（國網(wǎng)樂山供電公司，四川 樂山 614000）

探索大電網(wǎng)自適應(yīng)繼電保護(hù)系統(tǒng)構(gòu)架

熊嵐

（國網(wǎng)樂山供電公司，四川 樂山 614000）

由于傳統(tǒng)的繼電保護(hù)不足，因此研究并設(shè)計(jì)自適應(yīng)協(xié)調(diào)保護(hù)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)是按照分層和分區(qū)的模式進(jìn)行，同時(shí)利用Agent的智能系統(tǒng)的計(jì)算優(yōu)勢和特點(diǎn)將整個任務(wù)分解和計(jì)算并行處理，使得在線的正定速度大大提高，同時(shí)再結(jié)合高效的消息模式 ，在支持分布式移動計(jì)算的迅速、靈活以及高效使得系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性得到提高。

自適應(yīng)繼電保護(hù)；電力系統(tǒng)；在線整定

我國目前多數(shù)的繼電保護(hù)裝置在應(yīng)付電網(wǎng)的不同運(yùn)行方式時(shí)，都只采用了一套固定定值，因此如果電網(wǎng)的運(yùn)行方式發(fā)生比較大的變化時(shí)，單一的保護(hù)定值不可能匹配電網(wǎng)的運(yùn)行方式，甚至?xí)?dǎo)致保護(hù)的拒動或者誤動，嚴(yán)重者會直接導(dǎo)致大面積的停電，因此傳統(tǒng)的機(jī)電保護(hù)系統(tǒng)早已無法滿足電力系統(tǒng)的需求。我國計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展態(tài)勢驚人，在不斷滿足人們的生活娛樂需求基礎(chǔ)上，目前的研究和發(fā)展重點(diǎn)已經(jīng)轉(zhuǎn)向國家的現(xiàn)代化建設(shè)上面，自適應(yīng)繼電保護(hù)系統(tǒng)只是其中一部分。近年來多Agent系統(tǒng)得到了長足的發(fā)展，其技術(shù)依然非常成熟，因此在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用中也是越來越廣泛，多Agent技術(shù)在自適應(yīng)協(xié)調(diào)保護(hù)系統(tǒng)中的應(yīng)用，完全可以解決目前保護(hù)系統(tǒng)的無法滿足需求的問題。

一﹑多Agent系統(tǒng)

Agent技術(shù)，是一個具有自智能性的能夠代表其他程序和用戶去主動完成一項(xiàng)工作的軟件實(shí)體。多Agent系統(tǒng)，在一個特定的環(huán)境范圍下，能夠感知環(huán)境還可以自發(fā)性的連續(xù)的代表用戶去實(shí)現(xiàn)既定目標(biāo)，并能夠和相關(guān)進(jìn)程和代理相關(guān)聯(lián)的軟件系統(tǒng)。Agent系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：① 自主性，Agent可以在沒有外界進(jìn)行直接操作的情況下能夠感知到外部的環(huán)境信息，然后控制自身行為；②交互性，能夠和其它Agent系統(tǒng)形成交互和協(xié)作。③ 反應(yīng)性，對于感知到的環(huán)境情況進(jìn)行實(shí)時(shí)反應(yīng)；④主動性，能夠進(jìn)行主動行動；⑤智能化，Agent系統(tǒng)能夠?qū)W習(xí)知識并且總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，然后進(jìn)行合理的推理以及計(jì)算。而多Agent系統(tǒng)相互協(xié)作可以解決哪些單個Agent無法解決的問題。

圖1 Agent系統(tǒng)自適應(yīng)協(xié)調(diào)保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

圖2 協(xié)調(diào)Agent組的結(jié)構(gòu)圖

二﹑基于MAS自適應(yīng)協(xié)調(diào)保護(hù)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

