浅谈智能化技术在电气工程自动化中的应用 邢文学

发表时间:2020/5/6   来源:《电力设备》2019年第24期   作者:邢文学1 周文海2 程妍3
[导读] 摘要:智能化技术主要表现于问题求解、专家系统、逻辑推理、证明定理了解自然的语言以及机器人学与自动程序的设计等方面,在电气工程的自动化中,智能化技术能充分发挥作用,促进电气优化的设计,及时诊断故障,并且还可实现智能控制。
        (1,3烟台市光明电力服务有限责任公司  山东烟台  264006)(2中国广核新能源控股有限公司安丘太平山风电场  山东安丘  262131)
        摘要:智能化技术主要表现于问题求解、专家系统、逻辑推理、证明定理了解自然的语言以及机器人学与自动程序的设计等方面,在电气工程的自动化中,智能化技术能充分发挥作用,促进电气优化的设计,及时诊断故障,并且还可实现智能控制。因而,本文探讨人工智能控制的优势与在电气工程的自动化中的运用。
        关键词:智能化技术;电气工程;自动化
        目前,电力工程成为我国重要的能力工程之一。由于电力行业竞争日益激烈,因此要提升电力工程的管理效益,使智能化技术成为主流技术之一。智能化技术已经发展到一定水平,通过应用智能化技术,电气工程自动化控制水平大大提升,电气工程自动化控制目标不断提高,智能化技术为电气工程自动化控制提供了更多的可能性。
        1 人工智能的控制优势
        对于不同人工智能的控制,需运用不同方式进行探讨,由于部分人工智能的控制器,例如神经、模糊、模糊神经以及遗传算法均属于类非线形函数的近似器,采用此分类有利于了解总体,以及促进对人工智能控制策略综合性的开发,以上人工智能的函数近似器具备常规函数的估计器不具有的优点。首先,在多数情况下,精确了解控制对象动态方程是相对比较复杂的,所以控制器设计实际的控制对象模型,通常会出现许多不确定因素,例如参数变化与非线性时等,往往无法掌握新的信息。但人工智能的控制器设计,可不需参照控制对象模型按照鲁棒性、响应时间与下降的时间不一样,人工智能的控制器可经过适当调整以提升自身性能,例如,在下降的时间上,模糊逻辑的控制器可比PID控制器还要快四倍;在上升的时间上,模糊逻辑的控制器可~,PID控制器还要快两倍。同古典的控制器比较,人工智能的控制器更具备易调节的特点。尽管缺少专家现场的指引,人工智能的控制器也可以采取响应数据进行设计。
        此外,还可由相应的信息以及语言等形式开展设计工作,人工智能的控制器一致性极强,输入陌生数据便可以出现很高的估测,还可忽视驱动器对控制器的影响。针对部分控制对象而言,尽管目前未采取人工智能的控制器,也能有良好效果,不过对其他控制的对象而言,不一定能产生良好的效果,因而,设计时需遵守具体问题应具体分析原则。在模糊化与反模糊化的过程中,若运用隶属函数、规则库以及适合模糊神经的控制器,便可精确进行实时的确定
        2 传统的电气工程自动化控制存在的问题
        2.1 电气工程中设备故障管理方式缺乏科学性
        电力系统包括大量的电气设备,各个电力设备只有正常运行,才能确保电力系统安全、稳定地运行,这样才能促进电力系统自动化技术的全面发展。但是传统电力工程自动化控制对于事故处理来说依然采用“抓大放小”的原则,将注意力更多的放在了设备宕机、链路通断等重大事故上,并给予了大量的财力支持,在小故障方面却不够重视,忽略了其重要性,最后导致电力系统存在较多的小型安全隐患。
        2.2 电气自动化控制系统缺乏入侵防御手段
        目前电气自动化控制系统安全性还有待提升,这与缺少有效的防御机制不无关系,主要是缺少有针对性的智能防御系统。以双平面网络结构为例,不论是核心层还是汇聚层,或是接入层,都缺少有效的防入侵体系,大多选择以VPN技术为基础的二次防护系统,或是安全级别较低的防护措施,与我国提出的标准安全等级相去甚远。此技术主要存在两种缺陷:首先,由于安全级别较低,所以在只能识别出数据中存在的病毒、木马等,难以识别更高级的病毒。而且电力数据库中的数据系统过滤功能等难以达到预期要求,无法发挥出防御效果。其次,实现VPN技术需要数据体系进行支持,这样能够提升电力系统数据传输效率,可使数据体系工作更加便捷。但这也从侧面反映出电力系统数据库中容易出现安全隐患,包括非法入侵、漏洞攻击等,会使数据出现泄漏,严重的还会造成系统瘫痪。


