東北大學(xué) 王靖燁

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，對電力資源的需求量也越來越大，這就對電廠的生產(chǎn)提出了更高的要求。為了更好地滿足人民日益增長的電力需求，電廠必須不斷地提升自身的技術(shù)水平，以適應(yīng)社會發(fā)展的需要。智能技術(shù)是近年來興起并發(fā)展起來的一項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，該技術(shù)能夠有效地將計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合起來，是當(dāng)前世界范圍內(nèi)發(fā)展快、應(yīng)用廣、應(yīng)用領(lǐng)域廣，具有較好前景的一項(xiàng)信息技術(shù)。電廠電氣自動化控制中運(yùn)用智能技術(shù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，可有效提升電廠電氣自動化控制系統(tǒng)的工作效率和工作質(zhì)量，滿足人們對電力資源的需求。本文以某電廠為例，對電廠電氣自動化控制中智能技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行研究。

1 某電廠智能控制技術(shù)組成

1.1 模糊邏輯

模糊邏輯是在電廠電氣自動化控制中應(yīng)用最早的智能技術(shù)，其主要功能是將模糊信息、知識以及經(jīng)驗(yàn)等進(jìn)行有效融合，進(jìn)而為電廠電氣自動化控制提供更多的信息數(shù)據(jù)，然后由計(jì)算機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)分析，以有效處理模糊信息。模糊邏輯與傳統(tǒng)的控制技術(shù)相比，具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和靈活性，能夠根據(jù)不同的需求對其進(jìn)行有效調(diào)整，使其更好地服務(wù)于電氣自動化控制中。模糊邏輯在電氣自動化控制中的應(yīng)用主要有以下兩方面。

系統(tǒng)辨識環(huán)節(jié)。模糊邏輯在對系統(tǒng)進(jìn)行分析時(shí)，其主要工作是以模糊集合為基礎(chǔ)，而模糊集合則是由多個(gè)評價(jià)變量組成。模糊集合的主要作用是在系統(tǒng)辨識過程中，將輸入信號、輸出信號以及評價(jià)變量等有效結(jié)合起來，以此對系統(tǒng)進(jìn)行分析。在系統(tǒng)辨識中，會使用到大量的數(shù)據(jù)和信息，通過對這些數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析和處理，能夠?qū)ο到y(tǒng)的性能進(jìn)行有效評估，從而為電廠電氣自動化控制提供有效的依據(jù)；智能控制環(huán)節(jié)。模糊邏輯在智能控制環(huán)節(jié)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：模糊邏輯可以對模糊信息進(jìn)行有效處理，以提高模糊信息的準(zhǔn)確性和可靠性；模糊邏輯能夠提高模糊信息的利用率；模糊邏輯可以有效提高電廠電氣自動化控制的水平和質(zhì)量。

1.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種智能化的控制系統(tǒng)，在實(shí)際運(yùn)行中能夠自主學(xué)習(xí)，能夠進(jìn)行自我調(diào)整，其基本結(jié)構(gòu)包括輸入層、隱含層和輸出層。如圖1所示。在實(shí)際運(yùn)行中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)會以學(xué)習(xí)樣本為依據(jù)進(jìn)行自我調(diào)整，從而使輸出結(jié)果得到優(yōu)化。在電廠電氣自動化控制中應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)主要有以下作用。

圖1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

信息處理。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有高度的非線性映射能力，這種能力可以完成復(fù)雜的計(jì)算任務(wù)。在實(shí)際運(yùn)行中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)π畔⑦M(jìn)行處理，對輸入信息進(jìn)行篩選和分類，將高價(jià)值信息存儲在神經(jīng)元中。可以根據(jù)實(shí)際需求，將輸入信息轉(zhuǎn)化為輸出結(jié)果，從而使電氣自動化控制系統(tǒng)運(yùn)行更加高效[1]；記憶功能。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具備學(xué)習(xí)和記憶功能，能夠?qū)Ａ繑?shù)據(jù)進(jìn)行分析和存儲，為電氣自動化控制工作提供有力支持；自我優(yōu)化功能。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具備自組織和自適應(yīng)功能，可以對外界環(huán)境進(jìn)行自動感知和分析，并作出相應(yīng)的決策和調(diào)整。

