CN105356432B - 基于Multi‑Agent的多联络配电网故障失电区域拓扑识别系统及方法 - Google Patents

基于Multi‑Agent的多联络配电网故障失电区域拓扑识别系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于Multi‑Agent的多联络配电网故障失电区域拓扑识别系统及方法，该系统包括：外拓扑召唤Agent、拓扑生成Agent和若干个内拓扑发布Agent；一个内拓扑发布Agent配置于多联络配电网中的一个配电终端中，用于获取并发布内拓扑发布Agent相对应的配电终端中配置的拓扑信息及开关状态信息；所述外拓扑召唤Agent和拓扑生成Agent均配置于未流过故障电流的故障隔离开关所在的配电终端中，所述外拓扑召唤Agent用于根据多联络配电网故障发生的位置，向指定通信地址的内拓扑发布Agent召唤拓扑信息及开关状态信息，并传送至拓扑生成Agent；所述拓扑生成Agent用于将获取的所有拓扑信息进行合并，最后生成完整的非故障失电区拓扑信息。

Description

基于Multi-Agent的多联络配电网故障失电区域拓扑识别系 统及方法
技术领域
本发明属于智能分布式馈电自动化领域，尤其涉及一种基于Multi-Agent的多联络配电网故障失电区域拓扑识别系统及方法。
背景技术
Multi-Agent系统(MAS)是多个Agent组成的集合，其多个Agent成员之间相互协调，相互服务，共同完成一个任务。它的目标是将大而复杂的系统建设成小的、彼此互相通信和协调的，易于管理的系统。各Agent成员之间的活动是自治独立的，其自身的目标和行为不受其它Agent成员的限制，它们通过竞争和磋商等手段协商和解决相互之间的矛盾和冲突。MAS主要研究目的是通过多个Agent所组成的交互式团体来求解超出Agent个体能力的大规模复杂问题。
在Multi-Agent系统中，每个Agent具有独立性和自主性，能够解决给定的子问题，自主地推理和规划并选择适当的策略，并以特定的方式影响环境；在Multi-Agent系统中，各Agent之间互相通信，彼此协调，并行地求解问题，因此能有效地提高问题求解的能力；多Agent技术打破了人工智能领域仅仅使用一个专家系统的限制。
智能分布式馈线自动化的故障恢复问题，是指多联络配电网发生故障停电后，配电终端通过对等通信，不依赖配电主站实现故障定位和故障隔离，并自主实现非故障失电区的供电恢复。在多个联络开关配合恢复供电时，为了避免因为负荷分配不均而导致过负荷，为了保证系统再次发生故障时每个供电电源点都有足够的备用容量，多联络配电网故障后供电恢复时，必须充分考虑负荷均衡原则。智能分布式馈线自动化的故障恢复的基础是配电终端动态建立非故障失电区的拓扑结构。
多联络配电网故障恢复作为智能电网自愈控制的重要课题，是电网建设亟待完善的一项重要课题。当多联络配电网发生故障失电后，迅速合理的实现故障恢复，对多联络配电网乃至整个电力系统的安全经济运行都有重要意义。
目前，识别非故障失电区的拓扑结构方法都依赖配电主站，这样造成通信量大以及生成非故障失电区的拓扑结构速度慢的问题，进而影响多联络配电网故障恢复的时间。
发明内容
为了解决现有技术的缺点，本发明提供一种基于Multi-Agent的多联络配电网故障失电区域拓扑识别系统及方法，其中，该系统能够实现多联络配电网故障失电区域拓扑识别过程的通信量小且生成速度快的目的。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于Multi-Agent的多联络配电网故障失电区域拓扑识别系统，包括：外拓扑召唤Agent、拓扑生成Agent和若干个内拓扑发布Agent；
一个内拓扑发布Agent配置于多联络配电网中的一个配电终端中，用于获取并发布内拓扑发布Agent相对应的配电终端中配置的拓扑信息及开关状态信息；
所述外拓扑召唤Agent和拓扑生成Agent均配置于未流过故障电流的故障隔离开关所在的配电终端中，所述外拓扑召唤Agent用于根据多联络配电网故障发生的位置，向指定通信地址的内拓扑发布Agent召唤拓扑信息及开关状态信息，并传送至拓扑生成Agent；
