智能化技术在电气系统控制中的应用

摘要：在工业数字化转型与能源高效利用需求驱动下，智能化技术成为电气系统控制升级的核心力量。本文深入探讨智能化技术在电力、工业、建筑等电气系统控制中的应用场景，涵盖智能电网调度、自动化生产线控制、智能照明管理等内容，分析其在提升控制精度、增强系统稳定性等方面的显著优势。针对技术兼容性、数据安全、管理体制等层面挑战，提出加强技术研发创新、完善管理与制度建设、强化人才培养和资金保障等应对策略，旨在为推动电气系统智能化发展提供理论与实践参考。

关键词：智能化技术；电气系统控制；应用场景；挑战；应对策略

引言

随着全球工业化进程的加速推进以及能源危机与环境问题的日益严峻，电气系统作为现代社会生产生活的重要支撑，其控制技术的革新迫在眉睫。传统电气系统控制方式依赖人工操作与简单自动化设备，存在响应迟缓、能耗较高、故障诊断能力弱等问题，难以满足现代工业对高效、精准、智能控制的需求。

智能化技术在电气系统控制中的应用研究

一、智能化技术在电气系统控制中的应用场景

1.1 电力系统智能化控制

在电力系统领域，智能化控制技术深度重塑了电网运行模式。智能电网调度与运行控制借助大数据分析与人工智能算法，实现对电网负荷的精准预测与潮流优化。通过收集历史用电数据、天气信息及经济活动指标，利用机器学习模型预测未来用电高峰，动态调整发电机组出力与输电线路功率分配，降低线损率。针对风电、光伏的间歇性，采用最大功率跟踪控制技术提升发电效率，结合储能系统与智能控制算法，实现新能源平滑并网，保障电网稳定性。

1.2 工业电气系统智能化控制

在工业电气系统智能化控制方面，通过改善其对生产的效率和成本降低了提升作用。在自动化生产线电气控制中，运用PLC和机器视觉，实现了自动化生产流程。电机的节能调速控制，电机节能调速可以通过变频调速技术及模糊控制算法来实现。变频调速技术应用于风机、水泵这些当中，根据其需要对电机的转速进行调节，在实际的生产控制应用中要明显比使用传统的控制方式节能30%～40%。设备预测维护，基于振动检测、热图监测以及人工智能中深度学习的诊断技术，同时收集历史的工业电气设备振动及温度信息，并对历史的数据进行训练学习，以预测不同电气设备的故障类型，预先判断轴承故障、绕组过热故障等。

1.3 建筑电气系统智能化控制

建筑电气系统的智能控制提高了建筑使用的舒适性和建筑节能减排的效果。照明的智能化控制通过光传感器和人体感传感器，智能控制照明的亮度和灯的开和关，建筑办公区域白天若照度较高可以实现降低照明亮度；探测到无人区域关闭照明灯具，能节能40%以上。BAS系统的控制实现供配电系统、空调系统、电梯系统等楼宇主要设备的监控。采用物联网技术实时监控设备运行状态，以智能控制算法对设备运行策略实现最佳优化。如通过调节室内和室外温度和人数，控制空调温度和风速，降低建筑能耗。家庭电气控制智能实现家居电器的远程控制及家居电器智能管理，能手机APP远程控制家中的电器开关、温度控制，设定模式控制，如回家模式开启灯光、空调、音乐等。可以对家庭设备电力系统进行在线监测，了解各个家电设备的用电数据，分析家庭用电行为习惯，从而获得节能策略，为家庭带来经济效益，更加舒适、安全的生活。