1.3 專家系統(tǒng)

專家系統(tǒng)是電氣自動化控制中的重要組成部分，也是人工智能技術(shù)中的重要組成部分，該系統(tǒng)運(yùn)用了大量的數(shù)據(jù)庫、知識庫以及推理機(jī)，在實(shí)際應(yīng)用中能夠依據(jù)問題所涉及的領(lǐng)域，將問題劃分為不同的類型，再運(yùn)用不同的推理方式進(jìn)行判斷和處理。在電氣自動化控制中應(yīng)用專家系統(tǒng)能夠使電氣自動化控制更加精準(zhǔn)，也能夠?qū)崿F(xiàn)更高效率地運(yùn)行和管理，對于提高電廠電氣自動化控制水平有著重要作用。專家系統(tǒng)分為兩種類型，一種是基于規(guī)則的專家系統(tǒng)，另一種是基于數(shù)據(jù)模型的專家系統(tǒng)。

規(guī)則式專家系統(tǒng)主要是將計(jì)算機(jī)程序以及推理機(jī)制相結(jié)合的一種智能控制模式，這種控制模式與傳統(tǒng)意義上的控制模式不同，采用了基于規(guī)則的控制方式，在運(yùn)行中對電廠電氣自動化控制起到了重要作用。這種智能控制模式優(yōu)勢在于能夠提高問題解決效率，通過對大量問題進(jìn)行分析和研究后得出結(jié)論，但是該模式在運(yùn)行中也存在不足之處，主要在于解決問題效率受到一定限制，不能將問題處理得更加徹底。

數(shù)據(jù)模型式專家系統(tǒng)主要是將計(jì)算機(jī)程序和人工智能技術(shù)相結(jié)合形成的一種控制模式，這種智能控制模式通過對大量數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析和處理后，結(jié)合實(shí)際情況來形成一定的結(jié)論和建議。該模式具有一定優(yōu)勢，也存在一定不足。優(yōu)勢在于能夠處理各種類型問題，提高解決問題效率；不足在于處理信息過程中存在誤差問題。

2 某電廠電氣自動化控制智能技術(shù)具體應(yīng)用

2.1 智能監(jiān)控

在電廠電氣自動化控制過程中，其監(jiān)控是重要的一項(xiàng)內(nèi)容，要想提升其運(yùn)行質(zhì)量和效率，需要對其進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控和管理，而在目前的電廠電氣自動化控制中，其監(jiān)控工作主要包括兩種模式，分別是狀態(tài)監(jiān)控和智能監(jiān)控[2]。

在狀態(tài)監(jiān)控中，其主要是通過對電廠電氣自動化控制系統(tǒng)中的各種運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行采集，然后再通過計(jì)算機(jī)技術(shù)來對其進(jìn)行處理，并最終對其運(yùn)行狀況進(jìn)行分析和判斷。在此基礎(chǔ)上，可通過采取針對性的措施來有效解決出現(xiàn)的故障問題，從而實(shí)現(xiàn)對電廠電氣自動化控制系統(tǒng)中出現(xiàn)的各種問題進(jìn)行及時(shí)解決。在智能監(jiān)控模式中，其主要是通過對設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和分析，然后根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)來及時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行中存在的問題，并提出相應(yīng)的解決方案，從而實(shí)現(xiàn)對電廠電氣自動化控制系統(tǒng)中出現(xiàn)的故障問題進(jìn)行有效解決。

此外，智能監(jiān)控模式還可通過對相關(guān)設(shè)備進(jìn)行智能化升級來實(shí)現(xiàn)。在電廠電氣自動化控制系統(tǒng)中安裝智能化設(shè)備后，不僅可以提高其運(yùn)行效率和質(zhì)量水平，還能夠?qū)崿F(xiàn)對相關(guān)故障問題進(jìn)行及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決。如安裝智能化儀表，能夠有效降低因故障問題所造成的影響和損失；另外，還可通過對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析和處理，來實(shí)現(xiàn)對電廠電氣自動化控制系統(tǒng)中出現(xiàn)故障問題進(jìn)行及時(shí)解決。

