基于多智能体的含分布式电源配电网保护控制系统及方法

摘要

本发明提出基于多智能体的含分布式电源配电网保护控制系统及方法，该系统包括基础层和决策层；基础层包括配置于配电网网络中的每个断路器处的智能体，采集故障电流信号、对应断路器的开关状态、以及对应的智能体的位置信息，得到故障电流信号的暂态高频分量的极性；决策层为配置于配电网网络中的中低压变电站的信息集中处理器，根据各智能体的位置信息确定出存在共输电线相邻关系的智能体和存在共母线相邻关系的智能体，根据各智能体位置关系和其极性输出，确定故障发生区段。本发明当含分布式电源配电网网架结构发生变化时，均能实现自适应，无需对保护进行重新整定，能够较好改善因分布式电源的接入对配电网保护带来的影响。

说明书

技术领域

本发明属于含分布式电源配电网继电保护技术领域，具体涉及基于多智能体的含分布式电源配电网保护控制系统及方法。

背景技术

如今，随着能源危机的持续加剧以及环境污染的加剧，以风能和太阳能为主要能量来源的分布式发电技术得到了快速的发展和广泛的应用，同时也使越来越多的分布式电源就近接入了配电网。分布式电源接入配电系统后的保护控制问题逐渐成为配电网面临的重要挑战之一。国内外研究指出，由于分布式电源自身的灵活性，其接入点的不同将会改变传统配电网的潮流分布，特别是在故障条件下，故障电流大小和方向的变化会对依靠电流整定的传统三段式保护造成影响，选择性和灵敏性下降。与此同时，由于分布式电源自身的特殊性，如接入容量的不确定性以及运行模式和控制策略的多样性，造成其故障电流的大小和时间不同于传统电源，这同样给传统保护的保护方案的确定增加了难度。

针对有分布式电源接入的配电网，在保护控制方面，国内外也展开了一系列的研究工作。现在的主要方式还是对原配电网三段式保护进行相应的改进。以故障后切断分布式电源的供电为主要手段，如此一来，极大的降低了分布式电源的利用率，一定程度上违背了发展分布式电源的初衷。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出基于多智能体的含分布式电源配电网保护控制系统及方法。

本发明技术方案如下：

一种基于多智能体的含分布式电源配电网保护控制系统，包括基础层和决策层；

所述基础层，包括配置于含分布式电源的配电网网络中的每个断路器处的智能体；

所述基础层，用于采集含分布式电源配电网的各安装点处的故障电流信号、对应断路器的开关状态、以及对应的智能体的位置信息，对各安装点处的故障电流信号进行处理得到各安装点处的所测故障电流信号的暂态高频分量的极性，将所测故障电流信号的暂态高频分量的极性及其对应智能体的位置信息上传至决策层，并在得到决策层的关断对应断路器的指令信号时，发送跳闸指令，关断对应的断路器；

所述基础层的各个智能体均包括：信号检测模块、信号变换模块、智能体及支路位置检测模块、信号极性计算模块和故障隔离模块；

所述信号检测模块，用于检测其安装点处的故障电流信号和对应断路器的开关状态；

所述智能体及支路位置检测模块，用于检测智能体的位置信息，传送至决策层；

所述信号变换模块，用于对检测到的故障电流信号进行相模变换及小波变换，得到所测故障电流信号的暂态高频分量；

所述信号极性计算模块，用于根据所测故障电流信号的暂态高频分量计算出所测故障电流信号的暂态高频分量的极性，得出其极性输出，传送至决策层；

所述故障隔离模块，用于在得到决策层的关断对应断路器的指令信号时，发送跳闸指令，关断对应的断路器；

所述决策层，为配置于含分布式电源的配电网网络中的中低压变电站的信息集中处理器；

所述决策层，用于接收基础层各智能体传输的所测故障电流信号的暂态高频分量的极性及其对应智能体的位置信息，根据各智能体的位置信息确定出存在共输电线相邻关系的智能体和存在共母线相邻关系的智能体，根据各智能体位置关系和其极性输出，确定故障发生区段，并依据故障判断结果对基础层的对应智能体发送关断对应断路器的指令信号；

所述决策层的信息集中处理器主要包括：智能体位置关系判断模块和故障判断模块；

所述智能体位置关系判断模块，用于根据各智能体的位置信息确定智能体关系矩阵R，并确定出存在共输电线相邻关系的智能体和存在共母线相邻关系的智能体，并分别发送至故障判断模块；

