智能化技術在電氣工程自動化控制中的應用

吳麗琴

（江蘇省江陰中等專業(yè)學校，江蘇 江陰 214000）

0 引 言

智能化技術是當前電氣工程自動化控制領域的基本技術標準，對電氣工程項目建設的輔助貢獻突出。本文主要介紹了專家控制系統(tǒng)、模糊控制技術以及人工神經(jīng)網(wǎng)絡控制技術在電氣工程自動化控制中的具體應用。

1 專家控制系統(tǒng)在電氣工程自動化控制中的技術應用

1.1 專家系統(tǒng)引入電氣工程自動化控制領域的必要性

專家系統(tǒng)是智能化技術體系中的重要分支，有必要將其引入電氣工程自動化控制領域。

第一，通常電氣工程自動化控制投資較大，一旦出現(xiàn)故障停運，將造成巨大損失，嚴重影響企業(yè)效益。因此，需采用專家控制系統(tǒng)對電氣工程進行預防性診斷控制，有效降低了機組強迫停機率。

第二，能及時進行復雜的技術決策。電氣工程自動化控制中，多采用電力系統(tǒng)進行中央調(diào)度與規(guī)劃，其中涉及大量的計算機數(shù)據(jù)采集和計算過程，如果采用人類專家進行分析，難以保證時效性，且判斷方面和評估方面也會出現(xiàn)偏差，容易造成決策失誤。如果采用專家系統(tǒng)，則可綜合多個專家經(jīng)驗，實現(xiàn)信息匯總，加快決策進程。

第三，專家系統(tǒng)是加速培養(yǎng)專業(yè)化人才的有效工具，可有效擴大知識傳播范圍，為智能化技術體系在電氣工程自動化控制中的有效應用提供條件。

1.2 專家系統(tǒng)在電氣工程自動化控制中的技術應用

專家系統(tǒng)在電氣工程自動化控制中的技術應用范圍較廣，可應用技術類型較多。例如，電力系統(tǒng)規(guī)劃方面的專家系統(tǒng)技術應用。電力規(guī)劃是電氣工程自動化控制中的重要分支，是為滿足電氣工程自動化控制擴容需求。電力規(guī)劃涉及的技術內(nèi)容復雜且涉獵面廣泛。在電源、輸電網(wǎng)絡以及城市地區(qū)網(wǎng)絡等方面采用專家控制系統(tǒng)，滿足了電氣工程自動化控制要求。具體應用中，包括了專家控制系統(tǒng)對電氣工程網(wǎng)絡自動化規(guī)劃中的多目標函數(shù)控制，基于控制矛盾篩選約束條件，并將它們應用于復雜系統(tǒng)中產(chǎn)生相互作用，實現(xiàn)基于技術角度方案的設計權衡與最優(yōu)化方案的提出，最后協(xié)調(diào)最終決策過程。對于電氣工程的選址與布局方面，可利用專家控制系統(tǒng)對地方的核電配合、火電配合以及水電配合進行全面分析，同時為電氣工程建設技術人員模擬培訓系統(tǒng)，對工程中的所有技術方案進行模擬教育，鼓勵技術人員實施提前商討，盡可能預判電氣工程自動化控制可能存在的技術問題，減少破壞性項目施工試驗，提高工程項目整體質(zhì)量和效率[1]。

2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡在電氣工程自動化控制中的技術應用

人工神經(jīng)網(wǎng)絡（Back-Propagation Network，BP）屬于多層前饋神經(jīng)網(wǎng)絡，能實現(xiàn)信號前向傳遞和誤差反向傳遞。其中，前向傳遞用于網(wǎng)絡計算，利用輸入計算輸出；反向傳遞用于注冊傳遞誤差，做到隨時修改BP網(wǎng)絡連接權值和閾值。電氣工程自動化控制中，人工神經(jīng)網(wǎng)絡發(fā)揮優(yōu)秀的故障診斷作用。

