改進(jìn)電網(wǎng)電壓無(wú)功優(yōu)化綜合管理系統(tǒng)分析

摘 要：文章基于電網(wǎng)電壓無(wú)功優(yōu)化綜合管理系統(tǒng)的改進(jìn)，主要對(duì)多Agent在電壓無(wú)功優(yōu)化綜合管理系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行了分析闡述。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)；電壓無(wú)功優(yōu)化；綜合管理系統(tǒng)；多Agent

1 引言

無(wú)功電壓的控制與管理是通過(guò)對(duì)于整個(gè)電力系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行分層次，并且對(duì)于各自的管理范圍進(jìn)行分析，從而使得其能夠?qū)τ跓o(wú)功電壓進(jìn)行優(yōu)化，提高電力運(yùn)行的效率，最終使得電力企業(yè)和企業(yè)都能夠降低成本獲得最高的經(jīng)濟(jì)效益。

2 改進(jìn)電網(wǎng)電壓無(wú)功優(yōu)化綜合管理系統(tǒng)的內(nèi)容設(shè)計(jì)

改進(jìn)電網(wǎng)電壓無(wú)功優(yōu)化綜合管理系統(tǒng)的內(nèi)容如下：

電壓無(wú)功運(yùn)行分析——在電網(wǎng)中，于無(wú)功電壓進(jìn)行有效的分析和計(jì)算，對(duì)于其電壓的質(zhì)量進(jìn)行采樣分析，通過(guò)研究和計(jì)算從而能夠采取相應(yīng)的方式來(lái)改善。

負(fù)荷點(diǎn)電壓無(wú)功運(yùn)行情況分析——對(duì)于用戶(hù)設(shè)備進(jìn)行有功，無(wú)功，功率，電壓，損耗等的各個(gè)方面的有效分析，從而將相關(guān)的建議提出。在對(duì)于10千伏的電網(wǎng)所供給的用戶(hù)設(shè)備的有功，無(wú)功，功率，電壓，損耗等進(jìn)行有效的分析，從而對(duì)于其中各個(gè)因素進(jìn)行有效的建議，使得整個(gè)電網(wǎng)都能夠在最佳的狀態(tài)進(jìn)行運(yùn)行。

負(fù)荷點(diǎn)無(wú)功補(bǔ)償效益分析——通過(guò)選定變壓器的低壓側(cè)并聯(lián)電容器的投切記錄來(lái)對(duì)于其無(wú)功電壓進(jìn)行有效的分析，從而對(duì)于無(wú)功電壓控制后，各個(gè)點(diǎn)因素的改善情況進(jìn)行有效的分析，綜合來(lái)決定其控制的情況。

饋線電壓無(wú)功運(yùn)行情況分析——通過(guò)對(duì)于電網(wǎng)的各個(gè)終端設(shè)備的運(yùn)行情況，損耗情況，電壓穩(wěn)定情況等的分析，對(duì)于各個(gè)設(shè)備都給予改善的因素，從而使得整條線路的運(yùn)行狀態(tài)最大化改善。

3 電網(wǎng)電壓無(wú)功優(yōu)化綜合管理系統(tǒng)-多Agent控制

電力系統(tǒng)在其正常運(yùn)作的過(guò)程中，對(duì)于無(wú)功電壓的控制應(yīng)該從整個(gè)電力系統(tǒng)中來(lái)進(jìn)行分析，從而使得整個(gè)系統(tǒng)中的無(wú)功電壓都能夠合理分布，最大程度上降低對(duì)于線路的損耗。下面對(duì)當(dāng)前電網(wǎng)電壓無(wú)功優(yōu)化綜合管理系統(tǒng)改進(jìn)發(fā)展中多Agent系統(tǒng)進(jìn)行分析。

3.1 組織架構(gòu)

組織架構(gòu)應(yīng)該按照上，中，下三個(gè)層次的控制方法，通過(guò)對(duì)于無(wú)功電壓控制的時(shí)間，空間，目標(biāo)等的多個(gè)視角來(lái)對(duì)于無(wú)功電壓進(jìn)行控制，這是對(duì)于電力系統(tǒng)無(wú)功電壓控制的最為基本的思路。電力系統(tǒng)中，對(duì)于無(wú)功電壓的控制應(yīng)該是一種多層次的，大規(guī)模的整體優(yōu)化的方式。在正常工況下，對(duì)于Agent技術(shù)的引入是基于Agent的智能化和其自身獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)的利用。

