張立偉

摘要：在我國(guó)高速發(fā)展下，帶動(dòng)了我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的進(jìn)步，現(xiàn)階段，計(jì)算機(jī)技術(shù)的成熟以及網(wǎng)絡(luò)的普及，人工智能已經(jīng)在人們的生活以及工作中扮演者日益重要的角色，節(jié)約了大量的人力與時(shí)間成本。

關(guān)鍵詞：人工智能;電氣設(shè)備;電氣自動(dòng)化;應(yīng)用

引言

電力設(shè)備是電力系統(tǒng)中的重要組成內(nèi)容，變壓器、輸電線路、斷路器等關(guān)鍵設(shè)備在運(yùn)行中產(chǎn)生的不同類型、不同程度的故障都會(huì)直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。全面掌握、分析、預(yù)測(cè)電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)與健康水平，提升故障診斷水平，及合理地安排狀態(tài)檢修或預(yù)測(cè)性維護(hù)，是為用戶提供安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的電力供應(yīng)的必要基礎(chǔ)。開展電力設(shè)備檢修運(yùn)維相關(guān)技術(shù)的研究具有重要的基礎(chǔ)理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。我國(guó)電網(wǎng)的輸變電設(shè)備呈現(xiàn)出設(shè)備種類多、分布范圍廣、結(jié)構(gòu)參數(shù)各異等特點(diǎn)，在長(zhǎng)期運(yùn)行的過(guò)程中，電力設(shè)備出現(xiàn)故障幾乎不可避免，引起故障的原因包括制造過(guò)程中遺留的設(shè)備缺陷，安裝檢修維護(hù)中存在的問(wèn)題，長(zhǎng)期運(yùn)行后導(dǎo)致的絕緣老化及結(jié)構(gòu)劣化等因素。然而，輸變電設(shè)備本身是也一個(gè)極其復(fù)雜的系統(tǒng)，表征其狀態(tài)的特征量眾多，如運(yùn)行工況、檢修歷史、工作環(huán)境、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、家族質(zhì)量史等，這些狀態(tài)信息具有不確定性和模糊性，且各參量間關(guān)系復(fù)雜、相互耦合影響，因此實(shí)現(xiàn)對(duì)電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)有效、準(zhǔn)確評(píng)估存在很大的困難。目前，我國(guó)輸變電設(shè)備的運(yùn)維檢修業(yè)務(wù)主要在導(dǎo)則、規(guī)程、專家經(jīng)驗(yàn)或傳統(tǒng)的比值、波形特性分析法等方式的指導(dǎo)下開展，這種方式難以滿足電力設(shè)備海量化、差異化、精細(xì)化的運(yùn)維需求，可能使設(shè)備存在“過(guò)修”或“欠修”狀態(tài)，從而造成巨大的人力、物力資源浪費(fèi)。

1人工智能技術(shù)的意義

人工智能作為一門新的科學(xué)水平被應(yīng)用于社會(huì)多方面的行業(yè)的生產(chǎn)且發(fā)揮了極好的效用，以信息技術(shù)為重要的組成部分和以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)將多個(gè)智能相互結(jié)合聯(lián)系起來(lái)應(yīng)用無(wú)疑是科學(xué)技術(shù)的一次創(chuàng)舉，其對(duì)于人類的生活生產(chǎn)工作和智能化技術(shù)的發(fā)展研究等方面都有著極大的現(xiàn)實(shí)意義，實(shí)現(xiàn)人的模擬可以創(chuàng)造出更多的智能型自動(dòng)化機(jī)器設(shè)備來(lái)代替人力從而節(jié)省人力勞力成本，促進(jìn)整個(gè)工程的智能化運(yùn)行來(lái)促使企業(yè)的生產(chǎn)更為高效精準(zhǔn)，通過(guò)對(duì)專家系統(tǒng)和智能機(jī)器人系統(tǒng)的建立并以人類大腦的思考模式為研究依據(jù)來(lái)逐步探索出人的模擬技術(shù)的研究和開發(fā)，進(jìn)而研制創(chuàng)建出人工智能并將其推廣應(yīng)用于社會(huì)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域之中，對(duì)人們的生活和工業(yè)的生產(chǎn)等多方面都起著巨大的推動(dòng)促進(jìn)作用，而良好的應(yīng)用效果也促使人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化方向的應(yīng)用從而更好造福于人類。