所述拓扑生成Agent用于将获取的所有拓扑信息进行合并，最后生成完整的非故障失电区拓扑信息。
所述内拓扑发布Agent包括内拓扑控制器模块，所述内拓扑控制器模块与信息采集模块相连，所述信息采集模块与配电终端中的存储拓扑信息及开关状态信息的存储模块相连，所述内拓扑控制器模块还与内拓扑信息发送模块相连。
所述外拓扑召唤Agent包括外拓扑控制器模块，所述外拓扑控制器模块与信息接收模块相连，所述信息接收模块与内拓扑信息发送模块相连，所述信息接收模块与内拓扑信息发送模块归属于不同的配电终端。
所述拓扑生成Agent包括拓扑生成控制器模块，所述生成控制器模块与外拓扑控制器模块相连，与所述拓扑生成Agent归属于同一配电终端的内拓扑信息发送模块也连接至拓扑生成控制器模块。
一种基于Multi-Agent的多联络配电网故障失电区域拓扑识别系统的识别方法，包括：
步骤(1)：拓扑生成Agent向其所在配电终端的内拓扑发布Agent获取当前配电终端所配置的拓扑信息及开关状态信息的命令，所述内拓扑发布Agent响应后并传送至拓扑生成Agent；
步骤(2)：拓扑生成Agent根据获取的开关状态信息进行判断多联络配电网故障发生的位置，若故障发生在上游，则外拓扑召唤Agent遍历拓扑生成Agent所在配电终端的各个分支的邻接信息，逐级获取下游邻接配电终端所配置的拓扑信息并传送至拓扑生成Agent；
否则，获取非故障失电区始端开关的邻接配电终端的内拓扑信息，并逐级获取下游拓扑信息传送至拓扑生成Agent，直至满足非故障失电区边界条件为止；
步骤(3)：拓扑生成Agent将获取的所有拓扑信息进行合并，最后生成完整的非故障失电区拓扑信息。
所述拓扑生成Agent遍历拓扑生成Agent所在配电终端的各个分支的邻接信息的过程为：
拓扑生成Agent逐条查询每个分支的邻接配电终端的通信地址配置信息，若该分支没有邻接配置信息表示是负荷分支；负荷分支和联络开关分支的邻接拓扑信息不需查询；
拓扑生成Agent以通信地址为参数向外拓扑召唤Agent发送查询命令，外拓扑召唤Agent继而向相应的配电终端发送召唤拓扑命令；
相应的配电终端中内拓扑发布Agent接收命令，并将所述邻接配电终端所配置的拓扑信息传送至外拓扑召唤Agent；
外拓扑召唤Agent接收拓扑信息后传送至拓扑生成Agent，直至拓扑生成Agent获取故障隔离开关所在的配电终端的所有分支的邻接信息。
所述非故障失电区边界为负荷分支和联络开关。
所述步骤(1)和步骤(2)中，拓扑信息包括：配电终端所覆盖的开关组、开关组的连接关系以及开关组中每个开关的邻接开关所对应的配电终端的通信地址。
所述步骤(1)和步骤(2)中，开关状态信息包括：每个开关的位置状态和每个开关的类型。
本发明的有益效果为：
(1)本发明采用在多联络配电网的配电终端中部署相互通信的内拓扑发布Agent、外拓扑召唤Agent和拓扑生成Agent，实现多联络配电网智能分布式馈线自动化的快速供电恢复所需的非故障失电区拓扑信息的自动生成，该方法不依赖配电主站，具有通信量小和生成速度快的优点；
(2)本发明通过判断故障发生的位置，通过外拓扑召唤Agent进行遍历相应分支及邻接配电终端所配置的拓扑信息，均传送至拓扑生成Agent进行合成完整的非故障失电区拓扑信息，最终提高了非故障失电区拓扑信息的完整性和准确性。
附图说明
图1是本发明的流程示意图；
图2是本发明的馈线故障示意图；
图3是本发明的Agent间交互示意图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明：
本发明的基于Multi-Agent的多联络配电网故障失电区域拓扑识别系统，包括：外拓扑召唤Agent、拓扑生成Agent和若干个内拓扑发布Agent；
一个内拓扑发布Agent配置于多联络配电网中的一个配电终端中，用于获取并发布内拓扑发布Agent相对应的配电终端中配置的拓扑信息及开关状态信息；
所述外拓扑召唤Agent和拓扑生成Agent均配置于未流过故障电流的故障隔离开关所在的配电终端中，所述外拓扑召唤Agent用于根据多联络配电网故障发生的位置，向指定通信地址的内拓扑发布Agent召唤拓扑信息及开关状态信息，并传送至拓扑生成Agent；