在引入Agent系統(tǒng)而對(duì)于無(wú)功電壓進(jìn)行控制，是使得上中下三層的控制系統(tǒng)和控制裝置都作為能夠智能對(duì)于無(wú)功電壓進(jìn)行主動(dòng)控制的Agent，從而在整個(gè)電力系統(tǒng)中作為一個(gè)整體的網(wǎng)絡(luò)而存在，各個(gè)系統(tǒng)或者裝置都能夠根據(jù)各自所處的環(huán)境的變化以及其所擁有的自身?xiàng)l件來(lái)進(jìn)行指令的發(fā)出或者智能的調(diào)節(jié)，并且各個(gè)裝置或者調(diào)節(jié)系統(tǒng)都帶有一定的聯(lián)動(dòng)性，能夠通過(guò)組織級(jí)Agent來(lái)對(duì)于各個(gè)協(xié)調(diào)級(jí)Agent進(jìn)行協(xié)調(diào)，并且各個(gè)Agent之間也能夠共享組織級(jí)Agent所帶來(lái)的信息，并且各個(gè)Agent都能夠和同級(jí)Agent進(jìn)行其問(wèn)題的處理反饋。整個(gè)過(guò)程可以用圖1來(lái)進(jìn)行表示。

3.2 Agent基本功能和任務(wù)

結(jié)合無(wú)功電壓控制物理實(shí)際，細(xì)化其中各個(gè)Agent基本功能和任務(wù)。

3.2.1 執(zhí)行級(jí)Agent

執(zhí)行級(jí)Agent是指處于組織架構(gòu)最底層的控制級(jí)的裝置。（1）以秒級(jí)為采樣周期，對(duì)于各個(gè)Agent裝置所控制的線路的電壓進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，從而使得其能夠自行對(duì)無(wú)功電壓進(jìn)行控制；以分秒為采樣周期，對(duì)于控制裝置所發(fā)生的事件進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析，例如：對(duì)于發(fā)電機(jī)的母線電壓，對(duì)于發(fā)電機(jī)的無(wú)功電壓等。對(duì)于本次測(cè)試的關(guān)鍵位置母線電壓也從其執(zhí)行Agent中進(jìn)行數(shù)據(jù)的獲取，并逐級(jí)進(jìn)行反饋。以小時(shí)為采樣周期，對(duì)于控制裝置范圍內(nèi)的其他信息進(jìn)行收集，并將數(shù)據(jù)進(jìn)行逐級(jí)反饋。（2）按照秒級(jí)對(duì)于線路電壓進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)電壓的變化幅度超過(guò)控制裝置的控制水平時(shí)，通過(guò)執(zhí)行級(jí)對(duì)于該線路的無(wú)功電壓進(jìn)行控制，來(lái)調(diào)節(jié)線路無(wú)功電壓的穩(wěn)定性，使得線路的電壓能夠和平時(shí)進(jìn)行溫和，并且由執(zhí)行級(jí)Agent將控制信息上傳到協(xié)調(diào)級(jí)Agent。（3）執(zhí)行級(jí)對(duì)于協(xié)調(diào)級(jí)別的Agent以分鐘為單位發(fā)出的電壓控制值進(jìn)行電壓的調(diào)整，但是協(xié)調(diào)級(jí)Agent對(duì)于其值的確定需要建模分析等，往往有著不合理的性質(zhì)，所以執(zhí)行級(jí)的Agent可以通過(guò)其自身的智能性質(zhì)來(lái)對(duì)于協(xié)調(diào)級(jí)進(jìn)行電壓調(diào)整的信息反饋，從而在得到確認(rèn)以后對(duì)于電壓進(jìn)行調(diào)整。（4）為了對(duì)于執(zhí)行級(jí)Agent的智能性進(jìn)行更為有力的創(chuàng)建，通過(guò)對(duì)于其進(jìn)行電壓調(diào)整的范例的植入，從而使得其可以在特殊情況下對(duì)于電壓進(jìn)行直接的調(diào)整，從而對(duì)于協(xié)調(diào)級(jí)Agent發(fā)布指令的延時(shí)性或者其他的特征進(jìn)行有效的規(guī)避。。