2.2 智能診斷

智能診斷主要是根據(jù)電廠運(yùn)行中的設(shè)備和系統(tǒng)分析故障原因，并對故障的種類進(jìn)行判斷，通過智能化技術(shù)實(shí)現(xiàn)故障的及時(shí)發(fā)現(xiàn)、準(zhǔn)確定位、及時(shí)處理。主要分為以下幾種。

基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的智能診斷系統(tǒng)。在這種系統(tǒng)中采用專家系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的方式，來對電廠電氣自動化控制過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析。例如，在電廠生產(chǎn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)電氣設(shè)備故障問題，如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決這種問題將會影響整個(gè)電廠運(yùn)行效率。所以，要想更好地解決這種問題，就要運(yùn)用專家系統(tǒng)來分析故障問題。通過專家系統(tǒng)可以對設(shè)備故障進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，并給出具體的解決方案，有效地提高診斷效率。

基于模糊邏輯技術(shù)的智能診斷系統(tǒng)。這種系統(tǒng)主要是根據(jù)故障現(xiàn)象來判斷故障原因并給出相應(yīng)的解決方法。如在電廠電氣自動化控制過程中如果出現(xiàn)短路問題，會導(dǎo)致設(shè)備燒毀、火災(zāi)等現(xiàn)象發(fā)生，對設(shè)備造成嚴(yán)重傷害[3]。這種情況下，需要將模糊邏輯技術(shù)與專家系統(tǒng)結(jié)合起來進(jìn)行分析，然后再根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行處理。這樣可有效地減少故障問題發(fā)生的概率，提高電廠電氣自動化控制水平。

基于遺傳算法與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的智能診斷系統(tǒng)。這種系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過程中可以有效地避免出現(xiàn)故障問題，并且可以提高電廠電氣自動化控制水平。例如，在電廠電氣自動化控制過程中，經(jīng)常出現(xiàn)電氣設(shè)備過載問題。如果不能及時(shí)處理這種問題就會影響整個(gè)電廠生產(chǎn)效率。通過遺傳算法與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的方式可有效地解決這個(gè)問題，并且可以提高診斷精度。

3 智能技術(shù)有效應(yīng)用于某電廠電氣自動化控制的策略

3.1 優(yōu)化控制系統(tǒng)

在優(yōu)化控制系統(tǒng)的策略中，某電廠將重點(diǎn)放在混合模型策略、故障預(yù)防策略兩方面。

混合模型策略是指結(jié)合多種人工智能模型，包括深度學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，形成一個(gè)具備自學(xué)習(xí)和自優(yōu)化能力的復(fù)合模型[4]。實(shí)現(xiàn)該策略的關(guān)鍵在于精準(zhǔn)地挖掘和理解各個(gè)模型的優(yōu)勢，以便實(shí)現(xiàn)最大效益的模型集成。例如，深度學(xué)習(xí)模型在處理復(fù)雜的非線性問題上有很強(qiáng)的表現(xiàn)力，能夠處理多種類型的數(shù)據(jù)，而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型則能夠?qū)崿F(xiàn)高度的自適應(yīng)性，可以應(yīng)對環(huán)境的快速變化。將這兩種模型合理集成，可以讓電氣自動化控制系統(tǒng)在維持高效穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)，具備處理各類復(fù)雜情況的能力。

