智能化技术在电气工程及其自动化中的应用

刘欣琳，雷 光

（1.国网西安供电公司，陕西 西安 710000； 2.国网陕西省物资公司，陕西 西安 710000）

电气工程及其自动化应用想要在激烈的市场竞争中确立领先地位，就要正确认识到智能化技术的作用和价值，将智能化技术科学应用到生产中，以保障电气工程的质量，提高生产效率，为电力工程及其自动化领域的长效健康发展注入源源不断的动力。

1 智能化技术在电气工程及其自动化中的应用优势

1.1 增强电气工程稳定性

在电气工程及其自动化领域中，使用智能化技术，可大幅度减少设备反应的时间，若出现突发情况，智能化技术可快速设计相应的解决方案，进而保障电气工程的稳定性和可靠性。与此同时，在智能化技术的作用下，设备处于全方位的监控以及动态化管控中，在运行期间一旦发生故障，可在短时间内化解问题，在最大程度上保证设备运行的安全性。由此可知，综合运用智能化技术，可做到及时发现问题、分析问题并解决问题[1]。

1.2 优化电气控制的流程

深入推进智能化技术在电气工程及其自动化中的应用，可优化电气系统的作业流程、规范工作程序。电气工程自动化设备想要正常运转，就要有大量人力资源和资金，给其提供相应的支持。因此利用智能化技术对其进行控制，既能够及时发现电气工程中潜在的问题，还能够减少资源浪费，提升电气系统的作业质量和效率。

1.3 提升数据处理的精准性

电气工程在运行过程中会产生大量的信息和数据，在处理这些数据时，要保证效率和精准度，一旦数据信息处理有误，就会给电气工程的正常运行埋下安全隐患。在开展电气工程管理工作时，应用智能化系统，能够充分发挥出大数据技术的作用和价值，实现对数据的高效处理，并保障数据信息的准确性，以满足电气工程在运行期间的自动化控制需求。电气工程服务的对象不同，所处理的数据也存在一定的差异性，相较于传统的数据处理手段，智能化技术的精准性和时效性更强，其可以将各项数据整合到一起进行比对，这样技术人员就能够及时发现电气工程在运转中潜在的问题，并采取有针对性的解决措施，促使电气工程更加安全可靠。

2 智能化技术在电气工程及其自动化中的应用要点

2.1 故障诊断

近年来，我国电网建设规模持续性扩大，使得电气设备愈发复杂，这对故障诊断人员提出了更高的要求，需要其在短时间内找到故障的原因，并采取相应的措施，在短时间内使设备恢复到正常运行状态。当前，我国电气故障诊断重要的手段之一就是人工智能。工作人员可借助ES 和ANN 技术等，再结合以往工作经验以及专业知识，对电气故障进行诊断和解决。

以变压器为例，这种设备出现故障是不可避免的，但可通过智能化技术，降低故障造成的损失。在智能化技术的支持下，分析故障的原因，确定故障范围，再对故障加以处理，可提升故障处理的准确性。若变压器的故障为漏油，就会产生气体，这时智能化系统能够快速检测到故障情况，并发出异常信号，以此提升故障排查、诊断的效率[2]。

在电气系统的故障诊断中，有两种形式，分别是硬件故障和软件故障。硬件故障是指修复损坏的零件，以解决故障。出现软件故障的关键原因在于，技术人员能力不足，不了解机床性能指标，在设置加工参数等内容时出现了失误，可以通过更改故障程序，调整参数等方式化解软件故障，维护设备的安全运行。利用智能化检测技术，诊断和消除故障，能够起到良好的效果。

2.2 控制技术

智能控制是电气工程及其自动化的关键性内容。电气工程本身就具备一定的特殊性，受自身特性的影响，其风险系数较高，使得控制难度大。控制在电气工程作为强电部分，不仅对相关作业人员的生命健康安全有威胁，挑战性也十分大，这就需要利用智能化技术，将风险控制在最小限度内，以强化控制效果。在使用智能化技术的过程中，技术人员要熟练掌握各种控制技术，如智能化技术通过模糊控制、专家系统控制以及神经网络控制等，还要全面地了解电力设备以及远程操控系统。当技术人员可灵活运用各项智能化技术后，就可以借助远程操控系统，对设备实施远程操纵，从根本上降低安全事故的发生，降低设备维修以及检查等工作的危险系数。

