智能化技术在电气工程自动化控制中的应用

2019-01-14吴丽琴

通信电源技术 2019年4期

关键词：人工神经网络低压配电模糊控制

吴丽琴

（江苏省江阴中等专业学校，江苏江阴 214000）

0 引言

智能化技术是当前电气工程自动化控制领域的基本技术标准，对电气工程项目建设的辅助贡献突出。本文主要介绍了专家控制系统、模糊控制技术以及人工神经网络控制技术在电气工程自动化控制中的具体应用。

1 专家控制系统在电气工程自动化控制中的技术应用

1.1 专家系统引入电气工程自动化控制领域的必要性

专家系统是智能化技术体系中的重要分支，有必要将其引入电气工程自动化控制领域。

第一，通常电气工程自动化控制投资较大，一旦出现故障停运，将造成巨大损失，严重影响企业效益。因此，需采用专家控制系统对电气工程进行预防性诊断控制，有效降低了机组强迫停机率。

第二，能及时进行复杂的技术决策。电气工程自动化控制中，多采用电力系统进行中央调度与规划，其中涉及大量的计算机数据采集和计算过程，如果采用人类专家进行分析，难以保证时效性，且判断方面和评估方面也会出现偏差，容易造成决策失误。如果采用专家系统，则可综合多个专家经验，实现信息汇总，加快决策进程。

第三，专家系统是加速培养专业化人才的有效工具，可有效扩大知识传播范围，为智能化技术体系在电气工程自动化控制中的有效应用提供条件。

1.2 专家系统在电气工程自动化控制中的技术应用

专家系统在电气工程自动化控制中的技术应用范围较广，可应用技术类型较多。例如，电力系统规划方面的专家系统技术应用。电力规划是电气工程自动化控制中的重要分支，是为满足电气工程自动化控制扩容需求。电力规划涉及的技术内容复杂且涉猎面广泛。在电源、输电网络以及城市地区网络等方面采用专家控制系统，满足了电气工程自动化控制要求。具体应用中，包括了专家控制系统对电气工程网络自动化规划中的多目标函数控制，基于控制矛盾筛选约束条件，并将它们应用于复杂系统中产生相互作用，实现基于技术角度方案的设计权衡与最优化方案的提出，最后协调最终决策过程。对于电气工程的选址与布局方面，可利用专家控制系统对地方的核电配合、火电配合以及水电配合进行全面分析，同时为电气工程建设技术人员模拟培训系统，对工程中的所有技术方案进行模拟教育，鼓励技术人员实施提前商讨，尽可能预判电气工程自动化控制可能存在的技术问题，减少破坏性项目施工试验，提高工程项目整体质量和效率[1]。

2 人工神经网络在电气工程自动化控制中的技术应用

人工神经网络（Back-Propagation Network，BP）属于多层前馈神经网络，能实现信号前向传递和误差反向传递。其中，前向传递用于网络计算，利用输入计算输出；反向传递用于注册传递误差，做到随时修改BP网络连接权值和阈值。电气工程自动化控制中，人工神经网络发挥优秀的故障诊断作用。

例如，建筑电气工程自动化控制。存在于建筑中的建筑电气试验平台，是专门用于实现电气测试试验系统优化的。建筑电气试验平台拥有多个低压配电系统元件，如断路器、保护器、熔断器、单相插座以及三相插座等。这些电气工程设计能实现对建筑配电系统的自动化控制，可预防日常用电的各种常见故障。具体地，利用人工神经网络有效诊断建筑低压配电系统中的各种自动化控制故障内容，并结合诊断结果实施正常网络信息输出。在输入层，人工神经网络根据测试平台的监控对象采集各种故障信号，筛选可能存在的歧义数据，结合公司完成数据统一化处理。为低压配电系统建立人工神经网络实测样本数据，其中60%作为训练样本，剩余40%作为测试样本。通过训练样本和测试样本数据模拟系统故障特征值，再利用人工神经网络控制训练结果，以达到提高训练精度的目的。人工神经网络能保证电气工程自动化控制体系发展稳定，能预测系统故障，能拟合故障数据。如果电气工程的低压配电系统拥有大量历史数据，就可利用人工神经网络展开准确预测[2]。

3 模糊控制推理技术在电气工程自动化控制中的技术应用

模糊控制推理技术拥有一套模糊逻辑系统，包括模糊产生器、模糊规则库及模糊推理机等。实际应用中，模糊控制推理技术通过引荐专家知识和发掘数据库知识点来全面总结电气工程自动化控制情况，专门设计电气工程项目的模糊事实表达，并结合模糊量总结计算结果。

分析电气工程项目设计的模糊事实表达可知，设计模糊事实表达可解决电气工程自动化控制应用经常遇到的数据精确运算问题。对工程自动化控制产生的相关事实全部进行模糊控制，完成模拟设计推理过程。该模拟设计推理过程需结合电气工程短路电力计算与保护整定形式来实现对项目计算结果准确性的有效提升，并尝试搭配不同类型的模糊语言来实现对目标的有效描述。保护系统方案设计中，可利用模糊词汇作为自动化控制元素与电气工程项目内容相结合，基于模拟集全面覆盖项目取值区间。模拟控制会基于项目参量选取合理数值，其中涵盖了多个目标元素，如对电气工程发电机容量的计算评估或者对机组运行元素的有效控制与量化处理等。基于上述内容配合模糊语言，可形成模糊事实，提高了电气工程自动化控制的计算机信度，优化了电气设备的使用效果。

此外，模糊控制系统能有效优化电气工程自动化控制进程中设备电流电压的直流和交流的传动过程，从而有效控制系统细节。例如，若是在以直流传动为主的电气工程自动化控制过程中，会采用Mamdani和Sugeno人工智能模糊逻辑控制模块。其中，Mamdani模块负责对电气系统运转速度进行有效调节；Sugeno模块负责为Mamdani模块提供特殊辅助，加强对电气工程的自动化控制效果。若是在以交流传动为主的电气工程自动化控制过程中，则继续利用人工智能理论中的模糊控制器取代传统电气高速控制器，实现对电气工程自动化控制的有效优化[3]。