例如，建筑電氣工程自動化控制。存在于建筑中的建筑電氣試驗平臺，是專門用于實現(xiàn)電氣測試試驗系統(tǒng)優(yōu)化的。建筑電氣試驗平臺擁有多個低壓配電系統(tǒng)元件，如斷路器、保護器、熔斷器、單相插座以及三相插座等。這些電氣工程設計能實現(xiàn)對建筑配電系統(tǒng)的自動化控制，可預防日常用電的各種常見故障。具體地，利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡有效診斷建筑低壓配電系統(tǒng)中的各種自動化控制故障內(nèi)容，并結合診斷結果實施正常網(wǎng)絡信息輸出。在輸入層，人工神經(jīng)網(wǎng)絡根據(jù)測試平臺的監(jiān)控對象采集各種故障信號，篩選可能存在的歧義數(shù)據(jù)，結合公司完成數(shù)據(jù)統(tǒng)一化處理。為低壓配電系統(tǒng)建立人工神經(jīng)網(wǎng)絡實測樣本數(shù)據(jù)，其中60%作為訓練樣本，剩余40%作為測試樣本。通過訓練樣本和測試樣本數(shù)據(jù)模擬系統(tǒng)故障特征值，再利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡控制訓練結果，以達到提高訓練精度的目的。人工神經(jīng)網(wǎng)絡能保證電氣工程自動化控制體系發(fā)展穩(wěn)定，能預測系統(tǒng)故障，能擬合故障數(shù)據(jù)。如果電氣工程的低壓配電系統(tǒng)擁有大量歷史數(shù)據(jù)，就可利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡展開準確預測[2]。

3 模糊控制推理技術在電氣工程自動化控制中的技術應用

模糊控制推理技術擁有一套模糊邏輯系統(tǒng)，包括模糊產(chǎn)生器、模糊規(guī)則庫及模糊推理機等。實際應用中，模糊控制推理技術通過引薦專家知識和發(fā)掘數(shù)據(jù)庫知識點來全面總結電氣工程自動化控制情況，專門設計電氣工程項目的模糊事實表達，并結合模糊量總結計算結果。

分析電氣工程項目設計的模糊事實表達可知，設計模糊事實表達可解決電氣工程自動化控制應用經(jīng)常遇到的數(shù)據(jù)精確運算問題。對工程自動化控制產(chǎn)生的相關事實全部進行模糊控制，完成模擬設計推理過程。該模擬設計推理過程需結合電氣工程短路電力計算與保護整定形式來實現(xiàn)對項目計算結果準確性的有效提升，并嘗試搭配不同類型的模糊語言來實現(xiàn)對目標的有效描述。保護系統(tǒng)方案設計中，可利用模糊詞匯作為自動化控制元素與電氣工程項目內(nèi)容相結合，基于模擬集全面覆蓋項目取值區(qū)間。模擬控制會基于項目參量選取合理數(shù)值，其中涵蓋了多個目標元素，如對電氣工程發(fā)電機容量的計算評估或者對機組運行元素的有效控制與量化處理等。基于上述內(nèi)容配合模糊語言，可形成模糊事實，提高了電氣工程自動化控制的計算機信度，優(yōu)化了電氣設備的使用效果。

此外，模糊控制系統(tǒng)能有效優(yōu)化電氣工程自動化控制進程中設備電流電壓的直流和交流的傳動過程，從而有效控制系統(tǒng)細節(jié)。例如，若是在以直流傳動為主的電氣工程自動化控制過程中，會采用Mamdani和Sugeno人工智能模糊邏輯控制模塊。其中，Mamdani模塊負責對電氣系統(tǒng)運轉速度進行有效調(diào)節(jié)；Sugeno模塊負責為Mamdani模塊提供特殊輔助，加強對電氣工程的自動化控制效果。若是在以交流傳動為主的電氣工程自動化控制過程中，則繼續(xù)利用人工智能理論中的模糊控制器取代傳統(tǒng)電氣高速控制器，實現(xiàn)對電氣工程自動化控制的有效優(yōu)化[3]。

4 結 論

目前，智能化技術廣泛應用于電氣工程自動化控制，滿足了現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)的自動化和智能化要求，完成了電力企業(yè)產(chǎn)業(yè)結構的優(yōu)化。