2.3 日常管控

传统电气工程的作业环境较为复杂，给电气作业的顺利开展造成了一定的阻碍，导致电气作业效率低下。而科学使用智能化技术，可在短时间内完成特定区域内的电气作业，使电气设备复杂的管理程序更加简单，给工作人员开展工作提供了方便，企业无需再投入大量的资源用于电气设备的日常管控。传统以人工为主的管理模式，失误率较多，但智能系统可实现准确计算，以满足设备对稳定运行的需求。在设备的日常管控中，智能化技术能够联系电气工程的具体设定需求，达成理想的运行目标。

2.4 自动化设计

在电气工程自动化系统建设过程中，电力企业要对设备展开优化设计，增强设备运行的可靠性。但电气设计关系到大量复杂且繁琐的内容，与多个领域都有着紧密的联系，使得电气设计工作面临的挑战较多。在实际工作过程中，大部分技术人员都是根据已有经验进行设计，这种主观性较强的设计形式不利于电气设备的有效优化。而智能化技术为电气设备的优化升级提供了强有力的技术保障，电气企业可以利用CAD优化设备，这不仅能够提升设计效率，减少优化时间，还能够控制设计成本[3]。

例如，在设计能源系统时，就可以将其设计成多能互补分布式能源系统，在设计过程中，要以传统的能源系统为前提基础，再利用智能化技术进行升级和优化。多能互补分布式能源系统，是将各种能量有机融合，如太阳能、天然气等，形成一体式能源系统，这种系统的能源传输质量和效率，要远远高于传统的能源系统，减少了不必要的能源消耗。

在传统的能源系统中，向用户供给热能的是锅炉，在锅炉燃烧的过程中，想要冷却就要连接功率较大的电能。这种供能方式会对生态环境造成严重的污染，还会消耗大量的热能，导致能量的利用效率低。在传统能源系统的能量流模型中，用户负荷共有3 个部分，从第1部分到第3部分，分别是电负荷、冷负荷、热负荷，即E、Qe、Qh。公共电网会提供给用户电力负荷，电冰箱会给予用户冷负荷，而热负荷由热蒸汽提供，锅炉的直接燃烧是热蒸汽的来源。

根据能量平衡原理，能够获得分布系统能量的平衡关系式：

在该关系式中，Egrid、Ep、Eee、E，分别表达的是：电网所供应的电量、辅助设备消耗的电量、电制冷设备消耗电量、用户电负荷[4]。

传统的分布式能源系统的核心装置有燃气燃烧装置、吸收式制冷设备以及废热锅炉。用户所需能量有两种，一种是冷能，另一种是热能，这种能源均为天然气等能源转化形成的，现阶段可满足人们的日常需求。但随着时间的推移，若能源系统未能得到创新，就会遭到社会的淘汰。例如，传统的电能源系统，剩余的电力难以再销售出去，原因在于系统缺少创新和优化，无法与互联网连接。

因此针对传统分布式能源系统中存在的不足，要利用智能化技术实施优化设计，以解决可再生能源无法连续性使用的问题。

常见的解决方式为：

第一，借助智能化技术，建设多能源互补分布式能源系统，以此缓解可再生能源在输出过程中的波动情况。将能源的主要来源设置成太阳能，在能源输出时存在不稳定性，针对这种情况，可建设分离式能源系统，并将其与太阳能相结合，以增强能量输出的稳定性和连续性，降低能源的消耗。

第二，建设带有储能装置的多能互补系统。这种设备是以吸收式冷却器以及热交换设备为热量标准，对废热锅炉与太阳能集热器，二者产生的热量进行研究，若废热锅炉的热量＜太阳能集热器的热量，储存装置就会自动将多余的热量储存，若热量过多，储存装置会自动释放多余热量，这种系统可有效减轻电源的供电压力。该系统的具体结构，如图1 所示。

图1 带有储能装置分布式能源系统结构图

利用储热多能互动系统的电能供需平衡原理，可得到如下表达式：

该表达式中：Qr、Qh、Qabc、Qbc、Qst、Qh的含义分别是：余热锅炉提供的热能量；尖峰锅炉提供的热能量；太阳能集热器提供的热能量；储热设备的供热；进入吸收式制冷设备中的热能量；换热设备中的热量[5]。

上述内容为带电气工程自动化智能技术具体的应用方式，在能源系统的自动化设计中，可利用智能化技术，建设新能源系统，以解决传统能源中的缺陷和不足。

3 结论

综上所述，现代社会的发展离不开智能化技术，其对生产效率的提高起着至关重要的作用。在电气工程及其自动化中应用智能化技术，可取代传统以人工为主的工作模式，通过智能化系统，对设备进行远程监控以及故障诊断等，有利于减少生产成本，提升资源的综合利用效益，强化企业的核心竞争力。因此，企业在经营发展的过程中，要加大对智能化技术的应用力度，创造更大的经济效益。