所述拓扑生成Agent用于将获取的所有拓扑信息进行合并，最后生成完整的非故障失电区拓扑信息。
本发明的基于Multi-Agent的多联络配电网故障失电区域拓扑识别系统的识别方法主要思路是：在故障隔离后，用于故障隔离的未流过故障电流的隔离开关是非故障失电区的起始端，该开关所在的配电终端作为拓扑自动识别方法的执行主体，该配电终端搜集整个失电区拓扑信息，非故障失电区的边界为负荷分支和联络开关。
拓扑信息分散配置在各个配电终端内，每个配电终端可能覆盖一个或多个开关，拓扑配置信息包含：配电终端所覆盖开关组的内部连接关系以及每个开关的外部邻接开关所在的配电终端的通信地址信息。
在基于Multi-Agent的多联络配电网故障失电区域拓扑识别系统的识别方法中，拓扑生成Agent是拓扑识别方法的执行主体。其具体流程如图1，步骤如下：
1)拓扑生成Agent首先获取未流过故障电流的故障隔离开关所在的配电终端所配置的拓扑信息和开关状态信息。
2)拓扑生成Agent判断故障发生位置，若故障发生在上游，则未流过故障电流的故障隔离开关所在的配电终端所配置的拓扑信息中开关组都在非故障失电区内，遍历各个分支的邻接信息，获取下游邻接配电终端所配置的拓扑信息；并采用与处理故障隔离开关所在的配电终端所配置的拓扑信息相同的方法逐级获取下游拓扑信息，直至满足非故障失电区边界条件为止；
若故障不是发生在上游，则故障隔离开关所在的配电终端所配置的拓扑信息中开关组不在非故障失电区内，获取非故障失电区始端开关的邻接配电终端的内拓扑信息，并逐级获取下游拓扑信息直至满足非故障失电区边界条件为止。
其中，故障是否发生在上游可以根据配电终端所覆盖的开关组中的进线开关是否流过故障电流来判断，若进线开关未流过故障电流，可以判定故障发生在上游。
3)合并各个配电终端的拓扑信息形成完整的非故障失电区拓扑信息。
以图2所示的馈线K点发生故障为例，说明各个Agent的交互过程。
馈线K点发生故障，故障定位后故障隔离功能会把配电终端A所覆盖的进线开关跳开。因多联络配电网为单电源辐射状网络，故障时该进线开关未流过故障电流。
故配电终端A中的“拓扑生成Agent”开始收集非故障失电区的拓扑信息。
各个Agent的交互过程如图3所示，步骤如下：
1)向“拓扑生成Agent”所在的配电终端的“内拓扑发布Agent”发送召唤拓扑信息的消息。
2)“拓扑生成Agent”所在的配电终端“内拓扑发布Agent”返回拓扑信息至“拓扑生成Agent”。
其中，拓扑信息包含配置信息和实时信息。配置信息有：所覆盖的开关组及连接关系，开关组中每个开关所邻接开关所对应的配电终端的通信地址；状态信息有：每个开关的位置状态以及每个开关的类型。
3)根据故障发生位置，故障隔离开关所在的配电终端的开关组可能全部在非故障失电区内，也可能只有一个开关是非故障失电区的始端。
若全部在非故障失电区内，遍历各个分支的邻接信息，获取下游邻接配电终端所配置的拓扑信息；若只有一个开关是非故障失电区的始端，则获取该开关的邻接配电终端的内拓扑信息。
在图2的故障示例中，配电终端A所覆盖的开关组全部在非故障失电区内，需要遍历查询其余四个开关的邻接配电终端，但其中三个开关没有邻接开关及其邻接配电终端，已经是边界了，只有一个开关背后有邻接开关及其邻接配电终端B。
4)“拓扑生成Agent”以配电终端B的通信地址为参数向“外拓扑召唤Agent”发送拓扑召唤命令。
5)“外拓扑召唤Agent”向配电终端B的“内拓扑发布Agent”发送拓扑召唤命令。
6)配电终端B的“内拓扑发布Agent”返回拓扑信息至“外拓扑召唤Agent”。
7)“外拓扑召唤Agent”把返回的拓扑信息传递给“拓扑生成Agent”。
8)根据配电终端B的拓扑信息，“拓扑生成Agent”遍历配电终端B所覆盖的所有开关邻接关系，其中两个开关没有邻接开关及其邻接配电终端，其中一个是联络开关，已经是边界了，只是需要继续搜索配电终端C的拓扑信息，执行过程同4)-7)所示，搜集到配电终端C的拓扑信息。
9)同8)相似，搜集到配电终端D的拓扑信息。配电终端D所覆盖的开关组中进线开关是联络开关，是非故障失电区的边界。
10)“拓扑生成Agent”合成上述配电终端A、B、C、D的拓扑信息，生成非故障失电区的拓扑信息。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (9)

