电厂电气自动化控制中智能技术的应用研究

东北大学 王靖烨

随着社会经济的发展，人们的生活水平不断提高，对电力资源的需求量也越来越大，这就对电厂的生产提出了更高的要求。为了更好地满足人民日益增长的电力需求，电厂必须不断地提升自身的技术水平，以适应社会发展的需要。智能技术是近年来兴起并发展起来的一项先进技术，该技术能够有效地将计算机技术、自动化技术和网络技术结合起来，是当前世界范围内发展快、应用广、应用领域广，具有较好前景的一项信息技术。电厂电气自动化控制中运用智能技术具有重要的现实意义，可有效提升电厂电气自动化控制系统的工作效率和工作质量，满足人们对电力资源的需求。本文以某电厂为例，对电厂电气自动化控制中智能技术的应用进行研究。

1 某电厂智能控制技术组成

1.1 模糊逻辑

模糊逻辑是在电厂电气自动化控制中应用最早的智能技术，其主要功能是将模糊信息、知识以及经验等进行有效融合，进而为电厂电气自动化控制提供更多的信息数据，然后由计算机进行系统分析，以有效处理模糊信息。模糊逻辑与传统的控制技术相比，具有较强的适应性和灵活性，能够根据不同的需求对其进行有效调整，使其更好地服务于电气自动化控制中。模糊逻辑在电气自动化控制中的应用主要有以下两方面。

系统辨识环节。模糊逻辑在对系统进行分析时，其主要工作是以模糊集合为基础，而模糊集合则是由多个评价变量组成。模糊集合的主要作用是在系统辨识过程中，将输入信号、输出信号以及评价变量等有效结合起来，以此对系统进行分析。在系统辨识中，会使用到大量的数据和信息，通过对这些数据和信息进行分析和处理，能够对系统的性能进行有效评估，从而为电厂电气自动化控制提供有效的依据；智能控制环节。模糊逻辑在智能控制环节中的应用主要体现在三个方面：模糊逻辑可以对模糊信息进行有效处理，以提高模糊信息的准确性和可靠性；模糊逻辑能够提高模糊信息的利用率；模糊逻辑可以有效提高电厂电气自动化控制的水平和质量。

1.2 神经网络

神经网络是一种智能化的控制系统，在实际运行中能够自主学习，能够进行自我调整，其基本结构包括输入层、隐含层和输出层。如图1所示。在实际运行中，神经网络会以学习样本为依据进行自我调整，从而使输出结果得到优化。在电厂电气自动化控制中应用神经网络主要有以下作用。

图1 神经网络系统

信息处理。神经网络具有高度的非线性映射能力，这种能力可以完成复杂的计算任务。在实际运行中，神经网络能够对信息进行处理，对输入信息进行筛选和分类，将高价值信息存储在神经元中。可以根据实际需求，将输入信息转化为输出结果，从而使电气自动化控制系统运行更加高效[1]；记忆功能。神经网络具备学习和记忆功能，能够对海量数据进行分析和存储，为电气自动化控制工作提供有力支持；自我优化功能。神经网络具备自组织和自适应功能，可以对外界环境进行自动感知和分析，并作出相应的决策和调整。

1.3 专家系统

专家系统是电气自动化控制中的重要组成部分，也是人工智能技术中的重要组成部分，该系统运用了大量的数据库、知识库以及推理机，在实际应用中能够依据问题所涉及的领域，将问题划分为不同的类型，再运用不同的推理方式进行判断和处理。在电气自动化控制中应用专家系统能够使电气自动化控制更加精准，也能够实现更高效率地运行和管理，对于提高电厂电气自动化控制水平有着重要作用。专家系统分为两种类型，一种是基于规则的专家系统，另一种是基于数据模型的专家系统。

规则式专家系统主要是将计算机程序以及推理机制相结合的一种智能控制模式，这种控制模式与传统意义上的控制模式不同，采用了基于规则的控制方式，在运行中对电厂电气自动化控制起到了重要作用。这种智能控制模式优势在于能够提高问题解决效率，通过对大量问题进行分析和研究后得出结论，但是该模式在运行中也存在不足之处，主要在于解决问题效率受到一定限制，不能将问题处理得更加彻底。

数据模型式专家系统主要是将计算机程序和人工智能技术相结合形成的一种控制模式，这种智能控制模式通过对大量数据信息进行分析和处理后，结合实际情况来形成一定的结论和建议。该模式具有一定优势，也存在一定不足。优势在于能够处理各种类型问题，提高解决问题效率；不足在于处理信息过程中存在误差问题。

2 某电厂电气自动化控制智能技术具体应用

2.1 智能监控

在电厂电气自动化控制过程中，其监控是重要的一项内容，要想提升其运行质量和效率，需要对其进行严格的监控和管理，而在目前的电厂电气自动化控制中，其监控工作主要包括两种模式，分别是状态监控和智能监控[2]。

在状态监控中，其主要是通过对电厂电气自动化控制系统中的各种运行参数进行采集，然后再通过计算机技术来对其进行处理，并最终对其运行状况进行分析和判断。在此基础上，可通过采取针对性的措施来有效解决出现的故障问题，从而实现对电厂电气自动化控制系统中出现的各种问题进行及时解决。在智能监控模式中，其主要是通过对设备的运行状态进行实时监测和分析，然后根据监测数据来及时发现运行中存在的问题，并提出相应的解决方案，从而实现对电厂电气自动化控制系统中出现的故障问题进行有效解决。

