智能化技术在电气工程自动化控制中的应用探析

引言：近年来，人工智能、物联网和大数据等技术的突破为电气自动化领域带来了革命性变革，使得传统控制模式逐步向自适应、智能化的方向演进。在此背景下，研究智能化技术在电气工程自动化控制中的应用具有重要的理论和实践价值。

一、智能化技术概述

智能化技术用于电气工程自动化控制，意味着行业从机械化、电气化迈向数字化、智能化发生了重大变革，人工智能技术借助深度学习算法，让电气系统拥有自主学习与优化能力，像智能电网里的负荷预测系统依据历史用电数据能精确预测未来 24 小时用电曲线，调度精度提高了 30% 多。机器学习技术给设备故障诊断带来新层面，比如变压器油色谱分析结合随机森林算法，能提前两周识别潜伏性故障，诊断准确率达到 95% ，大数据分析技术达成了海量运行数据的价值挖掘，借助构建设备全生命周期数据库，可优化维护周期，使运维成本降低 40% ，这些技术融合应用产生了许多创新解决方案，智能微电网运用多目标优化算法动态平衡分布式能源出力，让可再生能源消纳率提升到 90% 以上，工业生产线上的智能 PID 控制器采用强化学习实时调整参数，将控制响应时间缩短 60%[1]。

二、智能化技术在电气工程自动化控制中的应用

（一）故障预防及诊断

在电气工程实际运行进程里，运行环境中的温度湿度粉尘等外部状况容易加快设备老化速度或者致使绝缘性能降低，人员操作的规范性存在差异会造成误触保护装置或者参数设置出现错误，技术水平高低不同同样会对故障诊断效率产生影响，这些因素产生的叠加效应让系统面临短路过载接地故障谐波干扰等多种类型风险，程度较轻时会引发电能质量波动，严重时则会导致大规模停电事故发生。

智能化技术深入应用针对上述问题给出了系统性解决办法，依靠所布置的物联网传感网络以及边缘计算设备，系统可实时采集电压、电流、温度等关键参数，并且借助机器学习算法构建设备健康状态评估模型。举例来说，依据历史数据训练的故障预测系统可提前 72 小时识别变压器绕组过热趋势，依靠自动调节冷却系统或者推送检修工单达成主动防御。数字孪生技术构建的虚拟镜像系统支持对极端工况进行模拟推演，辅助制定最优应急预案；实践证明，这类智能化改造可让配电系统故障率降低 40% 以上，平均故障修复时间缩短 60‰

（二）设备自动化控制

在电气工程领域当中，传统的电表设备因为技术方面存在一定的限制，普遍有着计量精度比较低、数据传输相对滞后以及故障排查难度较大等一系列问题，其中机械式电表容易受到磨损的影响，经过长时间运行之后误差会有所增大，人工抄表的效率不高，而且容易出现记录方面的错误。另外传统电表缺少实时监测功能，不可及时发现窃电、过载或者线路老化等隐患，给电力系统的稳定运行以及用户用电安全造成了挑战 [2]。

智能电表的出现对这一状况产生了根本性的改变，其运用高精度电子计量芯片，融合物联网以及云计算技术，可对电压、电流、功率因数等数据进行实时采集，且借助无线通信网络自动上传至管理平台，这提高了计量的准确性，还实现了远程抄表、动态电价计费、用电异常预警等功能。例如当某户用电量突然大幅增加时，智能电表可立刻识别出可能存在的短路或窃电行为，并向运维人员发出警报，在电气设备控制领域，智能化技术让工作人员可以依靠中央监控系统实时查看设备的温度、振动、绝缘状态等运行参数，系统运用大数据分析将实时数据与历史正常值进行对比，一旦发现电机过热或者绝缘电阻下降等情形，就能立即触发报警或者自动调整运行模式。

（三）操作流程优化

电气系统运行过程中会涉及诸多有重复性特点且要求高精度的操作，传统人工操作模式对技术人员经验有着较高程度的依赖，很容易因为疲劳、疏忽或者环境干扰等因素而引发误操作，最终导致设备损坏，甚至可能引发安全事故，智能化技术借助自动化控制算法以及人工智能决策系统，可以自主开展开关操作、参数优化以及故障预判等工作，能极大程度减少人工干预。比如说，智能配电系统可依据实时负荷数据动态调整供电策略，以此保证电能得以合理分配，避免出现无效损耗，机器学习算法可借助历史数据分析预测设备潜在故障并提前发出预警，减少非计划停机情况的发生，智能化技术与物联网以及云计算相结合，达成了对电气系统的远程监控以及精准调控。

（四）产品设计优化

在设备改造升级进程中，因为涉及有系统的兼容性、安全性以及能效优化等诸多挑战，设计人员要全面考量机械结构、电气参数、控制算法等多方面因素，比如在改造老旧生产线的时候，要借助智能诊断系统剖析原有设备的运行数据，找出关键性能瓶颈，并且采用模块化设计理念，分阶段开展自动化升级，防止因改造不当造成生产中断。借助人工智能算法和边缘计算技术，可提升控制系统的响应速度与稳定性，降低能源浪费。

为保证设计方案合理，从业人员要充分运用智能化技术贯穿整个流程，在需求分析阶段，借助大数据挖掘用户痛点问题，在方案设计阶段，依靠 CAD/CAE 工具达成三维建模以及应力仿真，在测试验证阶段，运用自动化测试平台高效排查潜在缺陷，凭借建立标准化设计规范以及质量追溯体系，可有效避免人为失误，保障产品从研发到落地全程可控。

结语

总之，本文分析了智能化技术的应用现状及其对自动化控制系统的优化作用，探讨其面临的挑战与发展趋势，以期为相关领域的研究与实践提供参考。

参考文献：

[1] 王福宁 . 智能化技术在电气工程及其自动化控制中的应用分析 [J].流体测量与控制 ,2024,5(06):15-17+22.

[2] 李武强 . 智能化技术在电气工程自动化控制中的应用 [J]. 电子元器件与信息技术 ,2024,8(10):74-76.