智能化技术在电气工程及其自动化中的应用研究

引言

在数字化、智能化浪潮席卷全球的当下，电气工程及其自动化作为现代工业和社会发展的关键支撑，正面临着前所未有的变革机遇。智能化技术凭借其自主感知、学习和决策能力，为电气工程及其自动化领域注入新活力，成为推动行业转型升级的核心力量。

、智能化技术与电气工程及其自动化概述

1.1 智能化技术的内涵与特点

智能化技术是以人工智能、大数据、物联网、云计算等前沿技术为核心，通过模拟人类智能，使系统具备自主感知、学习、决策和执行能力的综合性技术体系。人工智能技术作为智能化的核心，通过机器学习、深度学习算法赋予系统数据分析与模式识别能力，例如神经网络算法可用于电力系统故障诊断，通过对海量历史数据的学习，精准识别故障类型与位置。大数据技术则为智能化提供数据支撑，借助高效的数据采集、存储与分析技术，挖掘数据背后的规律与价值，在电气工程中可用于分析用户用电行为，优化电力资源配置。

1.2 电气工程及其自动化的发展现状与趋势

电气工程及其自动化已被用于电力系统、工业、建筑等领域，电力系统运用自动化技术实现了发电、输电、配电网环节的远程控制、智能调节，增强了电网运行稳定性和可靠性；工业电气自动化生产线在提高生产效率的同时优化了产品品质，缓解了劳动力不足带来的生产成本高的问题。电气工程及其自动化将向高效化、集成化、绿色化方向发展。

1.3 智能化技术与电气工程及其自动化融合的必要性

智能化与电气工程及其自动化相融合是大势所趋，智能化可以提高系统的运行效率，实时采集电气设备的运行参数，以智能化算法确定更好的控制方案，尽可能地降低电气设备的停机时间和电力系统的停电事故率，实现不间断的工业生产。在资源配置环节，借助大数据以及人工智能等能够对电能合理供应，大数据通过分析设备的用电需求状况，在闲置的时候能够更加合理的供应更多的能量，让可燃物得以有效的利用，从而让电能供应系统进行更有效地利用。

二、智能化技术在电气工程及其自动化中的应用

2.1 智能化技术在电力系统中的应用

智能化在发电、输电、配电、用电的各个环节在电网的发展过程中起着“灵魂”的作用。在发电方面，利用物联网技术智能传感风电、光伏电站设备的运行情况，配合大数据与机器学习算法进行发电功率预测和机组调度，提高清洁能源的并网率和利用水平；在输电方面，智能电网中的相量测量单元PMU 及智能电能表可以实现电力参数的毫秒级同步测量以及通信传输，在配合状态估计、潮流计算算法的情况下，实时感知电网的状态和精确定位故障，显著降低电网停运时间；在配电与用电方面，智能电网中的智能表及通信网络的协同作用将让电力消费者可以更加直观地获取相关信息。

2.2 智能化技术在工业自动化中的应用

在自动控制中，人工智能应用主要涉及从生产和加工全过程数据的采集以及生产系统的自动化。对于电气设备状态监控来说，通过使用振动、温度、红外测温等传感器采集设备状态，并建立基于深度学习的人工神经网络故障监控模型，可以有效监控电机轴承故障、变压器局部高温等故障，而且其故障预报准确率较高，能够避免设备的意外停机。对于自动化装配和物料抓取来说，在工业机器人上安装机器视觉，可以让机器人将需要装配的部件按照一定的标准自动抓取，准确装配并且完成一定的质量监控。

2.3 智能化技术在建筑电气中的应用

智能照明系统可以实现人走灯灭以及照度补偿的功能，通过对周边环境的光敏传感获取室内环境照度的判断，结合对人员活动的感应，控制照明设备的亮与暗，使用更加科学有效，能够较大幅度地节约照明系统的用电，一般可以比传统照明系统节约 40% 以上的电能。智能安防监控系统通过视频智能分析功能，可自动搜索到周围环境存在违规行为，如有人在附近长时间停留或遗留物品等，系统可以自动发出警报提示，引起人们注意。各种智能家居系统可以通过手机 APP，或是通过语音控制系统来实现对建筑中电器的远程控制，甚至于能够实现温控系统的调节，对建筑内部环境温湿度等的自动调节，还可根据自身习惯设计不同的场景模式，定时实现家居切换，调节不同的使用功能，从而为人们带来舒适的居住体验和高品质的生活。

三、智能化技术应用存在的问题与挑战

3.1 技术层面的问题

智能化技术应用于电气工程与自动化方面，涉及电气工程与自动化许多方面的技术问题，譬如，算法精度不高影响电气工程与自动化智能化技术的应用效果。智能化的算法如机器学习算法、深度学习算法具有在数据处理、模式识别等方面很强的能力，但在复杂且变化的电气环境条件下，很难精准地实现人化的适配应用。数据信息安全隐患普遍存在。智能化技术的应用，需要大量的数据信息的采集和传输，电气化系统中很多数据信息是敏感信息，数据信息发生泄露就容易影响到电气供应中断、设备破坏等。

3.2 管理与人才层面的挑战

企业本身管理、人才问题成为阻碍智能化技术应用的关键因素。在管理模式上的滞后。众多企业在智能化技术上的应用缺乏系统性设计，一些企业盲目引进智能化设备、系统，缺乏对智能化技术与企业既有生产流程、管理方式的匹配度考量，造成资源的浪费以及应用失败的局面。在人才上，智能化技术应用上缺乏既懂计算机知识又懂电器知识，还能兼顾人工智能相关技术的人才，相关高校缺乏此种人才的课程设计、教育方法导致人才实践性缺乏，不能直接应用于企业智能化技术应用。

3.3 成本与市场层面的障碍

成本及市场标准，都会阻碍智能化技术的全面应用。应用智能化技术的前期成本高，如智能化技术应用所需要的智能化设备投入、系统软件开发费用、后续系统维护与升级等投入成本；智能化技术推广之后所运行维护费用均较高。导致许多小型企业对此望而却步。电表网的智能化技术应用较多，如安装智能电表、各类传感器等所需的前期投资过大，带来的直接效益在短期难以显现。

结语

智能化技术为电气工程及其自动化发展带来新机遇，虽当前面临技术、管理、成本等问题，但通过针对性对策可有效改善。研究成果为行业提供实践参考与理论支持，助力提升行业智能化水平。未来，随着技术创新与产业融合加深，智能化技术将在电气工程领域发挥更大作用，推动行业向更高质量、更可持续方向发展。

参考文献

[1] 莫亚欣. 电气工程及其自动化的智能化技术应用探讨[J]. 中国设备工程,2024,(24):185-187.

[2]张贵龙.智能化技术在电气工程及其自动化控制中的应用研究[J].自动化应用,2024,65(S2):10-11+14.