所述故障判断模块，用于对存在共输电线相邻关系的智能体的极性输出进行逻辑计算，判断共输电线相邻关系的智能体之间的输电线上是否存在故障，对存在共母线相邻关系的智能体的极性输出进行逻辑计算，判断共母线相邻关系的智能体之间的母线上是否发生故障，并依据故障判断结果对基础层的对应智能体发送关断对应断路器的指令信号；

所述基础层各智能体与决策层的信息集中处理器之间采用光纤通信。

所述根据所测故障电流信号的暂态高频分量计算出所测故障电流信号的暂态高频分量的极性，得出其极性输出的具体过程如下：

提取所测故障电流信号的暂态高频分量i的第一个峰值i_max1及其对应的时间值t；

计算所测故障电流信号的暂态高频分量的极性值k，即故障电流信号的暂态高频分量i的第一个峰值i_max1与其对应的时间值t的比值；

根据所测故障电流信号的暂态高频分量的极性值k确定所测故障电流信号的暂态高频分量的极性，即当k＞0时，所测故障电流信号的暂态高频分量的极性为正，极性输出为1，当k＜0时，所测故障电流信号的暂态高频分量的极性为负，极性输出为0。

所述根据各智能体的位置信息确定智能体关系矩阵R，并确定出存在共输电线相邻关系的智能体和存在共母线相邻关系的智能体的具体过程如下：

根据各智能体的位置信息将含分布式电源配电网的网络转换成开关-支路矩阵C；

根据开关-支路矩阵C确定体现含分布式电源配电网中各智能体间相邻关系的智能体关系矩阵R＝CC^T，其中，C^T为开关-支路矩阵C的转置；

沿着两条搜索路径对智能体关系矩阵R进行拆分，确定出所有存在共输电线相邻关系的智能体和所有存在共母线相邻关系的智能体。

所述根据各智能体的位置信息将含分布式电源配电网的网络转换成开关-支路矩阵C的具体过程如下：

将含分布式电源配电网的每个智能体所在断路器作为网络拓扑中的节点，两节点之间的所有输电线线路作为支路，将有分布式电源接入的支路同样作为拓扑结构支路，依据节点和支路的关系，形成开关-支路矩阵C：

其中，c_ij为第i号智能体与第j条支路的连接关系，{1≤i≤m|i∈Z}，m为网络中智能体的个数，{1≤j≤n|j∈Z}，n为网络中支路的条数，当智能体与输电线支路存在直接连接关系，且智能体在输电线支路的右边时c_ij＝1，当智能体与输电线支路存在直接连接关系，且智能体在输电线支路的左边时c_ij＝-1，当智能体与输电线支路之间无直接连接关系或通过母线与输电线支路相连时c_ij＝0；

所述沿着两条搜索路径对智能体关系矩阵R进行拆分，确定出所有存在共输电线相邻关系的智能体和所有存在共母线相邻关系的智能体的具体过程如下：

确定存在共输电线相邻关系的智能体：对体现各智能体间相邻关系的智能体关系矩阵R按照行向量r_i＝[r_i1，…，r_ij′，…，r_im]进行搜索，若r_ij′≠0时，则第i号智能体和第j′号智能体之间存在共输电线支路相邻关系，若r_ij′＝0时，则第i号智能体和第j′号智能体之间不存在共输电线支路相邻关系，确定出所有存在共输电线相邻关系的智能体，其中，r_i为智能体关系矩阵R中第i行元素组成的行向量，r_ij′为第i号智能体与第j′号智能体之间的关系，{1≤i，j′≤m|i，j′∈Z}，m为网络中智能体的个数；

确定存在共母线相邻关系的智能体：对体现各智能体间相邻关系的智能体关系矩阵R按其主对角线进行搜索，从智能体关系矩阵R左上角元素r₁₁开始，依次计算r_ii×r_ii+1，若r_ii×r_ii+1＝0则开始累计，直至r_ii×r_ii+1≠0时停止，将累计的p_j″个r_ii元素为主对角线，构成一个p_j″×p_j″的单位矩阵依次找到与智能体关系矩阵R共主对角线的所有单位矩阵，同一个单位矩阵中的智能体为存在共母线相邻关系的智能体，确定出所有存在共母线相邻关系的智能体，其中，{1≤i≤m|i∈Z}，{2≤p_j″＜m，|p_j″∈Z}、{1≤j″≤q|j″∈Z}且p₁+…+p_j″-1+p_j″+p_j″+1+…+p_q＝m，q为智能体关系矩阵R中单位矩阵个数。

所述对存在共输电线相邻关系的智能体的极性输出进行逻辑计算，判断共输电线相邻关系的智能体之间的输电线上是否存在故障，对存在共母线相邻关系的智能体的极性输出进行逻辑计算，判断共母线相邻关系的智能体之间的母线上是否发生故障的具体过程如下所示：