二、智能化技术在电气系统控制应用中面临的挑战

2.1 技术层面挑战

从技术上来说是智能化设备互通性、数据安全性以及新技术稳定性等不足，各种品牌的智能化设备之间存在通信协议以及数据接口不统一的问题，缺乏统一的管理平台，因此造成的整合难度大。比如在个别电力系统中，智能电表与电力监控系统没有建立起良好的互联互通渠道，从而对用电管理带来不良影响。数据安全上，电气系统控制形成的海量数据在数据传输和数据存储阶段存在泄露问题，一旦遭到网络攻击很容易就会引起系统中断运行。在电气系统中应用边缘计算机等新技术可能会出现稳定性问题，设备损坏的概率比较大，系统运行的稳定性难以保障。

2.2 管理与制度层面挑战

主要包括管理体系不完善、政策扶持力度不够。电气智能化发展涉及电力、工业和信息化以及住房与城乡建设部门，相关部门之间职责未划分清楚，未进行统一管理与规范。在智能建筑建设项目中，往往会出现电气智能化与其他智能化子系统之间不配合的现象，资源、功能的重复浪费现象突出。对智能化技术应用与规范要求、数据安全等方面的法律法规政策以及财务补贴、税务方面优惠等方面的扶持政策不够完善，企业应用智能化技术的积极性差。

2.3 人才与资金层面挑战

缺乏专业技术人员。智能技术结合其他技术，需要掌握智能技术又精通电气控制技术的复合型人才，学校设置相关专业相关课程研究发展比较滞后，实验实习不够，培养的人才缺乏。企业自身培训机制欠缺，自身的人员技术更新缺乏，经费问题，智能设备的投入、研发以及维护费用高昂，中小企业缺乏资金。

三、应对智能化技术在电气系统控制应用挑战的策略

3.1 加强技术研发与创新

推进技术创新。组织设备商研制通信协议、数据接口等通用标准，开展设备兼容性测试、认证，增强设备互联互通功能。着力研发数据加密、区块链等技术，打造数据安全防护体系，保障数据安全和传输。开展新兴技术试验研究，完善技术路线，如试验测试复杂工况下边缘计算设备稳定工作功能，强化成熟度评估。

3.2 完善管理与制度建设

应进一步深化管理机制，加强对各部门管理的界定，规划部门责任分工，做好不同部门之间的联系。针对智能电网建设的领导机构合理确定，统一建设工作安排，根据制定统一的标准与制度，在其运行中考虑所有的智能化建设的问题，在变电站中要统一对其智能设备以及通信协议的选择，防止在建设中产生重复建设，快速建立相关的法律法规，明确其中的数据安全问题及相应的技术方法，规定相关的优惠政策与财政补贴以及纳税减税政策等，对于使用智能化技术的企业提出奖励机制，从而促使市场发挥其主体作用。

3.3 强化人才培养与资金保障

从学校和企业两个角度对人员的培养加强力度，学校课程计划增设物联网、人工智能等相关专业课程，通过校企合作，设立实习实训的场所，企业针对内部员工需要制定培养计划，组织内部技术培训与交流，提高个人能力。政府要加大财务上的支持，设立与智能化相关建设经费，并可以引入PPP模式，如政府对智能型建筑及基建项目投资建设，随后由企业在智能电气系统开展相应的智能化建设，而政府则以购买服务的形式予以企业一定的资金支出。

结语

电气系统控制过程中应用智能化技术有着广阔的发展空间，在电力、工业、建筑等行业中都发挥出巨大的作用。虽然存在技术瓶颈、管理体制及建设、人才和资金等瓶颈问题，但通过提高技术研究与创新、对管理体制与制度的完善、提高人才队伍及资金保障，能够解决这些瓶颈问题，未来通过技术的不断发展与政策的不断扶持，智能化技术将深入至电气系统控制过程，助力行业发展向高效化、智能化、绿色化等方面不断前进，促进经济社会发展。

参考文献

[1]张博，刘光辉，孙桂磊.智能化技术在电气工程自动化控制中的应用研究[J].中国设备工程，2025，（07）：26-28.

[2]初奇.智能化技术在电气系统控制中的应用[J].灯与照明，2025，49（01）：193-196.