故障預(yù)防策略主要是借助大數(shù)據(jù)和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電廠設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的深度挖掘，以及故障預(yù)測模型的構(gòu)建。其核心是實(shí)現(xiàn)從反應(yīng)到預(yù)防的轉(zhuǎn)變，即通過對設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的深度學(xué)習(xí)和分析，實(shí)現(xiàn)故障的早期發(fā)現(xiàn)和預(yù)警，從而避免故障的發(fā)生。具體實(shí)施時(shí)，需要收集并整理電廠設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析方法進(jìn)行深度挖掘，找出可能引發(fā)故障的信號或模式。然后，基于這些數(shù)據(jù)和模式，運(yùn)用機(jī)器學(xué)習(xí)算法構(gòu)建故障預(yù)測模型，以實(shí)現(xiàn)對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和故障預(yù)警。這種方法不僅可以提前預(yù)知設(shè)備可能出現(xiàn)的問題，還可以為設(shè)備的維護(hù)和優(yōu)化提供有價(jià)值的參考。通過實(shí)施混合模型策略和故障預(yù)防策略，能夠有效地優(yōu)化電廠電氣自動化控制系統(tǒng)，提高其在各種環(huán)境下的穩(wěn)定性和可靠性，為電廠的長期穩(wěn)定運(yùn)行提供有力的保障

3.2 強(qiáng)化技術(shù)應(yīng)用

某電廠強(qiáng)化技術(shù)應(yīng)用的策略主要包括兩方面：實(shí)施“技術(shù)+應(yīng)用”雙驅(qū)動戰(zhàn)略、深度集成物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。

實(shí)施“技術(shù)+應(yīng)用”雙驅(qū)動戰(zhàn)略是指，在深度理解和掌握先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，充分發(fā)掘其在實(shí)際應(yīng)用中的價(jià)值，以實(shí)現(xiàn)技術(shù)的廣泛應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化。在實(shí)施該策略時(shí)，某電廠關(guān)注的是如何將技術(shù)與應(yīng)用場景深度融合，最大限度地發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢。如可借助深度學(xué)習(xí)技術(shù)，根據(jù)電廠設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，構(gòu)建電氣設(shè)備性能預(yù)測模型，使電廠設(shè)備在運(yùn)行過程中能夠自我學(xué)習(xí)和自我適應(yīng)，提升設(shè)備的運(yùn)行效率和可靠性。此外，還可以結(jié)合具體應(yīng)用場景，研發(fā)針對性的算法模型，以解決電廠電氣自動化控制中的具體問題。

深度集成物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是指將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)深度應(yīng)用到電廠電氣自動化控制系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)電廠設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理，從而提高電氣自動化控制系統(tǒng)的運(yùn)行效率和運(yùn)維便利性。具體來說，可以通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)電廠設(shè)備數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程傳輸和共享，為電氣自動化控制系統(tǒng)提供豐富、實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)輸入，同時(shí)也使得電廠設(shè)備的狀態(tài)信息能夠?qū)崟r(shí)反饋給管理人員，以便及時(shí)采取維護(hù)和優(yōu)化措施[5]。通過深度集成物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)電氣自動化控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)、智能、遠(yuǎn)程運(yùn)維，降低運(yùn)維成本，提高運(yùn)維效率。實(shí)施“技術(shù)+應(yīng)用”雙驅(qū)動戰(zhàn)略和深度集成物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以有效地強(qiáng)化智能技術(shù)在電廠電氣自動化控制中的應(yīng)用，提升電氣自動化控制系統(tǒng)的運(yùn)行效率和穩(wěn)定性，為電廠的智能化、高效運(yùn)行提供有力的技術(shù)支持。

電廠電氣自動化控制中，智能技術(shù)的應(yīng)用能夠有效地提升電廠電氣自動化控制系統(tǒng)的工作效率，降低工作難度，為電廠電氣自動化控制提供更加安全、穩(wěn)定、高效的運(yùn)行環(huán)境。隨著智能技術(shù)的不斷發(fā)展，智能技術(shù)在電廠電氣自動化控制中的應(yīng)用也會越來越廣泛，并且會得到有效發(fā)展。因此，在今后的發(fā)展過程中，必須將智能技術(shù)和其他相關(guān)技術(shù)進(jìn)行融合和創(chuàng)新，從而不斷提高電廠電氣自動化控制水平。