以MAS技術(shù)為基礎(chǔ)的自適應(yīng)協(xié)調(diào)保護(hù)系統(tǒng)，它的核心思想就是將每一個保護(hù)單元都當(dāng)成一個具有獨(dú)立行為能力的Agent保護(hù)系統(tǒng)，然后單個的保護(hù)Agent之間進(jìn)行相交互協(xié)作，從而組成一個保護(hù)的系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)內(nèi)部各個Agent系統(tǒng)之間甚至可以互相分享任務(wù)，各個保護(hù)Agent在接收到信息之后然后共享，兵進(jìn)行合理的協(xié)調(diào)最終完成任務(wù)。Agent系統(tǒng)的主要由三部分組成分別是，調(diào)度層﹑協(xié)調(diào)層和執(zhí)行層，協(xié)調(diào)層處于中間不僅僅可以和調(diào)度層的調(diào)度Agent形成聯(lián)系并協(xié)作，還可以和從執(zhí)行層獲取相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)系和協(xié)作，協(xié)調(diào)層可以按照分層模式﹑分區(qū)模式﹑管轄模式的不同電壓和不同區(qū)域進(jìn)行通信聯(lián)系。詳見圖1。

三﹑系統(tǒng)中各Agent組的結(jié)構(gòu)與功能

1調(diào)度管理Agent組

調(diào)度Agent組位于整個分層的最高層，主要的組成部分是數(shù)據(jù)交互Agent和調(diào)度Agent，一般情況下會設(shè)在省級調(diào)度管理中心的主機(jī)上。①數(shù)據(jù)交互Agent，它的主要職能是負(fù)責(zé)各個Agent之間的信息交互，因此在調(diào)度層﹑協(xié)調(diào)層和執(zhí)行層均由設(shè)置。②調(diào)度Agent，為了使得該系統(tǒng)更加協(xié)調(diào)的運(yùn)作，調(diào)度Agent有了解析信息以及查詢地址的相關(guān)功能，只要協(xié)調(diào)Agent將自己的地址信息和名字登記在調(diào)度Agent上，協(xié)調(diào)A間在調(diào)用信息時(shí)就會非常方便，從而直接進(jìn)行通信聯(lián)系和數(shù)據(jù)交互。

2協(xié)調(diào)Agent組

協(xié)調(diào)Agent組的主要任務(wù)就是大多數(shù)的計(jì)算機(jī)任務(wù)，其結(jié)構(gòu)相對比較復(fù)雜。詳見圖2所示。

（1）整定啟動判斷Agent組。主要有兩個部分組成分別是定值校核Agent和定值修改范圍Agent。資料顯示，電網(wǎng)運(yùn)行方式發(fā)生改變，只有某一個區(qū)域的電網(wǎng)保護(hù)定值受到影響，保護(hù)定值的修改范圍就是這個區(qū)域的大小范圍，保護(hù)定值可以用K表示，如果在運(yùn)行過程中K值超過了所預(yù)定的那個數(shù)值，那么就可以肯定電網(wǎng)運(yùn)行方式發(fā)生了很大的變化，應(yīng)該進(jìn)行修改，如果K值沒有超過預(yù)定值，那么就不用進(jìn)行修改。公式①如下所示。

該公式中，I前，指的是電網(wǎng)運(yùn)行方式在變化之前保護(hù)安裝處流過的電流量；I后，指的是電網(wǎng)運(yùn)行方式發(fā)生改變以后，保護(hù)安裝處的短路電流量。

（2）整定計(jì)算協(xié)調(diào)Agent。其在協(xié)調(diào)層的計(jì)算部分相當(dāng)于中樞神經(jīng)，主要負(fù)責(zé)在進(jìn)行整定計(jì)算過程中的協(xié)調(diào)工作，在接到重新整定的請求之后整定計(jì)算協(xié)調(diào)Agent將所有的計(jì)算任務(wù)在細(xì)分成一個個子任務(wù)，然后再將這些任務(wù)分發(fā)給各個整定計(jì)算Agent，然后各個Agent共同協(xié)作完成計(jì)算任務(wù)。（3）整定計(jì)算Agent組。整定計(jì)算Agent組也有兩個部分，分別是計(jì)算Agent組和實(shí)時(shí)拓?fù)浞諥gent組。實(shí)時(shí)拓?fù)浞治鯝gent組要根據(jù)定值來修改計(jì)算結(jié)果，然后在進(jìn)行拓?fù)浞治?，再將分析的結(jié)果交由計(jì)算Agent組進(jìn)行使用，然后再利用交互的特性將新的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下發(fā)給執(zhí)行Agent組，根據(jù)電壓和電網(wǎng)的大小進(jìn)行信息共享，從而加快拓?fù)涞姆治鏊俣?。?）等值A(chǔ)gent。等值A(chǔ)gent主要是為整定計(jì)算而設(shè)置的，通過電網(wǎng)和電壓的等級行等值計(jì)算，再把等值信息提供給外部電網(wǎng)的整定計(jì)算，其個數(shù)的確定主要參考網(wǎng)絡(luò)的大小。（5）自檢Agent。整個系統(tǒng)中均會設(shè)置自檢Agent，它的功能是負(fù)責(zé)通信的故障檢查，如果通信發(fā)生故障，便會向操作的人員發(fā)出警示。

