电气工程自动化中智能化技术研究

摘要；在工业智能化转型加速的背景下，智能化技术成为推动电气工程自动化升级的核心力量。本文系统剖析人工智能、大数据与云计算、物联网及智能控制等关键技术在电气工程自动化领域的应用原理与优势，深入探讨其在电力系统、电气设备、工业自动化生产线及智能家居等场景的实践路径。针对当前智能化技术应用中存在的技术集成难题、成本效益失衡、人才标准缺失等问题，提出强化技术研发创新、优化成本效益管理、加强人才培养与标准建设等发展对策，旨在为电气工程自动化智能化发展提供理论参考与实践指导，助力行业实现高效、安全、可持续发展。

关键词：电气工程自动化；智能化技术；关键技术；应用实践；发展对策

引言

随着工业4.0与智能制造战略的深入推进，电气工程自动化领域正经历从传统控制向智能化发展的深刻变革。电气工程作为能源传输、工业生产和社会生活的关键支撑，其自动化水平直接影响国民经济发展与社会运行效率。数据显示，我国工业自动化市场规模已突破2000亿元，且以年均8%的速度增长，智能化技术的应用成为行业竞争的核心焦点。

一、电气工程自动化中智能化技术的关键技术

1.1 人工智能技术

人工智能技术为电气工程自动化注入智慧内核。神经网络算法通过模拟人脑神经元结构，在电气故障诊断领域展现强大优势。以变压器故障诊断为例，卷积神经网络（CNN）可对油色谱数据、振动信号进行特征提取，诊断准确率达95%以上，较传统方法提升20%。模糊逻辑系统能够处理电气系统中的不确定性问题，在电力负荷预测中，通过模糊规则库动态调整预测模型，将短期负荷预测误差控制在 3%以内。

1.2 大数据与云计算技术

云计算与大数据技术可以帮助有效地处理大量的电气数据。在电力系统内可对电网的各个部分电压、电流、功功率等数据进行采集，并通过Hadoop分布计算框架对其进行分析，使得电网的运行状况可以得到有效的评价，并可以做到早发现电网运行故障。在某一省的电网中实行了大数据技术，在进行预测的时候，故障预测的时间由两个小时延长至了六个小时。

1.3 物联网技术

从广义上来说，物联网是指将电气设备互相连接的一个虚拟世界。在工业电器环境中，对温度、振动、电流等电气参数进行采集并通过无线信号传输至中央数据库，比如使用Zigbee、LoRa等无线信号进行传输。在物联网环境下，可以实现对电气设备的集中远程操作，并能按照用户的要求达到相关联的功能，比如说家庭灯光明暗的控制，用户在室内可以通过手机APP软件达到调节空调温度、打开灯、关闭电视等功能，还能够实现家居自动化设置，对于长时间离开房子的场景可以设置成离家模式，减少电气的耗电情况。

1.4 智能控制技术

智能控制技术强化电气设备自适应调节水平。自适应控制算法能够随着系统参数的改变自动调节控制方式，在电气电机调速系统中，采用自适应PID控制使得电机转速波动范围控制在±1r/min，相比于传统PID控制精度提升50%。滑模控制技术能够应用于非线性、强干扰电气系统，在电动汽车充电设备中，滑模控制有效降低了充电设备电压不稳定程度，提升了充电设备效能。

二、智能化技术在电气工程自动化中的具体应用

2.1 电力系统智能化

智能技术推动电网走向自愈化。电网调度环节，基于人工智能的智能调度系统能够自动感知电网状态，实时进行潮流优化，降低网损。某电网通过这种应用，线损率降低了1.2个百分点。变电站进行智能化改造，实现对设备状态的在线监测及智能诊断，智能巡检机器人完成巡检任务，通过红外测温和局放试验，及时识别设备缺陷。基于物联网的配电自动化系统实现自动定位配电线路的故障，实现故障隔离，自动恢复供电，故障处理时间从1小时左右缩短到15分钟以内，配电自动化网架的供电可靠率达到99.99%。

2.2 电气设备智能化

智能化电气设备提高设备运行可靠性和运维效率。智能变压器加入了传感器和通信设备，对油温、绕组温度、部分局放等参数进行在线监测，经过大数据处理进行寿命预测，某换流站的智能变压器就可对故障提前预警，免去了直接损失达上千万元的故障事故。智能断路器配置了永磁机构和智能控制单元，分合时间误差小于1ms，并有故障录波、在线诊断等能力。在工业电机中，工业智能电机可以自动根据负载变化而改变转速，某风机电机改造成智能电机可节省35%的能耗。

2.3 工业自动化生产线智能化

数字化技术改造工业自动化产线。汽车生产中机器人视觉利用深度学习技术识别零件，进行自动装配，装配准确率可到0.01mm。利用工业物联网将产线上设备数据上云，通过数字孪生在虚拟空间中模拟生产，进行工艺优化。某汽车生产产线上通过该工艺改善后提升了20%的产线产能、减低了0.1%的不良率。智能化仓库利用AGV小车配合自动化分拣系统，进行智能配送和库存管理，在某电子厂智能化仓库中，物料配送时间被降低了60%。

2.4 智能家居与楼宇电气智能化

智慧家庭与建筑电气智能优化生活品质与工作环境。智能家居系统实现照明、百叶窗帘、安防系统联动，用户可以使用声控语命令家中设备。有位智慧小区的住户称，智能家居能够让自己的生活便利化程度提升70%。电气智能建筑采用电气能源管理系统动态分配能源，将用电按各个区块的需求分配，进而自动调整各区域的空调和照明的用电功率，如某写字楼后每年可节电15万度。

三、电气工程自动化中智能化技术的发展对策

3.1 强化技术研发与创新

加强产学研结合，合作高等院校、科学研究机构组建智能化技术研发联合组织，研发攻克基于人工智能算法的电气系统结合、数据安全等核心技术。比如设立专项资金研发边缘计算在电气的应用技术，降低传输时间延迟；对企业提高研发投入，在电气应用中应用智能化技术，实现技术突破者采取税收减免等政策；建设相关技术沟通交流，促进企业间沟通，降低新技术推广难度。

3.2 优化成本与效益管理

企业应制定合理的成本计划，通过模块化设计减少智慧设备的初始投资，通过租赁云计算减少硬件成本；创建设备的全寿命周期成本收益评价制度，包括购置、建设、维护和能源成本。一公司通过控制成本将设备智慧升级投资回收期由5年减少为3年。

3.3 加强人才培养与标准建设

高校开设电气工程＋智能化交叉学科专业，重构课程内容，培养掌握编程及数据处理的学生。校企结合实施实训实习，强化高校学生实践锻炼。行业开展人才认证，统一标准人才评价。尽快出台智能化技术应用的各类标准、接口及协议、数据格式等，保证不同厂家之间的设备兼容。

结语

智能化技术已成为电气工程自动化发展的核心驱动力，从关键技术的创新突破到多领域的深度应用，其在提升系统效率、保障运行安全、降低能耗等方面成效显著。然而，技术融合壁垒、成本效益矛盾、人才标准缺失等问题仍制约行业发展。未来，需通过持续的技术研发、科学的成本管理与完善的人才标准建设，推动智能化技术与电气工程自动化深度融合，助力行业向智能化、绿色化、高效化方向迈进，为我国工业现代化发展提供坚实支撑。

参考文献

[1]高新倩，王晨波.电气工程自动化中智能化技术研究[J].中国设备工程，2025，（05）：31-33.

[2]杜锡彬.智能化技术在电气工程及其自动化中的应用研究[J].工程技术研究，2025，10（05）：219-221.