李宏健，王安國，劉馨鑫，王一博

長春信息技術(shù)職業(yè)學院，吉林 長春 130103

0 引言

人工智能技術(shù)作為當前的一項前沿科學，在電氣工程自動化、電力應用、電網(wǎng)調(diào)控等行業(yè)內(nèi)，有著非常廣闊的應用前景。作為一項新技術(shù)，它的背后也得到了很多交叉學科的支持。要想掌握和使用好人工智能技術(shù)，就要對這項技術(shù)進行深入的了解，然后再進行縝密的設計和技術(shù)實施。人工智能要實現(xiàn)在電氣工程自動化控制領域內(nèi)的應用，必須結(jié)合實際的工作過程，發(fā)揮電氣自動化設備、電網(wǎng)等載體的優(yōu)勢，進而結(jié)合人工智能技術(shù)的先進性，提高整個工作過程的效率[1

]。

人工智能技術(shù)主要是基于計算機科學技術(shù)、仿生學二者結(jié)合后的一項新技術(shù)。它主要利用高科技手段，讓計算機能夠進行智能化的識別與選擇，形成像人一樣的思維，并進行獨立的思考和判斷。隨著電氣自動化控制領域、電力系統(tǒng)行業(yè)內(nèi)引入人工智能技術(shù)，這些行業(yè)內(nèi)的工作效率都得到了大幅度的提升。由于人工智能技術(shù)的引入，這些行業(yè)內(nèi)的生產(chǎn)規(guī)模得到了擴大，在操作效率得到提高的同時，生產(chǎn)故障的幾率也大大地降低了。很多生產(chǎn)和操作環(huán)節(jié)進而變得更加安全和便利，在節(jié)約勞動力的同時，生產(chǎn)作業(yè)的質(zhì)量也得到了大幅度地提升。

1 人工智能技術(shù)在電氣自動化控制中的設計與應用

傳統(tǒng)使用的電氣自動化控制設備，其結(jié)構(gòu)復雜、操控困難，因此技術(shù)操作人員在設備的操作過程中，必須懂得這些設備的原理，具備設備故障排除能力，這樣才能科學地操作這些設備，開展日常生產(chǎn)?，F(xiàn)在我們在這些電氣設備的工作過程中引進了人工智能技術(shù)，因此這些設備在生產(chǎn)過程中可以實現(xiàn)連貫操作，操作人員也不用像以前一樣，很多時候必須對工作設備進行干預，從而實現(xiàn)了電氣自動化生產(chǎn)的智能化運行，使用人工智能技術(shù)的電氣設備自動工作流程如圖1所示[2]。

圖1 工作流程圖

正是因為減少了人工操作環(huán)節(jié)，所以整個電氣自動化生產(chǎn)環(huán)節(jié)的勞動效率也得到了大幅度的提升。例如我們在汽車電路、電氣元件焊接、電子元器件生產(chǎn)中應用了人工智能技術(shù)，使得原本復雜凌亂的工作現(xiàn)在都變得有條不紊。這正得益于人工智能技術(shù)的助力，使得現(xiàn)代電氣控制設備的工作效率顯著提高。當前，神經(jīng)網(wǎng)絡、模糊控制等多項技術(shù)被應用于現(xiàn)代電氣控制當中。我們通過使用人工智能技術(shù)完成對整個神經(jīng)網(wǎng)絡的控制，實現(xiàn)實時對運營設備中各項參數(shù)進行修正，完成系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸[3]。

電氣工程自動化控制中采用人工智能技術(shù)，可以實現(xiàn)對整個電氣工程自動化控制系統(tǒng)的監(jiān)測，避免人工監(jiān)測不到位、問題發(fā)現(xiàn)不及時產(chǎn)生的故障等問題的發(fā)生，降低發(fā)生生產(chǎn)事故的概率。例如在電力系統(tǒng)的電氣自動化監(jiān)控過程中，引入人工智能技術(shù)就可以發(fā)揮大的作用。由于電力系統(tǒng)在維修的過程中，特別是變電站內(nèi)工作的電氣設備，都需要保證電力持續(xù)供應，避免由于電力中斷造成巨大經(jīng)濟損失。因此，傳統(tǒng)的電力設備檢修工作基本都是帶電操作，這不僅對操作人員帶來人身危險，而且每次帶電檢修的效果也不見得十分理想?，F(xiàn)在我們利用人工智能技術(shù)，可以實現(xiàn)對電力系統(tǒng)和設備的智能化自檢。當檢驗數(shù)據(jù)或信號異常時，檢測數(shù)據(jù)就會及時通過網(wǎng)絡傳回到主控中心，主控中心的計算機系統(tǒng)會結(jié)合返回信號和收集到的數(shù)據(jù)信息，通過大數(shù)據(jù)分析的方式，準確判斷設備產(chǎn)生的故障的原因并及時排除。