2人工智能在電氣設(shè)備中的應(yīng)用

2.1在電氣設(shè)備優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

電氣設(shè)備設(shè)計(jì)不僅涉及電機(jī)電器、電磁場(chǎng)、電路等諸多學(xué)科知識(shí)，同時(shí)還需要設(shè)計(jì)者掌握大量設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)性知識(shí)。在應(yīng)用人工智能之前，電氣設(shè)備的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)主要采取簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)手段以及用手工方式，這種方式難以獲得最優(yōu)方案。隨著人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，逐漸實(shí)現(xiàn)手工設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，大大提高傳統(tǒng)輔助設(shè)計(jì)的技術(shù)的效率以及質(zhì)量。應(yīng)用與優(yōu)化設(shè)計(jì)的人工智能技術(shù)，主要有專家系統(tǒng)和遺傳算法。

目前所開發(fā)的專家系統(tǒng)，總體上還處于研究階段，離實(shí)際應(yīng)用還存在一定距離。沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)特種電機(jī)研究所研制成功了永磁直流電動(dòng)機(jī)以及永磁同步電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)，河北工業(yè)大學(xué)將CAD技術(shù)與專家系統(tǒng)相融合，開發(fā)出了電磁繼電器CAD專家系統(tǒng)。這些專家系統(tǒng)主要由最初設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)以及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)三部分所組成，在使用時(shí)只需輸入繼電器的參數(shù)，專家系統(tǒng)就會(huì)按照要求自動(dòng)設(shè)計(jì)出電磁系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)尺寸、觸頭材料、線圈匝數(shù)等，而且繪制出特性曲線與結(jié)構(gòu)圖，大大提高了設(shè)計(jì)效率。

遺傳算法是一種比較先進(jìn)的優(yōu)化算法，對(duì)產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)具有非常廣泛的應(yīng)用，尤其是在電器產(chǎn)品人工智能優(yōu)化設(shè)計(jì)中。相關(guān)研究指出，將一種多目標(biāo)動(dòng)態(tài)優(yōu)化高級(jí)遺傳算法引入到電磁電氣設(shè)計(jì)領(lǐng)域，并且應(yīng)用該算法優(yōu)化設(shè)計(jì)智能交流接觸器的結(jié)構(gòu)以及其控制參數(shù)，這種方法有比較好的搜索效率與魯棒性。同時(shí)，將效率作為目標(biāo)函數(shù)，采用遺傳算法對(duì)內(nèi)置式永磁同步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。另外，也可以在傳統(tǒng)遺傳算法的基礎(chǔ)上進(jìn)行改良，將其用于電機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2.2做好人工智能技術(shù)的應(yīng)用

做好人工智能技術(shù)的應(yīng)用可以促使員工在開展自動(dòng)化設(shè)備工作室能夠借鑒智能化技術(shù)，拓展創(chuàng)新思路并利用自身的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)來(lái)設(shè)計(jì)出適合電氣自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的計(jì)劃方案，從而順利地開展自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展工作來(lái)實(shí)現(xiàn)減少工作成本投入和提高工作管理效率的最優(yōu)目標(biāo)，由此可見，做好人工智能技術(shù)的應(yīng)用促使電氣自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要的影響因素。自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展可以促使電器企業(yè)利用智能設(shè)備機(jī)械來(lái)代替人工減少人力物力的財(cái)力，還可以促使生產(chǎn)過(guò)程更具設(shè)計(jì)性而提高生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。并且先進(jìn)的監(jiān)控管理技術(shù)還可以促使管理人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)工作進(jìn)程中的問(wèn)題來(lái)及時(shí)解決及時(shí)止損。做好智能技術(shù)的使用還可以實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備自動(dòng)化控制效益的最優(yōu)化從而達(dá)到生產(chǎn)的效率和質(zhì)量最優(yōu)化，實(shí)際工作過(guò)程中的人工智能技術(shù)要通過(guò)人的模擬實(shí)現(xiàn)對(duì)工作設(shè)備的基本控制進(jìn)而設(shè)置一些自動(dòng)開關(guān)控制電流的變化，以便于應(yīng)對(duì)在生產(chǎn)工作過(guò)程中可能遇到的故障問(wèn)題防止事故惡化和減少損失。在對(duì)電氣控制系統(tǒng)的管理工作中可以通過(guò)專家系統(tǒng)來(lái)及時(shí)的解決問(wèn)題減少損失。

