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關(guān)于基于人工智能的火電廠(chǎng)自動(dòng)控制系統探討論文
火電廠(chǎng)屬于技術(shù)密集型以及資產(chǎn)密集型的企業(yè)，其生產(chǎn)的自動(dòng)化水平比較高，對設備管理的可靠性有著(zhù)嚴格的要求，因此保障設備正常運轉并減少維護成本，了解并針對設備健康情況做出診斷，是火電廠(chǎng)設備控制管理研究的重要內容。
本文簡(jiǎn)要介紹人工智能的定義及其優(yōu)點(diǎn)，并從不同環(huán)節介紹基于人工智能的火電廠(chǎng)自動(dòng)控制系統。
發(fā)電機、變壓器、斷路器以及接觸器等設備工作可靠與否會(huì )直接影響電力系統的穩定安全運行。隨著(zhù)當前電力系統容量的持續擴大，火電廠(chǎng)當中電氣設備數量以及種類(lèi)也不斷增多，從而導致供電可靠性同用戶(hù)要求間的沖突矛盾越來(lái)越嚴峻[1]。
傳統方法已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足火電廠(chǎng)自動(dòng)控制的要求，因此尋找新的技術(shù)構建火電廠(chǎng)自動(dòng)控制系統已經(jīng)成為當務(wù)之急。
一、人工智能技術(shù)概述
人工智能是類(lèi)似人類(lèi)大腦的一種計算機程序，其獨特性以及特殊性在于自身有著(zhù)感知以及思維能力，所有有著(zhù)比較廣闊的發(fā)展和應用潛力，是各個(gè)行業(yè)發(fā)展的重要方向。工智能是指人類(lèi)制造得到的具備思維能力、行為能力以及感知能力的機器，通過(guò)分析智能實(shí)質(zhì)，將智能應用于具體的機器中而得到智能機器[2]。
火電廠(chǎng)的自動(dòng)化控制作為電氣信息領(lǐng)域的重要內容，是使用現代化管理以及控制技術(shù)實(shí)現火電廠(chǎng)工作以及設備管理的現代化，能夠極大推動(dòng)電氣自動(dòng)化發(fā)展，為我國電力事業(yè)發(fā)展做出貢獻。
人工智能控制中計算機系統為基礎，同時(shí)計算機程序是核心，從而實(shí)現現代化的管理控制，是利用計算機當中預先設定的程序來(lái)完成自動(dòng)操作，同人工操作比較而言有顯著(zhù)的優(yōu)勢[3]。第一，智能化的程序設定。
人工智能控制有著(zhù)難以替代的重要價(jià)值，程序設定合理與否會(huì )直接影響到智能化管理是否規范，同時(shí)決定產(chǎn)品的性能能否滿(mǎn)足預期工作標準，并且確保工作內容的整體一致。不過(guò)因為智能化技術(shù)應用通過(guò)計算機的內置程序完成，所以產(chǎn)品性能模擬方面不會(huì )出現差異，嚴格根據預先制定的標準進(jìn)行，從而有利于確保電力生產(chǎn)的規范性[4]。第二，誤差小。
通常情況下，人工智能技術(shù)運行過(guò)程當中很少需要工作人員的主動(dòng)參與，只要預先設定的參數不出現改變，那么整體運行數據必然可以得到保障，操作質(zhì)量也不會(huì )發(fā)生嚴重的偏差[5]。第三，節約人力資源。傳統電氣控制操作過(guò)程當中，因為涉及各種各樣的電氣設備、線(xiàn)路、機器以及變壓器等，往往導致一個(gè)車(chē)間當中布滿(mǎn)性質(zhì)不同的電線(xiàn)以及電纜，每臺機器需要專(zhuān)門(mén)的工作人員進(jìn)行看管與調制從而確�？梢园l(fā)揮正常功能，這些線(xiàn)路只有通過(guò)不斷的梳理才可以確保各盡其能，這就需要耗費大量人力資源[6]。
通過(guò)應用人工智能技術(shù)，機器自身?yè)碛蟹治鰯祿哪芰�，無(wú)需外接各種各樣的線(xiàn)路，甚至利用其他的設備檢測自身的性能。在技術(shù)人員操作下自動(dòng)化控制能夠省略很多繁瑣工作，因此能夠顯著(zhù)減少人力資源的浪費。
二、基于人工智能的火電廠(chǎng)自動(dòng)控制系統
第一，電氣設備設計。電氣設備設計環(huán)節是一個(gè)復雜的系統工程，其中涉及到自動(dòng)化當中的電機、電路、變壓器、電磁場(chǎng)以及電力電子技術(shù)等不同學(xué)科的內容，對于設計人員的工作經(jīng)驗有著(zhù)比較嚴格的要求，并且需要耗費大量的物力、人力以及財力。通過(guò)應用人工智能技術(shù)，能夠解決很多人腦無(wú)法迅速解決的復雜計算以及模擬過(guò)程，顯著(zhù)改善控制系統設計環(huán)節的工作精度與效率。不過(guò)需要指出的是，電氣設備設計環(huán)節需要使用不同算法來(lái)滿(mǎn)足不同情況的要求，從而完成高質(zhì)量以及高效率的設計，這對工作人員的人工智能軟件利用能力與經(jīng)驗提出較高的要求。
