電力工程中Agent 技術在智能電網建設中的運用

胡慶東 楊棟材

（國網撫州市東鄉區供電公司，江西 撫州 331800）

一、建設智能電網的意義及作用

（一）自動排除故障

即在電網系統發生故障的時候，由于其智能化，電網能夠對工作當中的不安全因素進行自我識別并自動排除故障或者自動修復故障，從而使停電范圍縮小，保證電能的正常提供。

（二）互動性

智能電網非常重視與用戶之間的互動、交流，準確、及時地了解用戶的需求，對智能電網建設中存在的不足進行不斷的改進，使智能電網能夠保持高效工作的狀態。

（三）節約資源

智能電網的建設很大一部分原因就是為了節約資源，使電力資源能夠得到循環利用，因此，在建設智能電網的過程中，需要采用更加先進的科學技術，同時通過高效的工作，使電力資源優化的目標得以實現。

二、智能電網的主要特征

（一）電網架構牢固

我國自然災害的發生頻率非常高，自然災害一旦發生會對電網體系帶來極為不利的影響，甚至造成電網無法正常傳輸的后果，因此在構建智能電網時應該充分注意架構的牢固性，只有這樣才能保證電網免受自然災害的影響，不會由于外界環境因素的影響而停止運行。

（二）經濟效益

在建設智能電網的過程中應該全面考慮經濟效益，采用先進的典型工程技術，有效降低了電網在建造及運營環節中的成本，在建設過程中應盡量減少建造的成本，同時還能在有效供應電能的基礎上提升經濟效益。這樣一來不僅可以保證電能品質，同時物質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，需要構建高質量的市場溝通體制，并在第一時間對客戶需求進行掌握，按照客戶需求對服務的品質進行優化。智能電網打破了以往電網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技術簡介

Agent的基本思想是使軟件能模擬人類的社會行為和認知，即人類社會的組織形式、協作關系、進化機制，以及認知、思維和解決問題的方式。Agent最常見的結構如圖1所示，即包括人機界面、通信模塊、分析計算推理模塊、語言包裝和協調機制、知識數據庫和總體控制管理模塊六部分。

圖1 Agent結構簡圖

四、Agent在智能電網建設中的相關應用

近年來，Agent和多Agent系統領域發展迅速，已日漸成為一種新的思維方式，是一種分析、設計和處理復雜性、分布性和相互作用問題的概念模式，在中國智能電網建設中的研究已初具規模。

（一）Agent在電力市場中的應用

目前，Agent技術在電力市場中的應用最為廣泛，在電力市場化的今天，如何準確并穩定地進行電價預測，是市場參與各方都十分關心的問題。為了抑制高耗能行業盲目發展，促進結構調整和產業升級，我國出臺了針對高耗能行業的差別電價政策。差別電價的核心是針對不同的行業實行不同的電價，若電價定得太高，將增加企業成本，使社會物價上漲，對國民經濟造成不良影響；若電價定得太低，又不能達到預期目的。因此相關專家建立了研究差別電價對社會物價及行業用電影響的多Agent模型，如圖2所示。該模型克服了傳統數學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濟之間的聯系，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在繼電保護中的應用

電力系統繼電保護的主要作用是切除發生故障的設備以保證電力系統的正常運行，其性能關系到電力系統中輸電線路的傳輸容量和電力系統安全運行的可靠性及靈活性。隨著中國電網規模的不斷擴大，傳統的繼電保護系統難以達到理想效果。多Agent系統憑借其自主性、合作性、可變性、自發性等特點，逐漸引起電力系統研究人員的重視，而基于MAS的智能繼電保護系統也逐漸引起國內許多研究人員的重視。研究人員利用Agent技術可以主動探測并估計網絡傳輸狀況，同時進行傳輸數據特性分析和幫助傳輸系統靈活調整傳輸策略的特征，設計了PRDTLNS-Agent系統，有效地解決了變電站繼電保護信息傳輸中各類數據流量沖突的問題，保障了信息可靠實時傳輸，為提高變電站自動化系統的局域網通信性能提供了有力的技術支持。由楊偉通知領導的團隊利用MAS的基本特性，結合電力系統的基本特點，運用分布式系統的思想，設計了一種基于MAS的電力系統自適應保護系統，系統結構如圖3所示。通過驗證，該系統不僅可以有效地擴大保護動作范圍，而且可以大大縮短后備保護的動作時間。

圖3 基于MAS的自適應保護系統結構

（三）Agent在電力系統無功優化控制中的應用

電力系統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系到整個電網的穩定運行。多Agent 技術具有很好的自適應性，能使邏輯上或物理上分散的系統并行、協調地求解問題。這種特性能夠很好地解決電力系統無功優化的低效和數據冗余問題。張小蓮等設計了基于MAS的分層分布式無功控制系統。其仿真結果與傳統的全局優化結果進行比較，分布式優化模型的規模小于全局優化，且不需要集中上傳數據，避免了全局優化的數據冗余問題，優化速度也比全局優化提高很多。

（四）Agent在電網故障診斷中的應用

電網故障診斷系統一直是許多電力系統研究人員的研究熱點，并取得了一些研究成果。但故障診斷系統對于電網事件的實時響應性不理想，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的電力系統實時故障診斷方法和系統結構，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診斷方法，可有效地提高診斷系統對于故障事件的反應性能，在外界環境變化較大時可自動放棄當前的診斷目標。

結語

包括Agent技術在內的技術進步催生出更多優秀技術，這些電力工程技術在智能電網建設方面得到很好的應用，其可以提升電網輸送的質量，降低損耗和污染。但在具體應用過程中還存在著一系列的問題，需要相關人員繼續努力研究，以便更好地在智能電網建設中應用電力工程技術，優化智能電網系統，實現能源和經濟的可持續發展。