人工智能技术在电气工程自动化控制中的应用研究

时间:2023-06-25 20:35:02 来源:网友投稿

李宏健,王安国,刘馨鑫,王一博

长春信息技术职业学院,吉林 长春 130103

人工智能技术作为当前的一项前沿科学,在电气工程自动化、电力应用、电网调控等行业内,有着非常广阔的应用前景。作为一项新技术,它的背后也得到了很多交叉学科的支持。要想掌握和使用好人工智能技术,就要对这项技术进行深入的了解,然后再进行缜密的设计和技术实施。人工智能要实现在电气工程自动化控制领域内的应用,必须结合实际的工作过程,发挥电气自动化设备、电网等载体的优势,进而结合人工智能技术的先进性,提高整个工作过程的效率[1

]。

人工智能技术主要是基于计算机科学技术、仿生学二者结合后的一项新技术。它主要利用高科技手段,让计算机能够进行智能化的识别与选择,形成像人一样的思维,并进行独立的思考和判断。随着电气自动化控制领域、电力系统行业内引入人工智能技术,这些行业内的工作效率都得到了大幅度的提升。由于人工智能技术的引入,这些行业内的生产规模得到了扩大,在操作效率得到提高的同时,生产故障的几率也大大地降低了。很多生产和操作环节进而变得更加安全和便利,在节约劳动力的同时,生产作业的质量也得到了大幅度地提升。

传统使用的电气自动化控制设备,其结构复杂、操控困难,因此技术操作人员在设备的操作过程中,必须懂得这些设备的原理,具备设备故障排除能力,这样才能科学地操作这些设备,开展日常生产。现在我们在这些电气设备的工作过程中引进了人工智能技术,因此这些设备在生产过程中可以实现连贯操作,操作人员也不用像以前一样,很多时候必须对工作设备进行干预,从而实现了电气自动化生产的智能化运行,使用人工智能技术的电气设备自动工作流程如图1所示[2]。

图1 工作流程图

正是因为减少了人工操作环节,所以整个电气自动化生产环节的劳动效率也得到了大幅度的提升。例如我们在汽车电路、电气元件焊接、电子元器件生产中应用了人工智能技术,使得原本复杂凌乱的工作现在都变得有条不紊。这正得益于人工智能技术的助力,使得现代电气控制设备的工作效率显著提高。当前,神经网络、模糊控制等多项技术被应用于现代电气控制当中。我们通过使用人工智能技术完成对整个神经网络的控制,实现实时对运营设备中各项参数进行修正,完成系统的数据传输[3]。

电气工程自动化控制中采用人工智能技术,可以实现对整个电气工程自动化控制系统的监测,避免人工监测不到位、问题发现不及时产生的故障等问题的发生,降低发生生产事故的概率。例如在电力系统的电气自动化监控过程中,引入人工智能技术就可以发挥大的作用。由于电力系统在维修的过程中,特别是变电站内工作的电气设备,都需要保证电力持续供应,避免由于电力中断造成巨大经济损失。因此,传统的电力设备检修工作基本都是带电操作,这不仅对操作人员带来人身危险,而且每次带电检修的效果也不见得十分理想。现在我们利用人工智能技术,可以实现对电力系统和设备的智能化自检。当检验数据或信号异常时,检测数据就会及时通过网络传回到主控中心,主控中心的计算机系统会结合返回信号和收集到的数据信息,通过大数据分析的方式,准确判断设备产生的故障的原因并及时排除。

正式由于人工智能技术在电气工程自动化控制领域中的助力,目前,国内很多的电力系统都被建成了基于人工智能检测与监控的自动变电站,这为国家大大减少了电力系统中维修、管理及监控等项目的成本,提高了国家电力安全运输的效率。电气自动化控制领域内推广、应用人工智能技术,有助于降低企业的生产成本,在保证生产效率提高的同时确保产品质量,促进现代企业智能化新技术的长久使用和企业自身的可持续发展[4]。目前,我国电气自动化行业内使用人工智能技术开展设备、生产线的监控和诊断等应用,主要集中模糊控制、专家控制技术等范围内。人工智能技术的应用,为现代电气行业内电气自动化设备的稳定运行,起到了巨大的贡献。

人工智能技术不仅在电气自动化相关行业的企事业单位生产中发挥了巨大作用,它在电网调控领域内也起到了不可或缺的作用。我们通过深入剖析电网调控中业务的需求点,准确结合人工智能技术的优势,通过借鉴以往实践经验,发挥数据资源的调控优势,引入人工智能技术,合理进行智能化规划,发挥人工智能技术的引领调控功能,确保电网的安全稳定运行[5]。通过依托仿真计算平台、调控云等技术手段,开展人工智能研究与应用。此外,通过运用人工智能的创新驱动力,推进和完善电网技术保障体系的升级。

