電力工程中Agent 技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)中的運(yùn)用

胡慶東 楊棟材

（國網(wǎng)撫州市東鄉(xiāng)區(qū)供電公司，江西 撫州 331800）

一、建設(shè)智能電網(wǎng)的意義及作用

（一）自動排除故障

即在電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生故障的時候，由于其智能化，電網(wǎng)能夠?qū)ぷ鳟?dāng)中的不安全因素進(jìn)行自我識別并自動排除故障或者自動修復(fù)故障，從而使停電范圍縮小，保證電能的正常提供。

（二）互動性

智能電網(wǎng)非常重視與用戶之間的互動、交流，準(zhǔn)確、及時地了解用戶的需求，對智能電網(wǎng)建設(shè)中存在的不足進(jìn)行不斷的改進(jìn)，使智能電網(wǎng)能夠保持高效工作的狀態(tài)。

（三）節(jié)約資源

智能電網(wǎng)的建設(shè)很大一部分原因就是為了節(jié)約資源，使電力資源能夠得到循環(huán)利用，因此，在建設(shè)智能電網(wǎng)的過程中，需要采用更加先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，同時通過高效的工作，使電力資源優(yōu)化的目標(biāo)得以實現(xiàn)。

二、智能電網(wǎng)的主要特征

（一）電網(wǎng)架構(gòu)牢固

我國自然災(zāi)害的發(fā)生頻率非常高，自然災(zāi)害一旦發(fā)生會對電網(wǎng)體系帶來極為不利的影響，甚至造成電網(wǎng)無法正常傳輸?shù)暮蠊虼嗽跇?gòu)建智能電網(wǎng)時應(yīng)該充分注意架構(gòu)的牢固性，只有這樣才能保證電網(wǎng)免受自然災(zāi)害的影響，不會由于外界環(huán)境因素的影響而停止運(yùn)行。

（二）經(jīng)濟(jì)效益

在建設(shè)智能電網(wǎng)的過程中應(yīng)該全面考慮經(jīng)濟(jì)效益，采用先進(jìn)的典型工程技術(shù)，有效降低了電網(wǎng)在建造及運(yùn)營環(huán)節(jié)中的成本，在建設(shè)過程中應(yīng)盡量減少建造的成本，同時還能在有效供應(yīng)電能的基礎(chǔ)上提升經(jīng)濟(jì)效益。這樣一來不僅可以保證電能品質(zhì)，同時物質(zhì)收益也可以得到很好的保證。

（三）交互性

所謂交互性是指在后面的能源供給過程中，需要構(gòu)建高質(zhì)量的市場溝通體制，并在第一時間對客戶需求進(jìn)行掌握，按照客戶需求對服務(wù)的品質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化。智能電網(wǎng)打破了以往電網(wǎng)使用的單向傳輸模式，按照用戶的實際需求提出有針對性的解決建議，可以從最大程度上使用戶滿意。

三、Agent技術(shù)簡介

Agent的基本思想是使軟件能模擬人類的社會行為和認(rèn)知，即人類社會的組織形式、協(xié)作關(guān)系、進(jìn)化機(jī)制，以及認(rèn)知、思維和解決問題的方式。Agent最常見的結(jié)構(gòu)如圖1所示，即包括人機(jī)界面、通信模塊、分析計算推理模塊、語言包裝和協(xié)調(diào)機(jī)制、知識數(shù)據(jù)庫和總體控制管理模塊六部分。

圖1 Agent結(jié)構(gòu)簡圖

四、Agent在智能電網(wǎng)建設(shè)中的相關(guān)應(yīng)用

近年來，Agent和多Agent系統(tǒng)領(lǐng)域發(fā)展迅速，已日漸成為一種新的思維方式，是一種分析、設(shè)計和處理復(fù)雜性、分布性和相互作用問題的概念模式，在中國智能電網(wǎng)建設(shè)中的研究已初具規(guī)模。

（一）Agent在電力市場中的應(yīng)用

目前，Agent技術(shù)在電力市場中的應(yīng)用最為廣泛，在電力市場化的今天，如何準(zhǔn)確并穩(wěn)定地進(jìn)行電價預(yù)測，是市場參與各方都十分關(guān)心的問題。為了抑制高耗能行業(yè)盲目發(fā)展，促進(jìn)結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級，我國出臺了針對高耗能行業(yè)的差別電價政策。差別電價的核心是針對不同的行業(yè)實行不同的電價，若電價定得太高，將增加企業(yè)成本，使社會物價上漲，對國民經(jīng)濟(jì)造成不良影響；若電價定得太低，又不能達(dá)到預(yù)期目的。因此相關(guān)專家建立了研究差別電價對社會物價及行業(yè)用電影響的多Agent模型，如圖2所示。該模型克服了傳統(tǒng)數(shù)學(xué)模型考慮因素不足的缺點，能夠更全面地反映微觀個體與宏觀經(jīng)濟(jì)之間的聯(lián)系，為制定差別電價政策提供決策支持。

