柳曉巍

摘 要：在電氣工程自動(dòng)化中，人工智能技術(shù)具有降低電氣自動(dòng)化成本、改善電氣工程運(yùn)作效率等應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。為此，本文首先介紹人工智能的含義、優(yōu)點(diǎn)，然后再重點(diǎn)探討人工智能在電氣工程自動(dòng)化中的運(yùn)用，以期解決人們?cè)诠ぷ鳌⑸钪械闹T多不便。

關(guān)鍵詞：電氣工程自動(dòng)化；人工智能；運(yùn)用

中圖分類(lèi)號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）30-0258-02

前 言

人工智能（AI）最初于1956年在Dartmouth學(xué)會(huì)上提出。經(jīng)過(guò)若干年的研究和發(fā)展，人工智能實(shí)現(xiàn)了在問(wèn)題求解、邏輯推理與定理證明、自然語(yǔ)言處理、智能信息檢索和專(zhuān)家系統(tǒng)等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。其中，在電氣工程自動(dòng)化中，人工智能的應(yīng)用日漸引起人們的關(guān)注，且大大方便了人們的工作和生活。下面，筆者主要探討人工智能及其在電氣工程自動(dòng)化中的運(yùn)用。

1 人工智能

人工智能是一門(mén)綜合性的學(xué)科，即其核心是計(jì)算機(jī)技術(shù)，并融合了數(shù)理邏輯、控制論、信息論、自動(dòng)化、生物學(xué)、心理學(xué)、哲學(xué)和醫(yī)學(xué)等學(xué)科。人工智能作為計(jì)算機(jī)科學(xué)的分支，其研究的目的主要是開(kāi)展科研和模擬、拓展、延伸人類(lèi)的智能技術(shù)、方法、理論等，從而賦予機(jī)器一些人類(lèi)智能來(lái)完成相應(yīng)的工作。但是，人工智能與人腦思維存在本質(zhì)區(qū)別，即：人工智能僅僅是機(jī)械地開(kāi)展無(wú)意識(shí)的物理操作。

隨著人工智能研究的深入，研究人員發(fā)現(xiàn)人工智能在電氣工程自動(dòng)化中運(yùn)用極具優(yōu)勢(shì)，具體表現(xiàn)在以下五個(gè)方面：

（1）優(yōu)化調(diào)節(jié)參數(shù)。在電氣工程自動(dòng)化中，通過(guò)科學(xué)調(diào)整人工智能的參數(shù)，可以最大限度地改善智能函數(shù)的綜合性能，且人工智能控制器可按計(jì)算機(jī)預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)和語(yǔ)言、信息的反饋結(jié)果進(jìn)行設(shè)定，同時(shí)可按預(yù)設(shè)的參數(shù)進(jìn)行拓展與修改作業(yè)，從而體現(xiàn)了方便、快捷的應(yīng)用特點(diǎn)。

（2）受相關(guān)因素的影響小。與人工控制器相比，人工智能控制器的適應(yīng)能力更強(qiáng)，即無(wú)需獲取精確的動(dòng)態(tài)模型，無(wú)需提供固定的參數(shù)設(shè)置和工作環(huán)境，這無(wú)疑降低了外界因素的影響，從而保證了機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行。

（3）操作誤差小。在電氣工程自動(dòng)化中，運(yùn)用人工智能技術(shù)對(duì)消除外界因素的不良影響和防范機(jī)械設(shè)備發(fā)生運(yùn)行故障具有重要意義，從而保證了機(jī)械設(shè)備按預(yù)設(shè)參數(shù)正常運(yùn)行，解決了實(shí)際值偏離理論值的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了電氣工程自動(dòng)化的管理目標(biāo)。

（4）控制管理的一致性良好。在電氣工程中，人工智能技術(shù)采用的控制方法比傳統(tǒng)的控制方法更具一致性，即：無(wú)論何種對(duì)象，都可以及時(shí)進(jìn)行信息反饋，從而消除了外界因素的影響，提高了產(chǎn)品生產(chǎn)的規(guī)范性，保證了同一類(lèi)產(chǎn)品性能的一致性。

（5）成本投入更低。與傳統(tǒng)的電氣操作相比，人工智能降低了電氣設(shè)備對(duì)線(xiàn)路、變壓器的依賴(lài)，電力企業(yè)無(wú)需安排專(zhuān)門(mén)的工作人員管理維護(hù)設(shè)備，從而節(jié)省了電力企業(yè)的成本投入。

2 人工智能在電氣工程自動(dòng)化中的運(yùn)用

2.1 電氣設(shè)備優(yōu)化設(shè)計(jì)

