智能化技术在电气工程自动化中的应用研究
时间：2023-05-31 17:20:32 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
张艺哲
北京交通大学 电气工程学院，北京 100044
近年来，智能化技术日益成熟，在电气工程自动化中逐渐得到广泛应用，使得电气工程的自动化、智能化和数字化水平大幅度提高，同时生产效率也得到显著提升，还大幅度减少了人工成本，对电气工程运行的稳定性也具有明显的提升作用。智能化技术在电气工程自动化中的应用，不仅大幅度提高了我国电气工程自动化的整体发展水平，还对我国社会经济的发展起到了非常重要的推动作用。
1.1 促进社会发展
电气工程自动化在提升社会生产力、促进经济社会发展进步、推动社会发展、推动产业升级转型等方面都能发挥较大作用。
1.2 为人们生活提供便利
电气工程自动化为改变人们的生活方式、提升人们的生活质量发挥着积极作用。借助电气工程自动化，人们的生活更加方便。建筑电气工程为高层建筑居民提供了多种技术选择，实现了稳定的供暖和供凉，且在电力供应的安全、稳定和效率上也得到了可靠的保障。
1.3 推动电厂发展
电气工程自动化改变了电气工程相关企业的工作和管理方式。借助电气工程自动化，相关的自动化设备应用越来越多，电厂借助电气工程自动化，提升了自动化水平，管理效率不断提高，对于促进其发展也具有积极作用。
2.1 智能化电网电力自动化调度技术
2.1.1 智能化电网电力自动化调度技术的必要性
我国电网服务区域不断扩大，信息量快速增长，同时计算机系统也越来越复杂，这就需要提高数据采集分析的质量和效率。要达到这一效果，必须积极应用智能化技术，建立高度智能化、自动化的调度技术。并在此基础上，促进数据采集分析的可持续发展。
2.1.2 智能化电网电力自动化调度技术的优势
（1）保证电网运行的安全性。应用智能化技术，可以构建专门的应急处理系统，如后备系统。一旦电网发生故障，能够立即隔离故障区域，保证电网系统的安全、稳定运行。
（2）保障电网系统的运行效果。将智能化技术应用于电网系统，能够对电网系统的全天候运行起到良好的辅助作用。在电网系统运行过程中，利用智能化技术，能够实现智能化和自动化操作，从而降低电网运行对人力成本的需求，还能大幅度减少失误的发生概率，这能够保障电网运行的安全性、稳定性[1]。
2.2 电气工程智能化设计
2.2.1 传统电气工程设计模式的不足
传统的电气工程设计模式缺乏技术软件等支持，资源调配和利用效率都不高。电气工程设计需要查阅大量资料并进行探讨，也需要相关设计人员具备一定的经验，对于新人而言，电气工程设计是较大的挑战。随着现代智能化技术的发展，传统的电气工程设计模式已经无法适应时代发展需要。传统的电气工程设计一旦完成，往往不能修改，一旦修改，就要重新设计，否则会导致工程设计存在诸多漏洞。传统的电气工程设计模式效率低下、容易出错，无法适应现阶段的电气工程自动化设计需要。
2.2.2 电气工程智能化设计模式的优势
（1）信息更加直观。智能化技术可以弥补传统电气工程设计中的短板，借助智能化软件或设备，将相应电气工程放到立体空间中，构建相关工程的三维坐标。通过输入相关参数，可以确定整体工程设计框架，电气工程的细节可以一目了然，直观展示相关信息。
（2）修改方式简单。应用智能化技术时，可以通过代码编译来设置相关程序，实现对于工程的可视化、动态化管理。电气工程智能化设计软件还能够评价工程设计的整体合理性，以便设计师及时修改、完善不合理的地方，不需要重新修改整体设计，设计软件能结合修改的部分完善整体设计，这样可以有效避免人为设计中出现的错误，确保设计整体效益可靠，并提升电气工程的整体设计效益。
2.2.3 常用的电气工程智能化设计软件
目前在电气工程智能化设计中，可供选择的计算机制图软件比较多，如CAD 智能制图软件、算王软件、BIM 技术模型软件等。这些制图软件能够让电气工程设计建立在一个科学的基础上，让相关设计动作能够合理进行。应用软件，能够直观展示电气工程的详细信息，还可以预测施工中的问题，及时调整，为工程预算提供精准可靠的依据。
现阶段在电气工程智能化设计中应用比较多的是BIM 技术模型软件，这一技术软件，可以为电气工程构建直观的三维立体框架模型，设计师可以在其中输入电气工程的重要参数等详细信息，方便设计师把握工程的详细信息，优化整体的设计方案，完善电气工程设计细节。结合BIM 模型，还能够计算工程的施工量，为工程预算提供可靠依据。此外，分析BIM 模型的细节，还能够预测施工中可能存在的施工问题，及时调整，提高电气工程的合理性和效率[2]。
2.2.4 电气工程智能化设计模式优化
要在电气工程自动化中有效应用智能化技术，提高电气工程设计的智能化、自动化水平，必须优化电气工程的设计方法，从而确保电气工程自动化设备能够支持智能化技术的应用。在电气工程设计过程中，必须充分考虑企业的实际生产需求，从而使电气设备的功能能够充分满足生产要求。
（1）相关人员密切配合。在设计中，电气工程自动化专业技术人员、企业生产流程管理人员及专业设计人员必须协动运作、相互配合，基于智能化、自动化技术的要求，对电气工程设备的信息进行综合分析、综合设计，从而优化电气工程设备的功能属性及生产工艺流程。还要优化设备的参数及使用要求，从而确保设备的有效运行。
