多智能體技術在電力設備在線監測中的應用

黃東城

摘 要：當前，傳統的電力設備監測系統還存在著諸多缺陷，例如非常重視信息的采集，而忽略了對信息的分析和診斷。針對這種情況，應當構建一個數據在線采集模塊，同時還要輔之以故障自動診斷模塊和自動維護更新機制。多智能體技術的應用達到了這些要求，并且提升了電力設備監測系統的運行效率。根據應用調查結果顯示，該系統具備非常強大的數據分析和診斷能力，并且具備良好的適應性和容錯性。

關鍵詞：多智能體；電力設備；在線監測；自診斷系統

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.20.152

文章編號：2095-6835（2016）20-0152-02

近年來，隨著科技的發展以及對監測與故障診斷系統的研究，電力行業得到了長足的發展，大量設備得以應用升級，同時也取得了良好的經濟效益與社會效益。但是，當前已經研究上市的系統大多是針對單臺或者單類設備的，因此不具備較好的可擴充性和靈活性。除此之外，這些診斷系統相互之間還保持著較大的獨立性，更有甚者，某些針對同類設備的診斷系統之間都無法完成信息共享和變換。這種封閉信息的機制使得診斷系統的實際覆蓋范圍大大縮減，同時也造成了嚴重的資源浪費。

1 多智能體

1.1 智能體

在人工智能領域當中，智能體是奠定根基的存在。它是一個高效能和多功能的實體，不僅具備精密的感知能力，同時還初步具備信息處理能力和問題解決能力，還能夠與外界進行實時溝通。智能體能夠作用于其自身以及外部環境，而且能夠對環境的變化作出實時的反應。此外，智能體的自動獲取知識能力和決策規劃能力也達到了一定的水準。

1.2 多智能體系統（MAS）

相對于智能體來說，多智能體系統屬于具有不同功能的多個智能體組合。它不僅僅是多個智能體的簡單集成，而且還將其智能行為作了一個整體上的智能協調，它主要應用于智能體結構、系統整體體系框架以及各個智能體之間的通信等。

其優勢主要包括以下幾個方面。

1.2.1 高效性

每個獨立的智能體均可以錯峰工作，可以獨立運行相應的程序，每個智能體之間擁有獨立的程序，相互之間不會發生干擾，因此大大提升了處理數據和問題的速度，同時也縮短了工作的時間。

1.2.2 可靠性

由于多智能系統包含了多個子智能體，多個子智能體之間又通過高效而獨立的方式存在并聯系，因此降低了其復雜性和冗余度，也提高了解決系統問題的可靠性。該系統類似于電路里的并聯方式，即使一個或者多個子智能體發生故障，也不會導致整體系統癱瘓。

1.2.3 可塑性

每個單獨的子智能體可以相對獨立地進行設計與實施，或者在已有的軟硬件基礎上進一步拓展。而整體系統的測試將會大大簡化這個步驟，而且可以通過重置或者重構各個子智能體，增加多智能體系統的再利用概率。

2 在電力設備在線監測中的應用

本文所提出的多智能技術在電力設備在線監測中的應用包含了許多復雜的結構。通過對智能變電站進行統一建模，對各個監測數據進行格式上的統一規范，然后反饋至各個自診斷系統，最后由子系統對其進行就地診斷，并將診斷結果傳送至專家系統進行最終的評判。這個系統主要有以下幾個特點。

2.1 高效性

系統通過學習，可以大幅提升自己的運行速度和精度，高效率地解決問題。

2.2 通用性

對于某些數據和設備而言，由于診斷對象具備相同的屬性，因此可以通用，這也得益于知識的通用性。

2.3 可維護性

系統通過網上的溝通與互動，將系統升級至最新的版本，而且可以隨時將最新的數據和知識發送至每個子系統當中。而由于存在相同的規范，所以子系統可以隨時根據傳送過來的數據進行維護和拓展，從而更新版本。

綜上所述，本系統可以在不同的地區和設備上完成參數的統一化，便于升級和后臺處理，同時也降低了維護難度。

3 主要模塊功能的實現

3.1 在線數據收集

智能體具備一定的數據識別能力，它能夠根據不同廠家的不同數據類型制訂不同的接口函數，并且將數據格式進行統一處理，轉換成通用版本的數據類型。

3.2 故障診斷

上文已經提到，傳統的在線監測模塊比較重視信息的采集，而沒有給予診斷足夠的地位。因此，基于多智能體技術的故障診斷方式的出現就能夠有力地改善這一局面。筆者提出的多智能體技術在電力設備在線監測中的應用是通過智能體將數據進行規范化的處理之后，反饋至不同的診斷體，然后調用相應的算法來對數據進行相應的診斷。每個獨立的診斷智能體都會將結果反饋至總智能體，由其進行綜合診斷。因此，診斷模塊主要包含了兩個模塊，分別是單項和綜合。

3.3 維護更新

按照統一的通信規約，把不同的設備診斷信息融合起來并上傳至網絡，從而構建起一個統一規則的知識庫，并對數據和信息進行充分利用，自動地學習和訓練，然后得到具有普適性的版本，并通過網絡反饋至相應裝置內，同時具備地區性，從而達到各項規范統一化的目標。

在該模塊中，智能信息交互與整個多智能體狀態監測平臺之間存在著實時的數據交換和信息互通，彼此之間一直在互通有無。而智能決策控制單元依照著各自收到的信息來決定自身的運行方式，從而完成一些控制任務和求解任務。各個地區的信息通過共享和統一，為系統版本的維護提供了有利條件，同時也壓縮了成本。

4 應用效果

在線監控系統集成了多個評估算法，將各個方法的診斷結果進行綜合的故障判斷和狀態評估取得了較好的效果。例如，首先提高了其運算的準確性，對變壓器的故障診斷精確率由原來的70%提升至85%。除此之外，還大大提升了系統的直觀性和實用性，利用不同的三角形區域的劃分來對變壓器故障進行分類，使用不同顏色來對故障類型進行標示，這都大大提升了直觀性。同時還使得診斷數據的表現方式格外地簡單明了。

5 結束語

多智能體在電力設備在線監測中的應用可以使得數據格式統一化，同時還能夠使圖形化顯示結果簡單明了。此外，每個子系統單獨運作，大大提高了原有的運行效率。因此，在今后的在線監測中，可以加強對多智能體技術的應用。

參考文獻

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