此外，智能监控模式还可通过对相关设备进行智能化升级来实现。在电厂电气自动化控制系统中安装智能化设备后，不仅可以提高其运行效率和质量水平，还能够实现对相关故障问题进行及时发现和解决。如安装智能化仪表，能够有效降低因故障问题所造成的影响和损失；另外，还可通过对相关数据进行采集、分析和处理，来实现对电厂电气自动化控制系统中出现故障问题进行及时解决。

2.2 智能诊断

智能诊断主要是根据电厂运行中的设备和系统分析故障原因，并对故障的种类进行判断，通过智能化技术实现故障的及时发现、准确定位、及时处理。主要分为以下几种。

基于神经网络技术的智能诊断系统。在这种系统中采用专家系统和神经网络相结合的方式，来对电厂电气自动化控制过程中出现的问题进行分析。例如，在电厂生产过程中经常出现电气设备故障问题，如果不能及时发现并解决这种问题将会影响整个电厂运行效率。所以，要想更好地解决这种问题，就要运用专家系统来分析故障问题。通过专家系统可以对设备故障进行准确判断，并给出具体的解决方案，有效地提高诊断效率。

基于模糊逻辑技术的智能诊断系统。这种系统主要是根据故障现象来判断故障原因并给出相应的解决方法。如在电厂电气自动化控制过程中如果出现短路问题，会导致设备烧毁、火灾等现象发生，对设备造成严重伤害[3]。这种情况下，需要将模糊逻辑技术与专家系统结合起来进行分析，然后再根据实际情况进行处理。这样可有效地减少故障问题发生的概率，提高电厂电气自动化控制水平。

基于遗传算法与人工神经网络相结合的智能诊断系统。这种系统在实际运行过程中可以有效地避免出现故障问题，并且可以提高电厂电气自动化控制水平。例如，在电厂电气自动化控制过程中，经常出现电气设备过载问题。如果不能及时处理这种问题就会影响整个电厂生产效率。通过遗传算法与人工神经网络相结合的方式可有效地解决这个问题，并且可以提高诊断精度。

3 智能技术有效应用于某电厂电气自动化控制的策略

3.1 优化控制系统

在优化控制系统的策略中，某电厂将重点放在混合模型策略、故障预防策略两方面。

混合模型策略是指结合多种人工智能模型，包括深度学习、神经网络等，形成一个具备自学习和自优化能力的复合模型[4]。实现该策略的关键在于精准地挖掘和理解各个模型的优势，以便实现最大效益的模型集成。例如，深度学习模型在处理复杂的非线性问题上有很强的表现力，能够处理多种类型的数据，而神经网络模型则能够实现高度的自适应性，可以应对环境的快速变化。将这两种模型合理集成，可以让电气自动化控制系统在维持高效稳定运行的同时，具备处理各类复杂情况的能力。

故障预防策略主要是借助大数据和机器学习技术，实现电厂设备运行数据的深度挖掘，以及故障预测模型的构建。其核心是实现从反应到预防的转变，即通过对设备运行数据的深度学习和分析，实现故障的早期发现和预警，从而避免故障的发生。具体实施时，需要收集并整理电厂设备的运行数据，运用大数据分析方法进行深度挖掘，找出可能引发故障的信号或模式。然后，基于这些数据和模式，运用机器学习算法构建故障预测模型，以实现对设备运行状态的实时监控和故障预警。这种方法不仅可以提前预知设备可能出现的问题，还可以为设备的维护和优化提供有价值的参考。通过实施混合模型策略和故障预防策略，能够有效地优化电厂电气自动化控制系统，提高其在各种环境下的稳定性和可靠性，为电厂的长期稳定运行提供有力的保障

3.2 强化技术应用

某电厂强化技术应用的策略主要包括两方面：实施“技术+应用”双驱动战略、深度集成物联网技术。

实施“技术+应用”双驱动战略是指，在深度理解和掌握先进技术的基础上，充分发掘其在实际应用中的价值，以实现技术的广泛应用和产业化。在实施该策略时，某电厂关注的是如何将技术与应用场景深度融合，最大限度地发挥技术优势。如可借助深度学习技术，根据电厂设备的运行数据，构建电气设备性能预测模型，使电厂设备在运行过程中能够自我学习和自我适应，提升设备的运行效率和可靠性。此外，还可以结合具体应用场景，研发针对性的算法模型，以解决电厂电气自动化控制中的具体问题。

深度集成物联网技术是指将物联网技术深度应用到电厂电气自动化控制系统中，实现电厂设备的远程监控和管理，从而提高电气自动化控制系统的运行效率和运维便利性。具体来说，可以通过物联网技术实现电厂设备数据的实时远程传输和共享，为电气自动化控制系统提供丰富、实时的数据输入，同时也使得电厂设备的状态信息能够实时反馈给管理人员，以便及时采取维护和优化措施[5]。通过深度集成物联网技术，能够实现电气自动化控制系统的实时、智能、远程运维，降低运维成本，提高运维效率。实施“技术+应用”双驱动战略和深度集成物联网技术，可以有效地强化智能技术在电厂电气自动化控制中的应用，提升电气自动化控制系统的运行效率和稳定性，为电厂的智能化、高效运行提供有力的技术支持。

电厂电气自动化控制中，智能技术的应用能够有效地提升电厂电气自动化控制系统的工作效率，降低工作难度，为电厂电气自动化控制提供更加安全、稳定、高效的运行环境。随着智能技术的不断发展，智能技术在电厂电气自动化控制中的应用也会越来越广泛，并且会得到有效发展。因此，在今后的发展过程中，必须将智能技术和其他相关技术进行融合和创新，从而不断提高电厂电气自动化控制水平。