智能化技术在电气工程自动化控制中应用薛钊

智能化技术在电气工程自动化控制中应用薛钊

薛钊

国网陕西省电力公司检修公司陕西省西安市710048

摘要：随着智能技术的发展成熟，基于智能化技术的电气自动化控制系统在不同领域中已有了广泛的应用。本文基于此，首先简述了传统的电气工程自动化控制存在的问题，然后探讨了智能化技术在电气工程自动化控制中应用，并分析了相关的优势，望对相关人员提供一定的参考价值。

关键词：智能技术；电气工程；自动化控制；应用；

1.前言

随了解传统的电气工程自动化控制系统的弊端，并熟知智能化技术在电气工程自动化控制中应用，对促进电气工程自动化控制进一步发展有着重要的现实意义。

2.传统的电气工程自动化控制存在的问题简述

2.1电气工程中设备故障管理方式缺乏科学性

图1：基于现场总线监控的电力系统自动化控制系统

在整个电力系统中，具有数量众多的电力设备，只有这些电力设备正常运行，整个电力系统的稳定性才能够得到保障，相关的电力系统自动化技术才能有效开展。但由于我国的电力工程自动化控制在事故处理方面多遵循“抓大放小”的事故处理原则，往往在链路通断、设备宕机等大型故障上投入大量的人力财力，而对于部分小型故障缺乏有效的处理方式，最终导致整个电力系统存在过多的安全隐患。图1为某发电厂所采用的现场总线式的自动控制装置，由于在现场总线监控方式这类网络结构中，系统中各装置的功能是具有一定的独立性的，但整个系统由于未能引入智能化管理技术，导致装置之间仅仅通过网络连接，出现问题时，相关的维修人员往往仅会对故障部位进行检修，而对于作为这类控制装置的基础组成部分的路由器和交换机等网络设备缺乏有效的管理措施，基于智能化的状态检修工作亦无从着手。

2.2电气自动化控制系统缺乏入侵防御手段

现阶段电气自动化控制系统中的安全性较低，很大程度上与缺乏主动的防御入侵手段息息相关，而究其原因，就在于缺少一套行之有效的智能化安全防御系统。以调度数据网中广泛采用的双平面网络结构为例，无论是核心层到汇聚层，还是汇聚层到接入层，都缺乏一套行之有效的主动性入侵防御措施，多是采用基于VPN技术的二次系统安全防护中纵向认证、横向隔离的低级别安全防护措施，离国家电网所要求的高安全等级还有着较大距离。这类技术主要存在以下几个方面的安全风险，其一是这类低级别安全防护措施只能够识别出某类数据发送字节中携带的常见木马、蠕虫或是黑客病毒等，对于整个数据流量包括中的潜在网络安全威胁还缺乏一定的识别性，对于电力数据网中大数据系统中的流量流入、数据过滤等功能也难以达到预期效果，不能起到有效的防御作用。其二是VPN技术的实现需要相关的数据库体系作为支持，以提升电力系统自动化控制网络中的数据传输效率以及大数据体系中的便捷性工作。但这就意味着这类电力系统的数据库中出现安全隐患、如漏洞攻击、非法入侵等，都有可能造成数据的泄漏或是网络瘫痪。

3.智能化技术在电气工程自动化控制中的具体应用

3.1数据采集和信息处理

数据采集功能是指电气自动化控制系统利用程序内置的指令或是操作员输入的现实控制指令使得相对应的发电机组能够运行在指定工况，同时实现对机组及外围设备的运行情况的实时掌握。无论是在何种网络结构电气工程自动化控制系统下引入智能技术，包括非电气模拟信号、电气模拟信号、综合信号等在内的各种数据都能够被系统自动捕获，避免人工记录带来的不稳定性和不准确性。而在数据的采集功能完成后，整个智能化的控制系统还可以借助内置的算法程序，对所捕获存储的数据进行进一步的分析，进而为后续的参数显示、性能计算、历史数据追忆等相关的信息处理工作提供必要的数据支持，大大提升了电气工程自动化控制的可靠性。