（2）深入分析各项数据信息。相关部门必须对电气工程的设计人员提供全面且详细的数据信息，并对这些数据信息进行深入分析，综合考虑所有部门的需求，从而优化电气工程的设计方案，将智能化技术科学地应用于电气工程的设计方案中。
（3）优化电气工程自动化的运行流程。应用遗传算法，有效整体电气工程自动化。对电气设备的CPU进行升级，通过实施合理的设计方案，实现对电气工程自动化中各个系统功能的统一操控，还能有效避免CPU 过载问题，使信息和网络设备在电气工程自动化中得到有效应用，显著提高生产效率，避免浪费现象的发生。
2.3 智能化电气工程变电站
2.3.1 智能化电气工程变电站的优势
在电气工程自动化领域，变电站是不可缺少的重要组成部分。合理应用变电站，是保证电力系统安全、稳定运行的关键。在变电站中积极应用智能化技术，大力推广智能化变电站，不仅能够大幅度减少人力、物力及财力的使用，还能够充分利用智能化系统实时监控、科学判断变电站的运行情况，从而能够降低变电站的运行成本，同时提高其运行效果和效率，提高变电站运行的安全性和精准性。
2.3.2 智能化电气工程变电站的发展方向
目前，智能化变电站在我国的电气工程自动化中已得到了一定的应用，但仍需要对其进行完善，大力更新相关技术，提高变电站的智能化、自动化水平，使其运行效率及稳定性能够得到显著提升。同时，对推动我国自动化技术向着智能化、机械化方向发展，建设现代化电网系统，也具有极为重要的现实意义。
2.4 智能化故障诊断技术
2.4.1 智能化故障诊断技术的必要性
在电气工程自动化运行过程中，很多因素都会对电气设备的正常运行造成不良影响，导致电气设备发生短路、断路等故障，对正常生产和生活造成极为不利的影响。在电气工程自动化中，电气设备是各种功能的执行者，也是自动化系统的重要载体。智能化技术在电气设备功能中的有效应用，能大幅度提高电气设备的智能化、自动化水平，也推动智能化技术在人们生活中的广泛应用，这对推动智能化技术的发展起到了非常重要的促进作用。在应用电气设备时，一旦电气设备发生故障，将会对人们的正常生活造成极大的干扰。因此，必须在故障发生之前，提前对其进行诊断并发出预警信息，方便维修人员尽快判断故障风险的类型、位置等情况，从而提早发现问题，将问题消灭于萌芽状态，从而有效降低故障的发生概率，保证电气工程自动化的正常运行。
2.4.2 智能巡检机器人
（1）安全性高。基于智能化技术的巡检机器人的使用安全性比较高，能够完成大范围的巡检任务，十分高效、便利。
（2）效率高。智能化巡检机器人具有自动巡检、远程遥控巡检、工艺运行参数自主读取并诊断分析工况等功能。智能巡检机器人替代人工进行巡检，可以减轻巡检人员的工作量，也能够降低相关人员在电气工程工作环境中的巡检风险，真正实现了无人化的自动巡检操作，大大提升了巡检安全性和工作效率。
（3）精准度高。在智能化巡检机器人的系统中，还安装有智能控制装备，能够对所有设备表计、开关状态、指示灯等进行全面控制与智能识别。传统的人工巡检工作对于电气工程中一些死角往往不能做到精准检查，不能及时发现一些的潜在隐患，不利于巡检工作效率的提升，还可能导致重大的安全事故。智能化巡检机器人以电池四轮驱动，配置360°智能日夜视摄像头，装载气体检测仪、拾音器，搭配先进的传感和避障模块，能够实现声、光、气三项巡检数据的收集和各类风险的预警。使用智能巡检机器人，可以避免各种问题出现。
（4）经济效益高。智能巡检机器人的使用成本相对于人力成本更低，长期效益更好。
（5）环境适应能力强。智能巡检机器人能够适应各种环境气候，可在-30～60 ℃的极端温度下，以及风沙、暴雨、气体泄漏等恶劣条件下按程序和指令作业。
2.4.3 智能巡检机器人的应用
近年来，我国城市轨道交通网络增长迅速，大量城市轨道交通基础设施在养护期、线路安全和监测方面所面临的压力增大。传统人工巡检存在劳动强度大、工作效率低、检测质量分散等不足。智能巡检机器人在城市轨道交通领域的应用愈发广泛，智能巡检机器人逐渐出现在地铁运维中，并成为运维主力，可以将让地铁故障率降低90%。在搭载双光（可见光+红外）摄像仪后，还能进行夜间巡检，实现了全天候、不间断的无人机巡检[3]。
2.5 智能化PLC 技术
2.5.1 PLC 技术
PLC 技术是一种计算机编程技术，需要根据工程建设的实际需求，利用计算机编程建立一套完善的逻辑控制系统，进而对各种电气设备实现有效控制[4]。在应用PLC 技术的过程中，可以通过存储编程内容随时调取编制好的程序，从而控制电气设备的运行秩序。运用PLC 技术控制电气设备需要重点关注顺序控制和时间控制，这是保证电气设备正常运行的控制关键点。
2.5.2 PLC 与智能化技术融合的意义
通过应用PLC 的智能切换功能，能够及时切换电力系统中的各种电气设备，可以根据不同的要求，运行不同的电气设备，从而保证电气工程的运行效率，提高其安全系数[5]。随着科学技术的快速发展，智能化技术得到广泛普及，将智能化技术与PLC 技术进行有机融合，实现对智能化技术的有效应用，这对推动我国电气行业的快速发展，提高电气行业的智能化水平，具有重要作用。
综上所述，在电气工程自动化中应用智能化技术，对提高电气工程自动化水平具有积极作用。因此，必须对此方面进行深入研究，以提高电气工程自动化中智能化技术的应用效果，推动我国工业发展进步，加强社会主义现代化建设。
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