圖2 差別電價模擬的多Agent框架

（二）Agent在繼電保護(hù)中的應(yīng)用

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的主要作用是切除發(fā)生故障的設(shè)備以保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，其性能關(guān)系到電力系統(tǒng)中輸電線路的傳輸容量和電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的可靠性及靈活性。隨著中國電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，傳統(tǒng)的繼電保護(hù)系統(tǒng)難以達(dá)到理想效果。多Agent系統(tǒng)憑借其自主性、合作性、可變性、自發(fā)性等特點，逐漸引起電力系統(tǒng)研究人員的重視，而基于MAS的智能繼電保護(hù)系統(tǒng)也逐漸引起國內(nèi)許多研究人員的重視。研究人員利用Agent技術(shù)可以主動探測并估計網(wǎng)絡(luò)傳輸狀況，同時進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)特性分析和幫助傳輸系統(tǒng)靈活調(diào)整傳輸策略的特征，設(shè)計了PRDTLNS-Agent系統(tǒng)，有效地解決了變電站繼電保護(hù)信息傳輸中各類數(shù)據(jù)流量沖突的問題，保障了信息可靠實時傳輸，為提高變電站自動化系統(tǒng)的局域網(wǎng)通信性能提供了有力的技術(shù)支持。由楊偉通知領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊利用MAS的基本特性，結(jié)合電力系統(tǒng)的基本特點，運(yùn)用分布式系統(tǒng)的思想，設(shè)計了一種基于MAS的電力系統(tǒng)自適應(yīng)保護(hù)系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示。通過驗證，該系統(tǒng)不僅可以有效地擴(kuò)大保護(hù)動作范圍，而且可以大大縮短后備保護(hù)的動作時間。

圖3 基于MAS的自適應(yīng)保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

（三）Agent在電力系統(tǒng)無功優(yōu)化控制中的應(yīng)用

電力系統(tǒng)電壓無功控制的對象是各母線電壓和無功功率，電壓是否合格直接關(guān)系到整個電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。多Agent 技術(shù)具有很好的自適應(yīng)性，能使邏輯上或物理上分散的系統(tǒng)并行、協(xié)調(diào)地求解問題。這種特性能夠很好地解決電力系統(tǒng)無功優(yōu)化的低效和數(shù)據(jù)冗余問題。張小蓮等設(shè)計了基于MAS的分層分布式無功控制系統(tǒng)。其仿真結(jié)果與傳統(tǒng)的全局優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行比較，分布式優(yōu)化模型的規(guī)模小于全局優(yōu)化，且不需要集中上傳數(shù)據(jù)，避免了全局優(yōu)化的數(shù)據(jù)冗余問題，優(yōu)化速度也比全局優(yōu)化提高很多。

（四）Agent在電網(wǎng)故障診斷中的應(yīng)用

電網(wǎng)故障診斷系統(tǒng)一直是許多電力系統(tǒng)研究人員的研究熱點，并取得了一些研究成果。但故障診斷系統(tǒng)對于電網(wǎng)事件的實時響應(yīng)性不理想，一般需要做完一次完整的故障分析或判斷后方能再去處理新的事件。朱永利等提出了一種基于多Agent的電力系統(tǒng)實時故障診斷方法和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，且通過具體實驗證明了此故障診斷方法是一種有效的電力系統(tǒng)診斷方法，可有效地提高診斷系統(tǒng)對于故障事件的反應(yīng)性能，在外界環(huán)境變化較大時可自動放棄當(dāng)前的診斷目標(biāo)。

結(jié)語

包括Agent技術(shù)在內(nèi)的技術(shù)進(jìn)步催生出更多優(yōu)秀技術(shù)，這些電力工程技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)方面得到很好的應(yīng)用，其可以提升電網(wǎng)輸送的質(zhì)量，降低損耗和污染。但在具體應(yīng)用過程中還存在著一系列的問題，需要相關(guān)人員繼續(xù)努力研究，以便更好地在智能電網(wǎng)建設(shè)中應(yīng)用電力工程技術(shù)，優(yōu)化智能電網(wǎng)系統(tǒng)，實現(xiàn)能源和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。