3.2智能主动防御系统

智能主动防御系统是基于智能化技术所实现的一类集防火墙与杀毒软件功能于一身的主机防护系统，其对于传统的电气自动化控制系统缺乏入侵防御手段的弊端有着明显的改善效果。具有自主学习功能的智能技术能够在使用过程中逐渐对自身的病毒特征库进行完善和补充，并主动收集未知入侵特征用于检测和防御未知病毒入侵。与传统的电气工程安全防护装置相比，智能主动防御系统摒弃了基于VPN技术的二次系统安全防护中野蛮的病毒扫描模式，而是变被动为主动，将病毒扼杀在摇篮之中。

3.3机炉智能协调系统

协调控制系统往往是发电厂的主控系统，对于发电机组各项输入和输出之间的能量平衡以及质量平衡有着不可忽视的重要意义。随着智能技术的不断发展，我们已不难在机炉智能协调系统发现智能化技术的应用。例如在电网调度及负荷分配方面，基于智能化技术所建立的协调系统能够自主地对负荷情况进行分析，并能够在内置算法的约束条件下（如保证机组安全和满足电网负荷要求、减少机组主辅机设备的寿命损耗等等），建立起负荷最优分配模型，从而实现电网调度及负荷分配的最优选择，提升生产效益。而通过其配套的相关智能设备，整个机炉运行过程中，送风、引风、给水、添加燃料等一系列控制动作亦可以不借助人力完成，实现人力资源的最优化。

3.4汽机电液调节系统

现阶段，电气自动化控制系统是汽机电液调节系统不可或缺的组成成分，整个系统往往会使用高压抗燃油结构，借助制设备、电气元件以及电液转换器三大结构，实现转速、电功率、调节级后压力的三个回路控制。而在此基础上，引入智能化技术，则可以使得汽机电液调节系统的可靠性和稳定性大幅度提升。以汽机电液调节中的电气自动化控制系统为例，配备智能自诊断系统后，系统各功能会被分配在不同的部件中，任何部件损坏只会引起系统某部分功能丧失，智能系统会将该部件与系统进行隔离，且发出报警信号，从而充分保证了系统的安全可靠。一旦汽轮发动机开始运行，整个智能系统会依次完成冲转，暖机，升速，阀切换，并网，带初负荷，加负荷等一系列复杂操作，使得整个汽轮机实现稳定运行。

3.5汽机监视保护表

在传统的汽轮机使用过程中，为了避免在启动、运行及停机过程中发生安全事故，往往会采用人员监视的做法在对整个机械工作状况进行监视，随着汽轮发电机组的单机容量的增加，传统的人员监视的做法已难以有效保障整个汽机的生产安全。因此，基于智能化技术的电气自动化控制系统开始彰显其重要价值，其中最重要的应用就是汽机监视保护表。汽机监视保护表通过对转速、轴向位移、轴振动、偏心度、汽缸热膨胀等重点部位的监控，有效实现了机组连锁保护系统的监视与保护，最大限度地保障了设备及人员安全。

4.结束语

智能化技术在电气自动化控制系统的优势是显而易见的，其不仅可以有效提升所应用领域中整体的自动化水平，更可以在节省企业的相关成本的基础上，进一步提升设备和生产过程的可靠性。随着智能技术的不断成熟，整个电气自动化控制系统将逐渐从单一设备向集成化多元化系统化方向不断发展，从而为我国的市场经济发展起到更优秀的促进作用。

参考文献：

[1]陈梦龙.电气工程自动化控制中智能技术现状与发展趋势探讨[J].电子世界.2013，4（20）：190-191.

[2]郑坤.人工智能技术在电气工程中的广阔前景[J].电站系统工程.2011，2（45）：147-148.

[3]任佳鹏.智能化电网若干关键技术研究[J].广西电力学院院报.2009，13（11）：16-17.

作者简介：

薛钊（1988—），男，助理工程师，毕业于陕西省西安交通大学电气工程与自动化专业，本科，主要从事变电运行工作。