探索大电网自适应继电保护系统构架

（国网乐山供电公司，四川 乐山 614000）

探索大电网自适应继电保护系统构架

熊岚

（国网乐山供电公司，四川 乐山 614000）

由于传统的继电保护不足，因此研究并设计自适应协调保护系统，设计是按照分层和分区的模式进行，同时利用Agent的智能系统的计算优势和特点将整个任务分解和计算并行处理，使得在线的正定速度大大提高，同时再结合高效的消息模式 ，在支持分布式移动计算的迅速、灵活以及高效使得系统的实时性得到提高。

自适应继电保护；电力系统；在线整定

我国目前多数的继电保护装置在应付电网的不同运行方式时，都只采用了一套固定定值，因此如果电网的运行方式发生比较大的变化时，单一的保护定值不可能匹配电网的运行方式，甚至会导致保护的拒动或者误动，严重者会直接导致大面积的停电，因此传统的机电保护系统早已无法满足电力系统的需求。我国计算机技术发展态势惊人，在不断满足人们的生活娱乐需求基础上，目前的研究和发展重点已经转向国家的现代化建设上面，自适应继电保护系统只是其中一部分。近年来多Agent系统得到了长足的发展，其技术依然非常成熟，因此在电力系统中的应用中也是越来越广泛，多Agent技术在自适应协调保护系统中的应用，完全可以解决目前保护系统的无法满足需求的问题。

一﹑多Agent系统

Agent技术，是一个具有自智能性的能够代表其他程序和用户去主动完成一项工作的软件实体。多Agent系统，在一个特定的环境范围下，能够感知环境还可以自发性的连续的代表用户去实现既定目标，并能够和相关进程和代理相关联的软件系统。Agent系统具有以下优点：① 自主性，Agent可以在没有外界进行直接操作的情况下能够感知到外部的环境信息，然后控制自身行为；②交互性，能够和其它Agent系统形成交互和协作。③ 反应性，对于感知到的环境情况进行实时反应；④主动性，能够进行主动行动；⑤智能化，Agent系统能够学习知识并且总结经验，然后进行合理的推理以及计算。而多Agent系统相互协作可以解决哪些单个Agent无法解决的问题。

图1 Agent系统自适应协调保护系统结构图

图2 协调Agent组的结构图

二﹑基于MAS自适应协调保护系统的总体结构

以MAS技术为基础的自适应协调保护系统，它的核心思想就是将每一个保护单元都当成一个具有独立行为能力的Agent保护系统，然后单个的保护Agent之间进行相交互协作，从而组成一个保护的系统。在这个系统内部各个Agent系统之间甚至可以互相分享任务，各个保护Agent在接收到信息之后然后共享，兵进行合理的协调最终完成任务。Agent系统的主要由三部分组成分别是，调度层﹑协调层和执行层，协调层处于中间不仅仅可以和调度层的调度Agent形成联系并协作，还可以和从执行层获取相关数据进行联系和协作，协调层可以按照分层模式﹑分区模式﹑管辖模式的不同电压和不同区域进行通信联系。详见图1。

三﹑系统中各Agent组的结构与功能

1调度管理Agent组

调度Agent组位于整个分层的最高层，主要的组成部分是数据交互Agent和调度Agent，一般情况下会设在省级调度管理中心的主机上。①数据交互Agent，它的主要职能是负责各个Agent之间的信息交互，因此在调度层﹑协调层和执行层均由设置。②调度Agent，为了使得该系统更加协调的运作，调度Agent有了解析信息以及查询地址的相关功能，只要协调Agent将自己的地址信息和名字登记在调度Agent上，协调A间在调用信息时就会非常方便，从而直接进行通信联系和数据交互。

2协调Agent组

协调Agent组的主要任务就是大多数的计算机任务，其结构相对比较复杂。详见图2所示。

（1）整定启动判断Agent组。主要有两个部分组成分别是定值校核Agent和定值修改范围Agent。资料显示，电网运行方式发生改变，只有某一个区域的电网保护定值受到影响，保护定值的修改范围就是这个区域的大小范围，保护定值可以用K表示，如果在运行过程中K值超过了所预定的那个数值，那么就可以肯定电网运行方式发生了很大的变化，应该进行修改，如果K值没有超过预定值，那么就不用进行修改。公式①如下所示。

该公式中，I前，指的是电网运行方式在变化之前保护安装处流过的电流量；I后，指的是电网运行方式发生改变以后，保护安装处的短路电流量。

（2）整定计算协调Agent。其在协调层的计算部分相当于中枢神经，主要负责在进行整定计算过程中的协调工作，在接到重新整定的请求之后整定计算协调Agent将所有的计算任务在细分成一个个子任务，然后再将这些任务分发给各个整定计算Agent，然后各个Agent共同协作完成计算任务。（3）整定计算Agent组。整定计算Agent组也有两个部分，分别是计算Agent组和实时拓扑分Agent组。实时拓扑分析Agent组要根据定值来修改计算结果，然后在进行拓扑分析，再将分析的结果交由计算Agent组进行使用，然后再利用交互的特性将新的拓扑结构下发给执行Agent组，根据电压和电网的大小进行信息共享，从而加快拓扑的分析速度。（4）等值Agent。等值Agent主要是为整定计算而设置的，通过电网和电压的等级行等值计算，再把等值信息提供给外部电网的整定计算，其个数的确定主要参考网络的大小。（5）自检Agent。整个系统中均会设置自检Agent，它的功能是负责通信的故障检查，如果通信发生故障，便会向操作的人员发出警示。

3数据获取Agent组执行Agent组

校核Agent组它的主要职能就是把新的保护定值和正在运行的保护定值进行对比，如果出现差异，则立刻启动命令，让Agent组将运行的保护定值按照新的保护定值进行纠正和修改，保护定值Agent在接到命令之后，则立即使用新的定值将之前的保护定值替换掉。详见图3。

图3 自适应协调保护系统通信结构

图4 执行Agent组结构

四﹑系统中各个Agent之间的通信

多个代理系统为了能够共同完成一个任务时，各个Agent之间便会共享和交流信息，然后进行交互协作，最终将任务完成。协调保护系统的各个层级之间的消息模式﹑实时信息﹑以及定值都是由服务中心转发过来的。协调Agent组需要外部的网络等值信息进行整定计算，本文所采用的方式就是将各个协调Agent组在黑板上上张贴所要传递的信息，然后再从黑板上选取其它的自己所需要的Agent信息。这就使得整个系统的消息模式具有移动计算能力﹑分布式计算的优点，同时消息模式更加高效﹑灵活以及迅速，从而使得整个系统也更加高效灵活。详见图4

结语

自适应继电保护在电网中的应用越来越成熟，然而依然存在些许的不足，需要经过不断的完善，在完善的过程中需要进行不断的创新，从而使得电网在运行上更加安全和可靠。多个Agent技术为基础而设计的自适应协调保护系统，它将多个代理系统的多线程和智能化共存的计算优点充分发挥，然后将任务分解成多个子任务，有Agent组建的交互协作来共同完成，并且能够将整定计算进行并行处理，使得整个系统的计算大大提高，同时又和支持分布式﹑移动式﹑高效式的消息模式计算，使得整个系统的实时性也大大提高，将Agent的社会性以及自主性的特点充分的发挥，总之多Agent自适应协调保护系统能够很好的完成电网的保护任务，同时能永远处于电网保护的最佳状态。

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