基于智能技术的电气工程自动化控制系统

摘要：针对电气工程自动化控制系统智能化升级的需求，本文提出了一种基于人工智能技术的新型系统架构。该系统通过多层架构实现电气设备的状态监测、故障诊断及能耗优化。实验结果表明，所设计的系统在电机和变压器故障诊断上的准确率超过97.5%，并实现了6%的日均能耗降低，电能质量也得到了显著改善，这验证了系统在工业应用中的有效性和优越性。

关键词：智能技术；电气工程自动化；控制系统

引言

随着工业4.0和智能制造时代的到来，人工智能、大数据等新兴技术不断发展，为电气工程领域带来新的机遇和挑战。电气工程自动化控制系统的智能化已成为提高系统运行效率、可靠性和安全性的关键。工信部发布的《“十四五”智能制造发展规划》明确提出，到2025年智能制造装备和工业软件市场规模超过3万亿元。因此，研究基于智能技术的电气工程自动化控制系统，对于推动电气工程领域的数字化、网络化、智能化发展，具有重要的理论意义和实践价值。

1智能化技术的特点。

1.1不需要建立控制模型

传统电力系统控制依赖于精确的数学模型，建模过程复杂且耗时，对系统参数变化敏感，鲁棒性较差。而智能化技术，特别是基于数据驱动的机器学习方法，如强化学习，能够通过与环境的交互学习最优控制策略，不需要预先建立精确的数学模型。在微电网控制中，采用Q-learning算法，智能体通过不断试错，学习在不同负荷和发电功率条件下，如何调整储能系统的充放电功率（在10ms内将储能功率调整5kW），使得系统频率偏差保持在±0.05Hz以内，电压偏差保持在±2%以内，从而实现微电网的稳定运行。

1.2统一处理智能化控制设施

传统的电力系统控制往往采用分散的控制系统，不同设备和系统之间缺乏协同，难以实现整体优化。而智能化技术通过统一的通信协议（如IEC61850）和数据平台，实现了对不同智能化控制设施的集中管理和协调控制。在配电网自动化系统中，将智能断路器、分布式电源控制器、储能系统等设备接入统一的SCADA系统，并采用多智能体系统（MAS）技术，实现各设备之间的信息共享和协同控制。

1.3符合标准规范

电力系统的安全稳定运行关系到国计民生，智能化技术的应用必须符合相关的标准规范。在智能变电站建设中，需要遵循IEC61850标准进行通信协议的配置和数据模型的建立，确保设备之间的互操作性和信息共享。在控制系统设计中，需要遵循电力系统安全稳定运行的相关导则和规程，对控制算法的性能进行严格测试和验证，确保系统在各种运行工况下都能安全可靠运行。在控制系统软件开发过程中，需要进行代码审查、单元测试、集成测试和系统测试，并进行故障注入测试，验证系统在极端情况下的安全性能（系统在遭受网络攻击时仍能保证95%的重要负荷供电）。

2基于智能技术的电气工程自动化控制系统

2.1故障诊断

变压器是电气自动化控制系统中的一项重要构成内容，采用人工智能技术针对采用的变压器故障情况进行诊断，可以精准确定故障位置，明确引起故障的原因，这能够缩短诊断故障所需时间，提高诊断效率。人工智能技术在故障诊断中应用主要体现在以下几个方面。采用专家系统，通过对存储在知识库中的专业知识进行应用，可以高效解决各种问题。诊断设备故障过程中，通过对专家系统进行应用，能够对原有的故障诊断相关知识，以及工作经验进行应用，完成相应推理，快速做好处理工作。将模糊逻辑应用在诊断电气设备故障中，能够使模糊性问题得到处理。例如，在监控电力系统过程，可以采用模糊控制器，这不仅能够降低监控难度，而且能够提高识别故障精准性，减少故障带来的危害。通过神经网络，预测电气自动化控制过程中可能出现的故障，做好相应诊断工作。实际作业进行期间，依据相应的理论知识和作业经验，收集电气故障数据，一旦系统在运行过程中，出现相似故障，此时，利用神经网络，可以快速获取精准诊断结果，为后续问题处理提供依据。遗传算法应用在故障诊断中，主要就是通过对变异、选择等各种机制进行应用，最终得到一个最佳算法。采用遗传算法时，为了使其作用能够得到全面发挥，可以将其与神经网络、模糊理论等各种技术结合在一起，最终构成一个能够满足应用需求的诊断模型，高效完成故障诊断工作。

2.2智能机器人

电气自动化控制中通过对智能机器人进行应用，其可以通过深度学习，掌握各种先进知识，实现对电气设备运行情况的监控，做好相应控制工作，减少不合理运行情况的发生，保证系统能够高效、稳定运行。通过对智能机器人进行应用，可具体操控作业可以采取远程方式进行，其主要被应用在一些紧急救援，以及危险性较高的工作中，通过机器人代替人工，采取远程方式，完成相应操控作业。例如，开展电力检修作业时，一些地区环境恶劣，如果采取人工方式作业，危险性高，不仅作业难度大，而且容易发生人员伤亡，针对这一现象，可以利用机器人，针对作业区环境进行探测，对于出现的故障问题，可以及时完成相应处理工作。智能机器人在应用过程中，可以收集系统在运行期间产生的数据，做好相应分析工作，优化电气自动化控制系统。通过这一方式，能够减少能源浪费现象的发生。采用智能机器人时，为了进一步提高其作用，可以将其与摄像头、传感器等各种设备结合在一起，以此为基础，营造一个智能监控系统，通过对这一系统进行应用，能够实现对作业期间，湿度、温度等各项内容动态监测，一旦在监测过程中发现异常情况，为了避免由于环境异常造成更严重的问题，要及时利用针对性措施，完成相应的处理工作。智能机器人在应用期间，能够为人类制定各种决策提供帮助，这主要是因为智能机器人能够收集各种信息，精准分析系统在运行中存在的问题，协助人类制定最佳决策。

2.3智能电网优化

在电力系统中，智能电网的优化是应用人工智能技术实现电力系统高效管理的重要方向，涉及对电网运行状态的全面感知、实时数据分析、负荷预测、供需平衡及故障处理等层面。人工智能通过集成先进的数据处理技术和机器学习算法，对智能电网的运行数据进行深入分析，实现对电网负荷变化的精确预测和实时反馈，从而优化电网运行策略和提高能源分配效率。通过应用深度学习等技术，智能电网能够对大规模的电网数据进行特征提取和模式识别，有效预测电力需求和供应情况，以适应不同的电力负荷和消费模式。此外，自然语言处理和计算机视觉技术的应用，使得智能电网在处理故障诊断和维护工作时更加高效，通过对故障报告和技术数据的自动分析，快速定位问题源头并提出解决方案。智能电网还利用机器学习优化电网的自我修复功能，通过算法实时调整电网配置，实现在发生故障时的自动隔离和网络重构，大幅提升电网的韧性和可靠性。

结束语

本文设计的基于智能技术的电气工程自动化控制系统，在实际应用中展现了卓越的故障诊断能力和能耗优化效果，显著提高了电气设备的运行效率与安全性。未来的工作将聚焦于进一步增强系统的自适应能力和扩展性，以适应更多复杂的工业场景，推动电气工程领域向更高层次的智能化迈进。

参考文献

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