3數(shù)據(jù)獲取Agent組執(zhí)行Agent組

校核Agent組它的主要職能就是把新的保護(hù)定值和正在運(yùn)行的保護(hù)定值進(jìn)行對比，如果出現(xiàn)差異，則立刻啟動命令，讓Agent組將運(yùn)行的保護(hù)定值按照新的保護(hù)定值進(jìn)行糾正和修改，保護(hù)定值A(chǔ)gent在接到命令之后，則立即使用新的定值將之前的保護(hù)定值替換掉。詳見圖3。

圖3 自適應(yīng)協(xié)調(diào)保護(hù)系統(tǒng)通信結(jié)構(gòu)

圖4 執(zhí)行Agent組結(jié)構(gòu)

四﹑系統(tǒng)中各個Agent之間的通信

多個代理系統(tǒng)為了能夠共同完成一個任務(wù)時(shí)，各個Agent之間便會共享和交流信息，然后進(jìn)行交互協(xié)作，最終將任務(wù)完成。協(xié)調(diào)保護(hù)系統(tǒng)的各個層級之間的消息模式﹑實(shí)時(shí)信息﹑以及定值都是由服務(wù)中心轉(zhuǎn)發(fā)過來的。協(xié)調(diào)Agent組需要外部的網(wǎng)絡(luò)等值信息進(jìn)行整定計(jì)算，本文所采用的方式就是將各個協(xié)調(diào)Agent組在黑板上上張貼所要傳遞的信息，然后再從黑板上選取其它的自己所需要的Agent信息。這就使得整個系統(tǒng)的消息模式具有移動計(jì)算能力﹑分布式計(jì)算的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)消息模式更加高效﹑靈活以及迅速，從而使得整個系統(tǒng)也更加高效靈活。詳見圖4

結(jié)語

自適應(yīng)繼電保護(hù)在電網(wǎng)中的應(yīng)用越來越成熟，然而依然存在些許的不足，需要經(jīng)過不斷的完善，在完善的過程中需要進(jìn)行不斷的創(chuàng)新，從而使得電網(wǎng)在運(yùn)行上更加安全和可靠。多個Agent技術(shù)為基礎(chǔ)而設(shè)計(jì)的自適應(yīng)協(xié)調(diào)保護(hù)系統(tǒng)，它將多個代理系統(tǒng)的多線程和智能化共存的計(jì)算優(yōu)點(diǎn)充分發(fā)揮，然后將任務(wù)分解成多個子任務(wù)，有Agent組建的交互協(xié)作來共同完成，并且能夠?qū)⒄ㄓ?jì)算進(jìn)行并行處理，使得整個系統(tǒng)的計(jì)算大大提高，同時(shí)又和支持分布式﹑移動式﹑高效式的消息模式計(jì)算，使得整個系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性也大大提高，將Agent的社會性以及自主性的特點(diǎn)充分的發(fā)揮，總之多Agent自適應(yīng)協(xié)調(diào)保護(hù)系統(tǒng)能夠很好的完成電網(wǎng)的保護(hù)任務(wù)，同時(shí)能永遠(yuǎn)處于電網(wǎng)保護(hù)的最佳狀態(tài)。

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