        3 采取智能化技术的必要性
        人们生活、生产之中电气工程占据着十分重要的地位,将智能化技术应用其中,可有效对信息进行收集、分析、处理、及时反馈,这在一定程度上可促使电气工程自动化控制的发展,有效的节省人力资源,保障人们生命安全,提升其日常的工作效率。智能化技术应用在电气工程之中,主要是经过对智能化控制器进行应用,可保障了新兴的控制器更加优于传统的控制器。和常规的函数估计进行比较,智能化的函数近似器更占有优势。人工智能控制应用不同的方式进行讨论,而其他的人工智能化控制器可更加清楚的了解整体,有效的促进控制策略的开放。
        4 智能化技术的运用
        由人工智能的技术不断发展,运用智能化技术控制的领域也逐渐广阔,包含人工智能运用在电气产品的优化设计、控制及保护、故障的预测与诊断等方面。
        4.1 电气产品的优化设计
        电气产品优化设计的工作是相对比较复杂的,其主要综合了两方面内容:理论学科的知识与经验知识。电气产品传统的设计方式主要是设计经验综合大量实验手段的验证,缺少相关技术的支持,效率比较低,工作量比较大,难以设计出科学合理的方案。由计算机技术迅速发展,以及人工智能的技术应用,电气产品设计逐渐从手工转入计算机辅助的设计,从一定程度上而言,减少产品从构思至设计至生产时间,并使得设计逐渐迈向智能化、优质化以及高效化的时代。在人工智能的技术运用在优化设计中,主要有两种主要方法:遗传算法与专家系统。遗传算法特征是直接操作结构对象,具备内在隐并行性与全局寻优的能力;可指导优化与自动获取搜索空间,以及自行调整搜索的方向,不需标准的要求。这些遗传算法的特征特别适合产品的优化设计,进而其广泛运用在电气产品人工智能的优化设计之中。专家系统运用于计算机技术与人工智能的技术,主要是依据某领域的一个或是多个专家提供经验与知识,进行合理的判断与推理,模仿人类专家决策的过程,以此处理需人类专家处理复杂的问题,并且其更是产品的优化设计重要的方式,但目前尚处于研究的阶段,实际的应用比较少,未来的发展前景较大。
        4.2 故障的诊断
        电气设施故障具备非线性、复杂性以及不确定性等特征,运用传统方式进行的诊断效率较低、准确率低。人工智能的方式引进极大提升了故障的诊断准确率,而人工智能的技术运用在故障的诊断方式主要有三种:神经网络、模糊逻辑以及专家系统。例如,运用人工智能的技术,对电动机与发电机进行故障诊断的时候,结合神经网络与模糊理论,不但保留故障诊断的模糊性,更结合神经网络的学习能力强优势,共同对电机故障进行诊断,极大提升了故障的诊断准确率。
        4.3 人工智能控制技术
        人工智能的控制技术将是未来生产的发展趋势,并且目前在电气工程的自动化方面也已广泛运用。控制的方式主要有模糊的控制、专家系统的控制以及神经网络的控制,主要运用的方面是:记录故障且实行在线分析;采集及处理全部模拟量与开关量实时的数据;实时智能的监视各个主要的设施与系统运行的状态;通过鼠标或是键盘达到控制系统的目的。
        5 结束语
        总而言之,电气工程自动化控制的质量对于电气系统的正常运行有着举足轻重的作用,一旦发生问题,就很有可能造成整个电力系统的瘫痪,进而造成难以预估的后果,将智能化技术运用到电气工程自动化控制中已经成为了电气行业发展的一个重要方向,但距离预期的目标仍存在一定差距,属于一项长期性的工程,只有通过不断的努力探索,才能有效地推动电气行业的进一步发展。
        参考文献:
        [1]王丹娅.智能化技术在电气工程自动化控制中的应[J].科技致富向导,2012(27):217-217.
        [2]耿荚会.智能化技术在电气工程自动化控制中的应用.科技创新导报,2012(02):66-66.
        [3]贾刚;张萌.浅谈电气自动化控制中的人工智能技术[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2011(09):294-294.
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