根据当前形势下我国电网调控的核心业务需求及面临的挑战,我们应该把握好人工智能技术在电网调控应用中的大好发展机遇。通过人工智能技术,引领电网调控领域内多项技术协调发展,全面提升电网调控的智能化发展水平,实现电网的智慧调控。基于此,我们设计了人工智能应用在调控领域中的总体架构,如图2所示。通过完成应用层、平台层和感知层每层内的功能,实现电网运行稳定性提升、数据快速处理、调度管理智能化等多项功能。

图2 总体架构图

由上图可见,基于人工智能技术实现的电网调控总体构架主要有三层。第一层为感知层,其主要功能是进行数据的采集工作,例如收集人们生产生活中涉及的新能源储能设备、主网和配网等设施在工作时的电源与电网的数据信息;
采集人们生活区、工作区以及大型商业用电的负荷信息;
感知雷电、风雨等特殊天气和温度带来的外部环境变化情况。然后通过系统内的多项传感技术,把这些数据信息传输到电网调控总体构架的第二层为平台层。在平台层,这些数据信息通过AI引擎,借助人工智能语言识别等多项人工智能技术,被载入到调控云平台。在完成数据的分析、转化和处理后,这些数据会被输送到电网调控总体构架的第三层为应用层。在应用层,各电网调控职能部门,可以根据得到的智能电网数据信息,动态调整各项电网数据,实现电网的智能化管理和电网数据的在线分析、智能调度用电、电网设备智能管控等多项功能。

人工智能技术不仅在电气工程自动化领域内,实现了智慧电网的应用与调控,而且它在未来其它领域的应用前景也将会十分广阔。

首先,随着科技水平的进步与发展,基于人工智能技术开展的电气控制设计,将会得到不断地优化。在传统电气操作的环节中,技术人员的工作思维方式、实际操作经验都会影响到电气产品的生产和电气设备的操作过程。而在这些操作环节中应用人工智能技术后,我们就可以为整个操作过程建立一个完备的技术知识数据库。在之后的生产过程中,我们可以参考此前数据库内的各项数据指标,在不断更新的数据库的支持下,对比、参照、优化之前的工作设计过程,进而开展最优的工作决策,在电气自动化设备生产过程中实现更加科学合理的设计。同时,我们可以将优化后的设计方案,再次存入到人工智能系统的数据库中,为之后技术的不断改进和优化继续提供合理的理论数据。不断更新的技术数据,不仅可以保证技术水平的不断提升,还可以促进人工智能技术自身学习能力的不断提高,起到了双重优化的作用。

其次,人工智能技术在不断优化电气控制设计,提升电气设计工作方案的同时,也促进了电气自动化控制的多元化发展。目前,通过人工智能技术在电气自动化控制工作中应用,已经帮助技术人员快速、准确地进行了数据的收集和处理工作。这不仅减轻了技术人员的工作量,也使得整个电气工程自动化生产操作环节变得更加高效智能。我们通过利用人工智能技术,实现了各种电力电气生产设备的优化工作,减少了很多电气操作和生产工作环节中繁琐、无用的过程。这既精简了操作设备,减少了多余的人力支出,又实现了生产效益的提高,可谓一举多得。伴随人工智能技术的不断提高,在未来的日子里,电气自动化控制工作将会逐渐实现更加安全可靠的全智能自动操作生产。未来人工智能技术的发展与应用,其自身范围会变得越来越广泛,人工智能的各项功能也会朝着更多元化的方向发展。人工智能技术将不仅解决人们日常生产生活中电气自动化技术的一些问题,它也会解决电气自动化工程领域相关的一些交叉学科涉及到的技术问题。

最后,人工智能技术在电气工程自动化控制领域的应用,将会进一步推进我国智能制造,电子科技等相关产业的快速发展。我国很多高新产业的发展过程中,都离不开电气自动化控制系统的应用,人工智能时代下社会生产的各个环节,都涉及到不同类型的电气自动化控制系统。未来随着我国现代化、信息化、智能化发展水平的进一步提高,各项产业科技的升级和完善过程,都将离不开人工智能技术的支持与帮助。各种电气控制和技术加工过程都将在人工智能技术的辅助下,全面地得到升级和完善,大量的新技术也会在这个过程中不断出现。人工智能技术不仅会在各行各业内体现出其独特的优势,也会带动电气自动化、智能制造等相关行业的共同发展与进步。随着国内各技术领域人工智能化的普及,人工智能技术正在发挥它的核心作用,把多领域、多产业内的技术进行协调与统一,这势必会促进电气自动化控制等多项领域内技术的快速发展,为我国智能制造带来更多新的动力之源。

目前,我国的人工智能技术不断取得新的发展。在不久的将来,随着人工智能技术的日趋成熟,必将会在各大领域内取得更多的突破。我国的电气工程自动化行业,也将在监测、控制等各项技术上,取得更多创新。

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