正式由于人工智能技術(shù)在電氣工程自動化控制領域中的助力，目前，國內(nèi)很多的電力系統(tǒng)都被建成了基于人工智能檢測與監(jiān)控的自動變電站，這為國家大大減少了電力系統(tǒng)中維修、管理及監(jiān)控等項目的成本，提高了國家電力安全運輸?shù)男?。電氣自動化控制領域內(nèi)推廣、應用人工智能技術(shù)，有助于降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，在保證生產(chǎn)效率提高的同時確保產(chǎn)品質(zhì)量，促進現(xiàn)代企業(yè)智能化新技術(shù)的長久使用和企業(yè)自身的可持續(xù)發(fā)展[4]。目前，我國電氣自動化行業(yè)內(nèi)使用人工智能技術(shù)開展設備、生產(chǎn)線的監(jiān)控和診斷等應用，主要集中模糊控制、專家控制技術(shù)等范圍內(nèi)。人工智能技術(shù)的應用，為現(xiàn)代電氣行業(yè)內(nèi)電氣自動化設備的穩(wěn)定運行，起到了巨大的貢獻。

2 人工智能技術(shù)在電網(wǎng)調(diào)控領域的應用

人工智能技術(shù)不僅在電氣自動化相關(guān)行業(yè)的企事業(yè)單位生產(chǎn)中發(fā)揮了巨大作用，它在電網(wǎng)調(diào)控領域內(nèi)也起到了不可或缺的作用。我們通過深入剖析電網(wǎng)調(diào)控中業(yè)務的需求點，準確結(jié)合人工智能技術(shù)的優(yōu)勢，通過借鑒以往實踐經(jīng)驗，發(fā)揮數(shù)據(jù)資源的調(diào)控優(yōu)勢，引入人工智能技術(shù)，合理進行智能化規(guī)劃，發(fā)揮人工智能技術(shù)的引領調(diào)控功能，確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行[5]。通過依托仿真計算平臺、調(diào)控云等技術(shù)手段，開展人工智能研究與應用。此外，通過運用人工智能的創(chuàng)新驅(qū)動力，推進和完善電網(wǎng)技術(shù)保障體系的升級。

根據(jù)當前形勢下我國電網(wǎng)調(diào)控的核心業(yè)務需求及面臨的挑戰(zhàn)，我們應該把握好人工智能技術(shù)在電網(wǎng)調(diào)控應用中的大好發(fā)展機遇。通過人工智能技術(shù)，引領電網(wǎng)調(diào)控領域內(nèi)多項技術(shù)協(xié)調(diào)發(fā)展，全面提升電網(wǎng)調(diào)控的智能化發(fā)展水平，實現(xiàn)電網(wǎng)的智慧調(diào)控?；诖?，我們設計了人工智能應用在調(diào)控領域中的總體架構(gòu)，如圖2所示。通過完成應用層、平臺層和感知層每層內(nèi)的功能，實現(xiàn)電網(wǎng)運行穩(wěn)定性提升、數(shù)據(jù)快速處理、調(diào)度管理智能化等多項功能。

圖2 總體架構(gòu)圖

由上圖可見，基于人工智能技術(shù)實現(xiàn)的電網(wǎng)調(diào)控總體構(gòu)架主要有三層。第一層為感知層，其主要功能是進行數(shù)據(jù)的采集工作，例如收集人們生產(chǎn)生活中涉及的新能源儲能設備、主網(wǎng)和配網(wǎng)等設施在工作時的電源與電網(wǎng)的數(shù)據(jù)信息；采集人們生活區(qū)、工作區(qū)以及大型商業(yè)用電的負荷信息；感知雷電、風雨等特殊天氣和溫度帶來的外部環(huán)境變化情況。然后通過系統(tǒng)內(nèi)的多項傳感技術(shù)，把這些數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)诫娋W(wǎng)調(diào)控總體構(gòu)架的第二層為平臺層。在平臺層，這些數(shù)據(jù)信息通過AI引擎，借助人工智能語言識別等多項人工智能技術(shù)，被載入到調(diào)控云平臺。在完成數(shù)據(jù)的分析、轉(zhuǎn)化和處理后，這些數(shù)據(jù)會被輸送到電網(wǎng)調(diào)控總體構(gòu)架的第三層為應用層。在應用層，各電網(wǎng)調(diào)控職能部門，可以根據(jù)得到的智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)信息，動態(tài)調(diào)整各項電網(wǎng)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)電網(wǎng)的智能化管理和電網(wǎng)數(shù)據(jù)的在線分析、智能調(diào)度用電、電網(wǎng)設備智能管控等多項功能。