3.2.2 組織級(jí)Agent

組織級(jí)Agent包括兩大子Agem模塊，一是“區(qū)域劃分”子Agent模塊；二是“全局優(yōu)化控制”子Agent模塊。在電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行中，由于各種各樣的問(wèn)題可能導(dǎo)致電網(wǎng)的運(yùn)行發(fā)生各種不同情況的變化，在此時(shí)，無(wú)功電壓控制系統(tǒng)中的耦合性也發(fā)生變化，從而必須要對(duì)于其控制進(jìn)行其他方面的協(xié)調(diào)，對(duì)于控制區(qū)域的有效劃分能夠使得協(xié)調(diào)級(jí)別的Agent能夠進(jìn)行更為高效的控制，區(qū)域劃分子Agent模塊一般具有以下的功能和基本的作用：（1）接受執(zhí)行級(jí)Agent以小時(shí)為周期上傳的系統(tǒng)工況信息；接受表征拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)改變的開(kāi)關(guān)開(kāi)/合信號(hào)量。（2）建立劃分控制區(qū)域的數(shù)學(xué)模型，并采用合理的算法求解。（3）將劃分后的控制區(qū)域邊界信息以及每個(gè)區(qū)域的指定中樞母線下傳給協(xié)調(diào)級(jí)Agent，同時(shí)，也將每個(gè)區(qū)域的中樞母線信息傳遞給組織級(jí)全局優(yōu)化控制子Agent模塊。（4）與組織級(jí)全局優(yōu)化控制子Agent模塊、執(zhí)行級(jí)Agent、協(xié)調(diào)級(jí)Agent進(jìn)行通信。

全局優(yōu)化控制子Agent模塊從全局角度建立優(yōu)化模型，求解得到優(yōu)化控制策略解并下發(fā)，其基本任務(wù)和功能包括：（1）接受執(zhí)行級(jí)Agent以小時(shí)為周期上傳的系統(tǒng)工況信息，如節(jié)點(diǎn)功率、電壓等。（2）建立全局優(yōu)化控制模型，并采用合理算法求解，建模與求解周期為小時(shí)級(jí)。（3）將求解得到的各區(qū)域中樞母線最優(yōu)設(shè)定值、控制裝置所在母線電壓及中樞母線電壓對(duì)于執(zhí)行級(jí)控制變量的靈敏度下發(fā)至協(xié)調(diào)級(jí)Agent，下發(fā)周期為小時(shí)級(jí)。（4）與組織級(jí)的區(qū)域劃分子Agent模塊、執(zhí)行級(jí)Agent、協(xié)調(diào)級(jí)Agent進(jìn)行通信。

3.2.3 協(xié)調(diào)級(jí)Agent

協(xié)調(diào)級(jí)Agent協(xié)調(diào)某控制區(qū)域的多個(gè)執(zhí)行級(jí)Agent，實(shí)現(xiàn)區(qū)域級(jí)優(yōu)化控制目標(biāo)，其基本任務(wù)和功能包括：1）根據(jù)組織級(jí)Agent下發(fā)的區(qū)域邊界信息來(lái)確定本協(xié)調(diào)級(jí)Agent應(yīng)管轄的區(qū)域，并明確屬于本區(qū)域的執(zhí)行級(jí)Agent。2）協(xié)調(diào)級(jí)Agent通過(guò)對(duì)于組織級(jí)Agent以小時(shí)為單位對(duì)于信息發(fā)送的接受，如對(duì)于關(guān)鍵線路的值的設(shè)定，對(duì)于各種控制器的信息靈敏度的設(shè)定等；并且協(xié)調(diào)級(jí)Agent通過(guò)對(duì)于執(zhí)行級(jí)Agent的以分鐘為單位的信息的上傳的接受，如對(duì)于其控制范圍內(nèi)的線路電壓控制的當(dāng)前狀況，無(wú)功電壓的狀況等，控制區(qū)域內(nèi)關(guān)鍵線路中的電壓的時(shí)值等的信息的上傳。3）建立區(qū)域級(jí)優(yōu)化控制模型，并采用合理算法求解，建模與求解周期為分鐘級(jí)。4）將各執(zhí)行級(jí)控制量的最優(yōu)設(shè)定值下發(fā)至各執(zhí)行級(jí)Agent，下發(fā)周期為分鐘級(jí)。5）與組織級(jí)Agent、執(zhí)行級(jí)Agent進(jìn)行通信。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：孫培良（1975，3-）男，漢族，山東即墨人，任職于龍煤礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司雞西分公司榮華一礦通風(fēng)區(qū)助理工程師，研究方向：電氣工程及自動(dòng)化。