基于多Agent的智能变电站站域后备保护研究

摘要

智能变电站是智能电网的重要组成部分，代表着电力技术的发展方向，智能化变电站具有三个主要的特征:“一次设备智能化，二次设备网络化，符合IEC61850标准”，即智能化变电站内的信息全部做到数字化，信息传递实现网络化，通信模型达到标准化，使各种设备和功能共享统一的信息平台。同时，传统的变电站站域保护由于存在配合复杂等缺陷，无法适应日益复杂的电力环境。因此需要开发新的思路，实现更为高效可靠的智能变电站站域保护。
　　本文深入研究了多Agent技术，Agent之间的配合是多Agent系统研究的核心问题。通过Agent之间的协作和协调，不仅增强多Agent系统解决问题的能力，而且还能使系统具有更好的灵活性。因此多Agent技术为分布式的继电保护提供了一个研究的新思路，也逐步受到继电保护研究人员的重视。
　　本文在充分研究智能变电站结构和通信的基础之上，将多Agent技术、智能变电站理论以及站域保护等相关理论相结合，本文提出了基于多Agent的智能邑变电站站域后备保护方案。借鉴IEC61850标准中逻辑设备、逻辑节点等概念，基于逻辑节点的概念构建Agent模型。将变电站内后备保护元件划归为Agent或Agent组，设计了站域后备保护Agent乙间相互协作的规则，并分析了其在断路器失灵、通信失效、采样失败等不同故障场景中的行为。
　　本文根据智能变电站的结构以及多Agent理念，选用面向Agent的开发环境JADE，使用Java语言开发了基于多Agent的站域后备保护实验仿真平台，对不同场景的故障进行仿真，验证了Agent之间的相互通信和协作的可行性以及准确性。

目录

声明

致谢

摘要

1 引言

1．1 研究背景及意义

1．2 国内智能变电站的现状

1．2．1 国内智能变电站的发展及成就

1．2．2 国内智能变电站发展的欠缺

1．3 多Agent理论的发展及其在电力领域的应用

1．3．1 多Agent理论的历史及发展

1．3．2 多Agent理论在电力领域的应用

1．4 论文的主要工作及章节安排

2 智能变电站及其相关技术

2．1 智能变电站概述

2．1．1 智能变电站的概念

2．1．2 智能变电站的体系结构

2．1．3 智能变电站的结构形式

2．2 IEC61850标准及其关键技术

2．2．1 IEC61850组成部分

2．2．2 IEC61850标准技术要素

2．3 智能变电站站域保护系统

2．3．1 智能变电站站域保护系统架构及功能架构

2．3．2 站域级保护控制主要功能及应用原则

2．3．3 智能变电站分布式母线保护

2．4 智能变电站网络与通信技术

2．4．1 变电站内信息流及优化方案

2．4．2 站内信息流量分析

2．4．3 站内信息延时分析

2．5 本章小结

3 多Agent理论及基于多Agent的智能变电站后备保护

3．1 多Agent系统基本理论及关键技术

3．1．1 Agent的概念

3．1．2 Agent的分类

3．1．3 多Agent系统的概念

3．1．4 多Agent系统的通信机制

3．1．5 MAS的组织结构

3．2 基于多Agent的智能变电站

3．2．1 分层分布式的MAS结构

3．2．2 基于多Agent的智能变电站体系结构

3．2．3 故障监测Agent组

3．2．4 通信监测Agent

3．2．5 网络拓扑Agent

3．2．6 整定Agent

3．3 基于多Agent的站域后备保护系统

3．3．1 站域后备保护Agent配置方式

3．3．2 站域保护Agent的结构及功能设定

3．3．3 保护Agent工作流程

3．3．4 故障场景下Agent的动作分析

3．4 本章小结

4 基于多Agent理论的智能变电站后备保护仿真平台

4．1 JADE平台概述

4．1．1 JADE平台简介

4．1．2 JADE平台体系结构

4．1．3 JADE平台中的Agent模型

4．1．4 JADE平台下Agent的行为调度及执行

4．1．5 JADE平台下Agent的通信

4．1．6 Agent平台提供的特性

4．2 多Agent仿真平台体系结构及数据系统

4．2．1 多Agent仿真平台的体系结构

4．2．2 多Agent仿真平台的数据系统

4．3 多Agent仿真平台中Agent的行为分析

4．4 算例分析

4．4．1 算例背景

4．4．2 母线接地故障下的平台运行情况及分析

4．4．3 断路器失灵状况下的平台运行情况及分析

4．4．4 采样失灵状况下的平台运行情况及分析

4．5 本章小结

5 结论

参考文献

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

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