1.一种基于Multi-Agent的多联络配电网故障失电区域拓扑识别系统，其特征在于，包括：外拓扑召唤Agent、拓扑生成Agent和若干个内拓扑发布Agent；
一个内拓扑发布Agent配置于多联络配电网中的一个配电终端中，用于获取并发布内拓扑发布Agent相对应的配电终端中配置的拓扑信息及开关状态信息；
所述外拓扑召唤Agent和拓扑生成Agent均配置于未流过故障电流的故障隔离开关所在的配电终端中，所述外拓扑召唤Agent用于根据多联络配电网故障发生的位置，向指定通信地址的内拓扑发布Agent召唤拓扑信息及开关状态信息，并传送至拓扑生成Agent；
所述拓扑生成Agent用于将获取的所有拓扑信息进行合并，最后生成完整的非故障失电区拓扑信息。
2.如权利要求1所述的一种基于Multi-Agent的多联络配电网故障失电区域拓扑识别系统，其特征在于，所述内拓扑发布Agent包括内拓扑控制器模块，所述内拓扑控制器模块与信息采集模块相连，所述信息采集模块与配电终端中的存储拓扑信息及开关状态信息的存储模块相连，所述内拓扑控制器模块还与内拓扑信息发送模块相连。
3.如权利要求2所述的一种基于Multi-Agent的多联络配电网故障失电区域拓扑识别系统，其特征在于，所述外拓扑召唤Agent包括外拓扑控制器模块，所述外拓扑控制器模块与信息接收模块相连，所述信息接收模块与内拓扑信息发送模块相连，所述信息接收模块与内拓扑信息发送模块归属于不同的配电终端。
4.如权利要求2所述的一种基于Multi-Agent的多联络配电网故障失电区域拓扑识别系统，其特征在于，所述拓扑生成Agent包括拓扑生成控制器模块，所述拓扑生成控制器模块与外拓扑控制器模块相连，与所述拓扑生成Agent归属于同一配电终端的内拓扑信息发送模块也连接至拓扑生成控制器模块。
5.一种如权利要求1所述的基于Multi-Agent的多联络配电网故障失电区域拓扑识别系统的识别方法，其特征在于，包括：
步骤（1）：拓扑生成Agent向其所在配电终端的内拓扑发布Agent获取当前配电终端所配置的拓扑信息及开关状态信息的命令，所述内拓扑发布Agent响应后并传送至拓扑生成Agent；
步骤（2）：拓扑生成Agent根据获取的开关状态信息进行判断多联络配电网故障发生的位置，若故障发生在上游，则外拓扑召唤Agent遍历拓扑生成Agent所在配电终端的各个分支的邻接信息，逐级获取下游邻接配电终端所配置的拓扑信息并传送至拓扑生成Agent；
否则，获取非故障失电区始端开关的邻接配电终端的内拓扑信息，并逐级获取下游拓扑信息传送至拓扑生成Agent，直至满足非故障失电区边界条件为止；
步骤（3）：拓扑生成Agent将获取的所有拓扑信息进行合并，最后生成完整的非故障失电区拓扑信息。
6.如权利要求5所述的识别方法，其特征在于，所述拓扑生成Agent遍历拓扑生成Agent所在配电终端的各个分支的邻接信息的过程为：
拓扑生成Agent逐条查询每个分支的邻接配电终端的通信地址配置信息，若该分支没有邻接配置信息表示是负荷分支；负荷分支和联络开关分支的邻接拓扑信息不需查询；
拓扑生成Agent以通信地址为参数向外拓扑召唤Agent发送查询命令，外拓扑召唤Agent继而向相应的配电终端发送召唤拓扑命令；
相应的配电终端中内拓扑发布Agent接收命令，并将所述邻接配电终端所配置的拓扑信息传送至外拓扑召唤Agent；
外拓扑召唤Agent接收拓扑信息后传送至拓扑生成Agent，直至拓扑生成Agent获取故障隔离开关所在的配电终端的所有分支的邻接信息。
7.如权利要求5所述的识别方法，其特征在于，所述非故障失电区边界为负荷分支和联络开关。
8.如权利要求5所述的识别方法，其特征在于，所述步骤（1）和步骤（2）中，拓扑信息包括：配电终端所覆盖的开关组、开关组的连接关系以及开关组中每个开关的邻接开关所对应的配电终端的通信地址。
9.如权利要求8所述的识别方法，其特征在于，所述步骤（1）和步骤（2）中，开关状态信息包括：每个开关的位置状态和每个开关的类型。
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