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

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

自適應(yīng)繼電保護；電力系統(tǒng)；在線整定

我國目前多數(shù)的繼電保護裝置在應(yīng)付電網(wǎng)的不同運行方式時，都只采用了一套固定定值，因此如果電網(wǎng)的運行方式發(fā)生比較大的變化時，單一的保護定值不可能匹配電網(wǎng)的運行方式，甚至?xí)?dǎo)致保護的拒動或者誤動，嚴重者會直接導(dǎo)致大面積的停電，因此傳統(tǒng)的機電保護系統(tǒng)早已無法滿足電力系統(tǒng)的需求。我國計算機技術(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)保護系統(tǒng)中的應(yīng)用，完全可以解決目前保護系統(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工作的軟件實體。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)的代表用戶去實現(xiàn)既定目標，并能夠和相關(guān)進程和代理相關(guān)聯(lián)的軟件系統(tǒng)。Agent系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：① 自主性，Agent可以在沒有外界進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)境情況進行實時反應(yīng)；④主動性，能夠進行主動行動；⑤智能化，Agent系統(tǒng)能夠?qū)W習(xí)知識并且總結(jié)經(jīng)驗，然后進行合理的推理以及計算。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)保護系統(tǒng)，它的核心思想就是將每一個保護單元都當(dāng)成一個具有獨立行為能力的Agent保護系統(tǒng)，然后單個的保護Agent之間進行相交互協(xié)作，從而組成一個保護的系統(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Agent在接收到信息之后然后共享，兵進行合理的協(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)度管理中心的主機上。①數(shù)據(jù)交互Agent，它的主要職能是負責(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)用信息時就會非常方便，從而直接進行通信聯(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)的計算機任務(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)運行方式發(fā)生改變，只有某一個區(qū)域的電網(wǎng)保護定值受到影響，保護定值的修改范圍就是這個區(qū)域的大小范圍，保護定值可以用K表示，如果在運行過程中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)運行方式發(fā)生了很大的變化，應(yīng)該進行修改，如果K值沒有超過預(yù)定值，那么就不用進行修改。公式①如下所示。

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

（2）整定計算協(xié)調(diào)Agent。其在協(xié)調(diào)層的計算部分相當(dāng)于中樞神經(jīng)，主要負責(zé)在進行整定計算過程中的協(xié)調(diào)工作，在接到重新整定的請求之后整定計算協(xié)調(diào)Agent將所有的計算任務(wù)在細分成一個個子任務(wù)，然后再將這些任務(wù)分發(fā)給各個整定計算Agent，然后各個Agent共同協(xié)作完成計算任務(wù)。（3）整定計算Agent組。整定計算Agent組也有兩個部分，分別是計算Agent組和實時拓撲分Agent組。實時拓撲分析Agent組要根據(jù)定值來修改計算結(jié)果，然后在進行拓撲分析，再將分析的結(jié)果交由計算Agent組進行使用，然后再利用交互的特性將新的拓撲結(jié)構(gòu)下發(fā)給執(zhí)行Agent組，根據(jù)電壓和電網(wǎng)的大小進行信息共享，從而加快拓撲的分析速度。（4）等值A(chǔ)gent。等值A(chǔ)gent主要是為整定計算而設(shè)置的，通過電網(wǎng)和電壓的等級行等值計算，再把等值信息提供給外部電網(wǎng)的整定計算，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定值和正在運行的保護定值進行對比，如果出現(xiàn)差異，則立刻啟動命令，讓Agent組將運行的保護定值按照新的保護定值進行糾正和修改，保護定值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定值替換掉。詳見圖3。

圖3 自適應(yīng)協(xié)調(diào)保護系統(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，各個Agent之間便會共享和交流信息，然后進行交互協(xié)作，最終將任務(wù)完成。協(xié)調(diào)保護系統(tǒng)的各個層級之間的消息模式﹑實時信息﹑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)等值信息進行整定計算，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算能力﹑分布式計算的優(yōu)點，同時消息模式更加高效﹑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行不斷的創(chuàng)新，從而使得電網(wǎng)在運行上更加安全和可靠。多個Agent技術(shù)為基礎(chǔ)而設(shè)計的自適應(yīng)協(xié)調(diào)保護系統(tǒng)，它將多個代理系統(tǒng)的多線程和智能化共存的計算優(yōu)點充分發(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嬎氵M行并行處理，使得整個系統(tǒng)的計算大大提高，同時又和支持分布式﹑移動式﹑高效式的消息模式計算，使得整個系統(tǒng)的實時性也大大提高，將Agent的社會性以及自主性的特點充分的發(fā)揮，總之多Agent自適應(yīng)協(xié)調(diào)保護系統(tǒng)能夠很好的完成電網(wǎng)的保護任務(wù)，同時能永遠處于電網(wǎng)保護的最佳狀態(tài)。

[1]王惠中,陳輝．基于MAS的自適應(yīng)協(xié)調(diào)保護系統(tǒng)的研究[J]．電氣自動化,2013（6）．

[2]陳鵬．自適應(yīng)控制在電力系統(tǒng)繼電保護中的應(yīng)用[J]．商品與質(zhì)量·建筑與發(fā)展,2013（11）．

[3]周良才,張保會,薄志謙．廣域后備保護系統(tǒng)的自適應(yīng)跳閘策略[J]．電力系統(tǒng)自動化,2011（1）．

[4]梁秀梅．自適應(yīng)繼電保護原理及其特點解析[J]．硅谷,2013（20）．

[5]丁偉,何奔騰,王慧芳,陳夢驍,許巍．廣域繼電保護系統(tǒng)研究綜述[J]．電力系統(tǒng)保護與控制,2012（1）．

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