2.3人工智能技術(shù)在故障診斷的應(yīng)用

除了促進(jìn)電氣自動(dòng)化技術(shù)的研發(fā)之外，還要注重人工智能技術(shù)在故障診斷方面的應(yīng)用，就是工作人員在電氣資源生產(chǎn)過(guò)程中能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障問(wèn)題并加以處理以減少企業(yè)的損失，保證工作的正常運(yùn)行滿足社會(huì)公眾對(duì)于電力資源的需求，可以通過(guò)專家技術(shù)的方法來(lái)為工作人員提供技術(shù)支持從而快捷的發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題故障，同時(shí)還可以利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的方式來(lái)加強(qiáng)管理人員的監(jiān)測(cè)和管理水平及時(shí)解決問(wèn)題。除以上所述之外最好的解決方法自然是通過(guò)預(yù)防的手段來(lái)減少或避免故障問(wèn)題的出現(xiàn)，這邊需要相關(guān)的管理人員能夠充分的利用人工智能技術(shù)來(lái)加強(qiáng)工作運(yùn)行過(guò)程的檢測(cè)，重點(diǎn)關(guān)注電氣設(shè)備運(yùn)行的多發(fā)事故點(diǎn)做到及時(shí)的維修和更換設(shè)備，從而及時(shí)減少企業(yè)的生產(chǎn)工作上的損失并保障電力資源的生產(chǎn)滿足社會(huì)需求。

3人工智能在電氣設(shè)備應(yīng)用的前景展望

經(jīng)過(guò)半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，人工智能已經(jīng)取得諸多進(jìn)展，但仍然存在巨大的發(fā)展空間。實(shí)踐表明，混合式人工智能技術(shù)可以有效彌補(bǔ)單一技術(shù)存在的不足，獲得較優(yōu)性能，有助于開辟更為廣闊的應(yīng)用空間。例如，將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與概率論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與生物細(xì)胞學(xué)相融合，可以產(chǎn)生隨機(jī)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、細(xì)胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。基于小波分析與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)而構(gòu)建的混合式神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，將其應(yīng)用于電氣設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計(jì)和故障診斷，已經(jīng)取得突出成效。隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，在未來(lái)通過(guò)混合技術(shù)以及組合技術(shù)，有助于實(shí)現(xiàn)人工智能在電氣設(shè)備中應(yīng)用效率的大大提升。尤其是軟件技術(shù)與微電子技術(shù)迅猛發(fā)展，不斷出現(xiàn)新的開發(fā)工具，將會(huì)進(jìn)一步改良人工智能的技術(shù)性能，進(jìn)一步推動(dòng)人工智能在電氣設(shè)備領(lǐng)域的應(yīng)用。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在現(xiàn)實(shí)生活中便可以了解到智能化機(jī)械都有著較為精準(zhǔn)和強(qiáng)大的工作能力來(lái)為人們服務(wù)從而代替人力勞動(dòng)。而智能化技術(shù)的先進(jìn)性必然隨著時(shí)代的潮流運(yùn)用到電氣自動(dòng)化控制過(guò)程中，促使電器行業(yè)的更好發(fā)展并滿足社會(huì)公眾對(duì)于電氣資源的需求。

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