储或打印报表等。

3 结 语

在电气工程自动化中，人工智能技术的运用完善了电气自动化的综合性能，从而提高了电气产品的质量；实现了电气智能化控制，从而提高了电气设备的工作效率；改善了电气设备故障诊断技术，从而提高了电气设备故障的诊断水平。总之，人工智能是一项紧随计算机技术发展而发展的尖端技术，其在电气工程自动化中的应用减少了电气设备的运行故障，节约了设备的运行成本，提高了设备的生产效率，可见人工智能的应用前景广阔，值得深入研究。

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收稿日期：2018-9-18