電氣設(shè)備優(yōu)化設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)人員掌握牢固的電機(jī)電器、電磁場(chǎng)、電路等基礎(chǔ)知識(shí)和擁有豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。傳統(tǒng)意義上，設(shè)計(jì)人員采用人工設(shè)計(jì)的方式在實(shí)驗(yàn)室完成電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)，所以很難得到最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）取代手工設(shè)計(jì)方式在電氣設(shè)備設(shè)計(jì)中的主導(dǎo)地位，從而極大地縮短了電氣設(shè)備開(kāi)發(fā)的周期，即：將人工智能技術(shù)引入CAD中，提高了電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)質(zhì)量與設(shè)計(jì)效率。在電氣設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，人工智能的應(yīng)用主要從遺傳算法、專(zhuān)家系統(tǒng)中體現(xiàn)出來(lái)。其中，遺傳算法采用了先進(jìn)的計(jì)算方法，計(jì)算結(jié)果精準(zhǔn)，所以遺傳算法與其衍生算法在電氣設(shè)備優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用非常普遍；專(zhuān)家系統(tǒng)是一種應(yīng)用較多的電氣設(shè)備優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其有助于準(zhǔn)確捕捉電氣設(shè)備故障發(fā)生前的預(yù)兆。

2.2 電氣設(shè)備故障診斷

通常來(lái)講，變壓器、發(fā)電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)等電氣設(shè)備最易出現(xiàn)故障。如果采用傳統(tǒng)的故障診斷方法，存在的主要問(wèn)題是診斷的準(zhǔn)確率較低，即：先收集并分析變壓器油生成的氣體樣本，再按分析結(jié)果判斷電氣設(shè)備的故障情況。可見(jiàn)，傳統(tǒng)的診斷方法不宜應(yīng)用于日常的電氣設(shè)備故障診斷中，究其原因是：電氣設(shè)備故障具有突發(fā)性的特點(diǎn)，如若未及時(shí)診斷并處理故障或方法不當(dāng)，便會(huì)造成嚴(yán)重的后果，而傳統(tǒng)的方法時(shí)效很低，且會(huì)消耗掉大量的人力和時(shí)間。為此，電氣設(shè)備故障診斷引入了人工智能技術(shù)，即：通過(guò)運(yùn)用人工智能中的專(zhuān)家系統(tǒng)、模糊數(shù)學(xué)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（見(jiàn)表1），實(shí)現(xiàn)了電氣設(shè)備故障的準(zhǔn)確診斷，從而大大提高了生產(chǎn)效率。

2.3 實(shí)現(xiàn)控制與保護(hù)功能

在電氣工程自動(dòng)化中，常用的人工智能實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)自動(dòng)采集、處理開(kāi)關(guān)量和模擬量數(shù)據(jù)，且可按預(yù)設(shè)的要求批量、定時(shí)整理和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，可利用圖像生成軟件模擬和顯示電氣系統(tǒng)歷史運(yùn)轉(zhuǎn)的真實(shí)畫(huà)面，從而直觀形象地反應(yīng)了斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電壓和電流等電氣設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。操作人員可在數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上創(chuàng)建圖表，但需保證控制端設(shè)備具備與實(shí)際需求相符的硬件條件，以免控制端設(shè)備因運(yùn)算資源消耗量過(guò)大而影響其他控制程序的穩(wěn)定運(yùn)行。另外，通過(guò)運(yùn)用人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)智能監(jiān)視掛牌檢修主要電氣設(shè)備的實(shí)際開(kāi)關(guān)狀態(tài)和模擬量數(shù)值，警示狀態(tài)變化事件和事故報(bào)警越限，按順序記錄下各項(xiàng)事件，并對(duì)負(fù)序量的計(jì)算進(jìn)行在線(xiàn)分析等，同時(shí)集成了電話(huà)圖像、語(yǔ)音、聲光等模式選擇性或同時(shí)報(bào)警。從操作控制的角度來(lái)講，人工智能技術(shù)支持技術(shù)人員遠(yuǎn)程或現(xiàn)場(chǎng)控制斷路器、隔離開(kāi)關(guān)等，并調(diào)整勵(lì)磁電流；可按順序記錄并對(duì)實(shí)時(shí)模擬量故障錄波、捕捉相關(guān)波形、開(kāi)關(guān)量變位、設(shè)定和修改在線(xiàn)參數(shù)、保護(hù)定值；可運(yùn)行管理操作票專(zhuān)家系統(tǒng)、自動(dòng)存儲(chǔ)運(yùn)行日志、自動(dòng)生成和存儲(chǔ)或打印報(bào)表等。

3 結(jié) 語(yǔ)

在電氣工程自動(dòng)化中，人工智能技術(shù)的運(yùn)用完善了電氣自動(dòng)化的綜合性能，從而提高了電氣產(chǎn)品的質(zhì)量；實(shí)現(xiàn)了電氣智能化控制，從而提高了電氣設(shè)備的工作效率；改善了電氣設(shè)備故障診斷技術(shù)，從而提高了電氣設(shè)備故障的診斷水平?？傊斯ぶ悄苁且豁?xiàng)緊隨計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展而發(fā)展的尖端技術(shù)，其在電氣工程自動(dòng)化中的應(yīng)用減少了電氣設(shè)備的運(yùn)行故障，節(jié)約了設(shè)備的運(yùn)行成本，提高了設(shè)備的生產(chǎn)效率，可見(jiàn)人工智能的應(yīng)用前景廣闊，值得深入研究。

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收稿日期：2018-9-18