信息通信技術在智能電網建設中的應用研究

陳衡 姚娟

摘要：本文從電力調度系統的智能化需求角度出發，提出了一種適合電力系統生產特點的基于SOA的電力智能調度系統解決方案，設計實現了面向服務的Multi-Agent電力調度系統，并進行了系統仿真實驗。結果表明，面向服務的Multi-Agent調度系統的應用，提升了系統響應及時性與準確性，提高了系統的工作效率，增強了系統的智能化水平。

關鍵詞：智能電網;中間件;信息通信

中圖分類號：TM73 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2020）01-0168-02

0 引言

智能電網隨著科技的發展逐步的建立起來，現有電網大多屬于交直流混聯電網，運行方式復雜多樣。大容量可再生新能源電源并網帶來了電源輸出的不確定性和不穩定性，如何優化資源配置、提高系統和設備運行效率，以及如何增強電網的安全管理，從而提升電力系統的總體運行水平，這些需求都對自動化系統智能分析、智能決策、在線預警、自主調控、自我調整等功能提出了更高的要求[1]。

鑒于現有電力系統各個生產環節自有系統多樣、復雜，大多數系統處于信息孤島狀態，從協作、可靠、實時和實際的角度出發，設計一種新的最大限度整合原有資源、靈活可靠且適合電力系統生產特點的整體架構的解決方案勢在必行。

1 面向服務的電力智能調度系統架構設計

傳統電力調度自動化系統發展經歷主機終端、客戶-服務器和功能分布結構三個階段[2]。基于DDS/IEC61850通信中間件是以面向服務架構（即SOA）為軟件架構的中間件。為了更好地構建、執行或管理生產和調度的各個環節，我們必須定義一組良好的函數來對該中間件進行處理。

基于電網 “統一調度分層管理”的運行模式，我們將調度生產的基本單元按粗粒度進行重新劃分，從而充分地整合現有信息系統。通過中間件技術的應用，可以避免系統復雜的底層操作，使開發環境趨于簡單化和統一化，降低了程序設計的難度，從而使開發人員可以專注于業務，不再需要在多個不同的平臺上進行程序的移植和重復工作，從而大幅度降低了開發的技術難度和負擔。電力智能調度系統架構的設計如圖1所示。

參與電力調度生產過程的各級調度單元事先在服務中心注冊。第三方支撐系統負責發現和匹配調度應用之間的協同關系，開發和構建組合服務應用。不同級別參與調度用戶可以快速按需定制出個性化虛擬化業務協同應用。圖1中，各個組成部分對通信要求各不相同。對于各部分中存在通信的單元，采用一致的通信接口可以增強通信單元的互操作性。但依據傳統電力通信網絡存在信息孤島的問題，很多原有系統設計之初并未考慮之間交互和協同的問題。因此，在智能電網建設，為了最大限度的利用原有體系，迫切需要有效的集成手段。基于DDS/IEC 61850通信中間件，可以提供對需傳輸的信息進行再包裝服務，從而達到系統內信息——接口統一，在傳統電網調度系統向智能電網調度系統過渡的進程中不失為一種解決方案。

2 建立服務監聽型自適應代理模型

我們知道，Agent具有很多良好的特性，特別是他的主動性和交互性，從而成為SOA設計實現的有效工具。在收到新的請求信號時，主動服務Agent會根據協議將其發送給目標用戶，工作流管理Agent可以根據協議主動將最新的工作進度通知相關工作站[3]。

在傳統Agent模型的基礎上，本文將原模型進行了部分優化和提升，使其不但且具有良好的自適應性，而還增加服務監聽功能，從而能夠更好的服務于SOA系統。在模型設計中具體增加了以下兩個部分的改進：

（1）將服務發現模塊添加到一般的Agent模型中。利用該模塊在網絡上持續的地進行偵聽，收集并分析獲取的信息是否存在對服務的需求。一旦分析發現存在服務需求，則立即激活通信功能模塊，通過通信功能模塊與發出服務請求的Agent交換信息。

（2）在信息發布服務器和任務產生服務器之間建立信息交換信道。即在一般Agent模型中建立由信息識別發布服務器到輸出任務產生服務器之間信息交換的通道，如果交互信息符合原始的相互識別協議，則輸出任務產生服務器將直接生成發布任務，以減少系統的運行環節，從而減少工作量，大幅提高系統響應速度。

將上述改進的模型運用于基于SOA和Multi-Agent的智能電網應用系統中，可以提高系統運行的穩定性和效率，從而更好的完成預設任務。

3 搭建面向服務的Multi-Agent電力調度系統

Multi-Agent系統（即MAS），是由多個代理Agent組成的集合，代理成員之間通過相互協調和配合，從而使問題得到解決。MAS 的協作性、分布性、異步性等特性為SOA架構的系統構建提供了有力條件，除了自動化系統和分布式結構的控制，它特別符合多Agent系統的結構的要求。相對于傳統控制系統，它允許系統的每個成員都有更大的自主權。在此基礎上設計的面向服務的多重代理電力調度系統結構如圖2所示。

在面向服務的Multi-Agent電力調度系統中，Agent將服務請求發布到企業服務總線ESB，由ESB名空間、業務服務注冊Agent、業務編排Agent進行處理，并經過ESB網關安全評估后，再將處理結果反饋給服務請求Agent。

4 系統仿真

在上述系統設計的基礎上，本文給出了一個基于多智能體系統的仿真系統實例，該系統由故障診斷系統Agent、數據采集與監控系統和ESB服務總線組成。本文仿真環境核心配置如表1。

其中，發電機及相關配件用來模擬發電生產以及發電并網;臺式機1為取樣機，模擬數據采集;臺式機2模擬故障檢測;臺式機3模擬在線決策。采集數據，以每250ms/組的速度發布服務。在采集點電壓低于預設的電壓時，產生故障請求服務，請求進行故障診斷。故障檢測系統響應服務請求，驗證請求是否符合要求，如果一致，則提供診斷服務。

5 結語

本文從電力調度系統的協作、可靠、實時和實際的角度出發，提出了一種適合電力系統生產特點的基于SOA的電力智能調度系統解決方案，設計實現了面向服務的Multi-Agent電力調度系統，并進行了系統仿真實驗。試驗表明，面向服務的Multi-Agent調度系統的應用，使Agent增加了服務發現功能和更加完善的協作會話功能，提升了系統響應及時性與準確性，提高了系統的工作效率，增強了系統的智能化水平。

參考文獻

[1] 楊玉明.電力信息通信技術在智能電網中的應用研究[J].電力訊息，2018（2）：187-188.

[2] 陳田，徐玉蓉.智能電網時代電力信息通信技術的應用和研究[J].中國新通信，2017，19（23）：127.

[3] 張歆，陸飛飛，朱信剛，等.智能電網中電力通信技術的應用[J].中國設備工程，2017（22）：99-200.