3 人工智能技術(shù)在電氣工程自動化控制領域的應用前景

人工智能技術(shù)不僅在電氣工程自動化領域內(nèi)，實現(xiàn)了智慧電網(wǎng)的應用與調(diào)控，而且它在未來其它領域的應用前景也將會十分廣闊。

首先，隨著科技水平的進步與發(fā)展，基于人工智能技術(shù)開展的電氣控制設計，將會得到不斷地優(yōu)化。在傳統(tǒng)電氣操作的環(huán)節(jié)中，技術(shù)人員的工作思維方式、實際操作經(jīng)驗都會影響到電氣產(chǎn)品的生產(chǎn)和電氣設備的操作過程。而在這些操作環(huán)節(jié)中應用人工智能技術(shù)后，我們就可以為整個操作過程建立一個完備的技術(shù)知識數(shù)據(jù)庫。在之后的生產(chǎn)過程中，我們可以參考此前數(shù)據(jù)庫內(nèi)的各項數(shù)據(jù)指標，在不斷更新的數(shù)據(jù)庫的支持下，對比、參照、優(yōu)化之前的工作設計過程，進而開展最優(yōu)的工作決策，在電氣自動化設備生產(chǎn)過程中實現(xiàn)更加科學合理的設計。同時，我們可以將優(yōu)化后的設計方案，再次存入到人工智能系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中，為之后技術(shù)的不斷改進和優(yōu)化繼續(xù)提供合理的理論數(shù)據(jù)。不斷更新的技術(shù)數(shù)據(jù)，不僅可以保證技術(shù)水平的不斷提升，還可以促進人工智能技術(shù)自身學習能力的不斷提高，起到了雙重優(yōu)化的作用。

其次，人工智能技術(shù)在不斷優(yōu)化電氣控制設計，提升電氣設計工作方案的同時，也促進了電氣自動化控制的多元化發(fā)展。目前，通過人工智能技術(shù)在電氣自動化控制工作中應用，已經(jīng)幫助技術(shù)人員快速、準確地進行了數(shù)據(jù)的收集和處理工作。這不僅減輕了技術(shù)人員的工作量，也使得整個電氣工程自動化生產(chǎn)操作環(huán)節(jié)變得更加高效智能。我們通過利用人工智能技術(shù)，實現(xiàn)了各種電力電氣生產(chǎn)設備的優(yōu)化工作，減少了很多電氣操作和生產(chǎn)工作環(huán)節(jié)中繁瑣、無用的過程。這既精簡了操作設備，減少了多余的人力支出，又實現(xiàn)了生產(chǎn)效益的提高，可謂一舉多得。伴隨人工智能技術(shù)的不斷提高，在未來的日子里，電氣自動化控制工作將會逐漸實現(xiàn)更加安全可靠的全智能自動操作生產(chǎn)。未來人工智能技術(shù)的發(fā)展與應用，其自身范圍會變得越來越廣泛，人工智能的各項功能也會朝著更多元化的方向發(fā)展。人工智能技術(shù)將不僅解決人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活中電氣自動化技術(shù)的一些問題，它也會解決電氣自動化工程領域相關(guān)的一些交叉學科涉及到的技術(shù)問題。

最后，人工智能技術(shù)在電氣工程自動化控制領域的應用，將會進一步推進我國智能制造，電子科技等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。我國很多高新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展過程中，都離不開電氣自動化控制系統(tǒng)的應用，人工智能時代下社會生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，都涉及到不同類型的電氣自動化控制系統(tǒng)。未來隨著我國現(xiàn)代化、信息化、智能化發(fā)展水平的進一步提高，各項產(chǎn)業(yè)科技的升級和完善過程，都將離不開人工智能技術(shù)的支持與幫助。各種電氣控制和技術(shù)加工過程都將在人工智能技術(shù)的輔助下，全面地得到升級和完善，大量的新技術(shù)也會在這個過程中不斷出現(xiàn)。人工智能技術(shù)不僅會在各行各業(yè)內(nèi)體現(xiàn)出其獨特的優(yōu)勢，也會帶動電氣自動化、智能制造等相關(guān)行業(yè)的共同發(fā)展與進步。隨著國內(nèi)各技術(shù)領域人工智能化的普及，人工智能技術(shù)正在發(fā)揮它的核心作用，把多領域、多產(chǎn)業(yè)內(nèi)的技術(shù)進行協(xié)調(diào)與統(tǒng)一，這勢必會促進電氣自動化控制等多項領域內(nèi)技術(shù)的快速發(fā)展，為我國智能制造帶來更多新的動力之源。

4 結(jié)語

目前,我國的人工智能技術(shù)不斷取得新的發(fā)展。在不久的將來，隨著人工智能技術(shù)的日趨成熟，必將會在各大領域內(nèi)取得更多的突破。我國的電氣工程自動化行業(yè)，也將在監(jiān)測、控制等各項技術(shù)上，取得更多創(chuàng)新。