对存在共输电线相邻关系的智能体之间的输电线进行有无故障发生的判断方法如下：

对存在共输电线相邻关系的第i号智能体与j′号智能体的极性输出进行同或逻辑运算，得到智能体极性比较值k_i，j′：

其中，k_i为第i号智能体的极性输出，k_j′为第j′号智能体的极性输出；

若k_i，j′为1，则第i号智能体与j′号智能体之间的输电线上存在故障，若k_i，j′为0，则第i号智能体与j′号智能体之间的输电线上未发生故障或者区外故障；

对存在共母线相邻关系的智能体的母线上有无故障发生的判断方法如下：

首先对存在共母线相邻关系的智能体的极性输出两两进行同或逻辑运算，再对同或逻辑运算后所得的计算结果进行与逻辑运算，得到第x号母线上各智能体极性综合比较值k_{Bus_x}：

其中，{1≤x≤n′|x∈Z}，m′为与x号母线直接相连的智能体个数，n′为含分布式电源配电网的母线个数，{1≤i＜m|i∈Z}，m为网络中智能体的个数；

若k_{Bus_x}＝1，则x号母线上发生故障，若k_{Bus_x}＝0，则x号母线上未发生故障或者区外故障。

采用基于多智能体的含分布式电源配电网保护控制系统的含分布式电源配电网保护控制方法，包括以下步骤：

S1：通过基础层的各智能体采集含分布式电源配电网的各安装点处的故障电流信号、对应断路器的开关状态、以及对应的智能体的位置信息；

S2：通过基础层的各智能体对检测到的故障电流信号进行相模变换及小波变换，得到所测故障电流信号的暂态高频分量；

S3：通过基础层的各智能体根据所测故障电流信号的暂态高频分量计算出所测故障电流信号的暂态高频分量的极性，得出其极性输出；

S31：提取所测故障电流信号的暂态高频分量i的第一个峰值i_max1及其对应的时间值t；

S32：计算所测故障电流信号的暂态高频分量的极性值k，即故障电流信号的暂态高频分量i的第一个峰值i_max1与其对应的时间值t的比值；

S33：根据所测故障电流信号的暂态高频分量的极性值k确定所测故障电流信号的暂态高频分量的极性，即当k＞0时，所测故障电流信号的暂态高频分量的极性为正，极性输出为1，当k＜0时，所测故障电流信号的暂态高频分量的极性为负，极性输出为0。

S4：通过基础层的各智能体将对应智能体的位置信息和极性输出传送至决策层；

S5：通过决策层的信息集中处理器根据各智能体的位置信息确定智能体关系矩阵R，并确定出存在共输电线相邻关系的智能体和存在共母线相邻关系的智能体；

S51：根据各智能体的位置信息将含分布式电源配电网的网络转换成开关-支路矩阵C；

S52：根据开关-支路矩阵C确定体现含分布式电源配电网中各智能体间相邻关系的智能体关系矩阵R＝CC^T，其中，C^T为开关-支路矩阵C的转置；

S53：沿着两条搜索路径对智能体关系矩阵R进行拆分，确定出所有存在共输电线相邻关系的智能体和所有存在共母线相邻关系的智能体。

S6：通过决策层的信息集中处理器对存在共输电线相邻关系的智能体的极性输出进行逻辑计算，判断共输电线相邻关系的智能体之间的输电线上是否发生故障，对存在共母线相邻关系的智能体的极性输出进行逻辑计算，判断共母线相邻关系的智能体之间的母线上是否发生故障，并根据故障判断结果对基础层的对应智能体发送关断对应断路器的指令信号；

S61：对存在共输电线相邻关系的第i号智能体与j′号智能体的极性输出进行同或逻辑运算，得到智能体极性比较值k_i，j′：

其中，k_i为第i号智能体的极性输出，k_j′为第j′号智能体的极性输出；

S62：若k_i，j′为1，则第i号智能体与j′号智能体之间的输电线上存在故障，若k_i，j′为0，则第i号智能体与j′号智能体之间的输电线上未发生故障或者区外故障；

S63：首先对存在共母线相邻关系的智能体的极性输出两两进行同或逻辑运算，再对同或逻辑运算后所得的计算结果进行与逻辑运算，得到第x号母线上各智能体极性综合比较值k_{Bus_x}：