第二，電氣控制。改善自動(dòng)化水平可以減少人力、財力以及物力方面的投入，從而提高系統運作的質(zhì)量與效率。應用于火電廠(chǎng)的自動(dòng)控制系統當中的人工智能技術(shù)包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )控制、模糊控制以及專(zhuān)家系統控制。在具體應用方面，應用的最為廣泛的是模糊控制。
以電氣傳動(dòng)控制當中人工智能的應用為例，在電氣傳動(dòng)控制環(huán)節，應用模糊控制主要分成直流傳動(dòng)以及交流傳動(dòng)當中的應用。直流傳動(dòng)控制當中模糊邏輯控制集中在模糊控制器當中，而交流傳動(dòng)控制當中模糊控制器則主要表現為取代常規的PID控制器。此外有研究人員將模糊神經(jīng)控制應用于高動(dòng)態(tài)全數字性能傳動(dòng)系統當中，并且取得理想的應用效果。
第三，電力系統。在火電廠(chǎng)的實(shí)際生產(chǎn)環(huán)節，人工智能技術(shù)應用主要包括四個(gè)方面，也就是專(zhuān)家系統、啟發(fā)式搜索、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )以及模糊集理論。
其中專(zhuān)家系統是一個(gè)集大量的經(jīng)驗、規則以及專(zhuān)業(yè)知識于一體的復雜程序系統，這一系統的作用主要是通過(guò)特定領(lǐng)域專(zhuān)家的知識以及經(jīng)驗進(jìn)行判斷推理，模擬專(zhuān)家決策的過(guò)程處理那些需要專(zhuān)家決策的困難問(wèn)題。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )則有著(zhù)靈活學(xué)習方式以及分布式存儲方式，并且廣泛應用于大規模的信息處理過(guò)程當中，識別能力以及復雜條件下的分類(lèi)能力都比較強大。
電力系統短期負荷的預測方面，神經(jīng)網(wǎng)路可以在足夠樣本的基礎上，對模型進(jìn)行合理分類(lèi)，構建基于不同季節的預測模型，結合元件關(guān)聯(lián)分析以及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )來(lái)完成復雜電力系統的故障診斷，對每類(lèi)元件的故障進(jìn)行報警以及定位，還能夠對同一跳閘地區當中不同的故障做出識別。
模糊理論則主要應用于火電廠(chǎng)自動(dòng)控制系統當中的系統規劃、潮流計算以及模糊控制等領(lǐng)域，這是由于模糊邏輯可以勝任高難度數學(xué)計算，對于電力生產(chǎn)以及負荷變化等不確定因素構建函數，從而構建最優(yōu)化的電力系統潮流模型。
第四，故障診斷。人工智能技術(shù)當中的模糊理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )以及專(zhuān)家系統在火電廠(chǎng)電氣設備的故障診斷環(huán)節應用比較廣泛，尤其是在是在發(fā)電機以及電動(dòng)機的故障診斷方面。傳統故障診斷技術(shù)無(wú)法根據設備故障的非線(xiàn)性、不確定性以及復雜性等做出診斷，因此診斷的效率比較低。
人工智能技術(shù)的應用可以改善診斷的準確率。例如在電動(dòng)機以及發(fā)動(dòng)機故障診斷當中就能夠結合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )以及模糊理論，來(lái)實(shí)現故障診斷模糊性以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的聯(lián)合診斷，從而顯著(zhù)改善故障診斷的效率與質(zhì)量。
綜上所述，隨著(zhù)人工智能及其診斷技術(shù)的進(jìn)步，將顯著(zhù)改善火電廠(chǎng)設備的維護診斷質(zhì)量，從而提高火電廠(chǎng)的自動(dòng)化控制水平，提高管理以及檢修的效率，延長(cháng)設備的大修間隔并降低小修頻率，避免不足維修以及過(guò)剩維修問(wèn)題的出現，最終提高設備的可用系數并降低經(jīng)營(yíng)成本，增強火電廠(chǎng)的經(jīng)濟效益與社會(huì )效益。
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