其中，{1≤x≤n′|x∈Z}，m′为与x号母线直接相连的智能体个数，n′为含分布式电源配电网的母线个数，{1≤i＜m|i∈Z}，m为网络中智能体的个数；

S64：若k_{Bus_x}＝1，则x号母线上发生故障，若k_{Bus_x}＝0，则x号母线上未发生故障或者区外故障；

S65：根据故障判断结果对基础层的对应智能体发送关断对应断路器的指令信号。

S7：通过基础层的各智能体在得到决策层的关断对应断路器的指令信号时，发送跳闸指令至对应断路器，使其关断。

本发明的有益效果：

本发明提出基于多智能体的含分布式电源配电网保护控制系统及方法，本发明在一次完成配置后，当含分布式电源配电网网架结构发生变化时，均能实现自适应，无需对保护进行重新整定；对于分布式电源的容量的变化、投切时间的变化、投入位置的变化均有自适应能力；能够较好改善因分布式电源的接入对配电网保护带来的影响。

附图说明

图1为本发明具体实施方式中基于多智能体的含分布式电源配电网保护控制系统的结构框图；

图2为本发明具体实施方式中多分布式电源接入的多端供电网络示意图；

图3为本发明具体实施方式中共输电线相邻关系的智能体关系图；

图4为本发明具体实施方式中共母线相邻关系的智能体关系图；

图5为本发明具体实施方式中基于多智能体的含分布式电源配电网保护控制方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明具体实施方式加以详细的说明。

本发明提出基于多智能体的含分布式电源配电网保护控制系统及方法。

一种基于多智能体的含分布式电源配电网保护控制系统，如图1所示，包括基础层和决策层。

本实施方式中，含分布式电源配电网的网络结构为有多分布式电源接入的多端供电网络，如图2所示，假设在f点发生短路故障，基础层各智能体与决策层的信息集中处理器之间采用光纤通信。

基础层，包括配置于含分布式电源的配电网网络中的每个断路器处的智能体。

基础层，用于采集含分布式电源配电网的各安装点处的故障电流信号、对应断路器的开关状态、以及对应的智能体的位置信息，对各安装点处的故障电流信号进行处理得到各安装点处的所测故障电流信号的暂态高频分量的极性，将所测故障电流信号的暂态高频分量的极性及其对应智能体的位置信息上传至决策层，并在得到决策层的关断对应断路器的指令信号时，发送跳闸指令，关断对应的断路器。

基础层的各个智能体均包括：信号检测模块、信号变换模块、智能体及支路位置检测模块、信号极性计算模块和故障隔离模块。

信号检测模块，用于检测其安装点处的故障电流信号和对应断路器的开关状态。

智能体及支路位置检测模块，用于检测智能体对应断路器的位置信息，传送至决策层。

信号变换模块，用于对检测到的故障电流信号进行相模变换及小波变换，得到所测故障电流信号的暂态高频分量。

本实施方式中，对对检测到的故障电流信号进行相模变换，在对其进行小波变换，获得所测故障电流信号的暂态高频分量的波形，消除因分布式电源的接入对配电网故障电流幅值带来的影响。

信号极性计算模块，用于根据所测故障电流信号的暂态高频分量计算出所测故障电流信号的暂态高频分量的极性，得出其极性输出，传送至决策层。

本实施方式中，根据所测故障电流信号的暂态高频分量计算出所测故障电流信号的暂态高频分量的极性，得出其极性输出的具体过程如下：

提取所测故障电流信号的暂态高频分量i的第一个峰值i_max1及其对应的时间值t；

计算所测故障电流信号的暂态高频分量的极性值k，即故障电流信号的暂态高频分量i的第一个峰值i_max1与其对应的时间值t的比值；

本实施方式中，计算所测故障电流信号的暂态高频分量的极性值k如式(1)所示：

根据所测故障电流信号的暂态高频分量的极性值k确定所测故障电流信号的暂态高频分量的极性，即当k＞0时，所测故障电流信号的暂态高频分量的极性为正，极性输出为1，当k＜0时，所测故障电流信号的暂态高频分量的极性为负，极性输出为0。

故障隔离模块，用于在得到决策层的关断对应断路器的指令信号时，发送跳闸指令，关断对应的断路器。

决策层，为配置于含分布式电源的配电网网络中的中低压变电站的信息集中处理器。

决策层，用于接收基础层各智能体传输的所测故障电流信号的暂态高频分量的极性及其对应智能体的位置信息，根据各智能体的位置信息确定出存在共输电线相邻关系的智能体和存在共母线相邻关系的智能体，根据各智能体位置关系和其极性输出，确定故障发生区段，并依据故障判断结果对基础层的对应智能体发送关断对应断路器的指令信号。

决策层的信息集中处理器主要包括：智能体位置关系判断模块和故障判断模块。

智能体位置关系判断模块，用于根据各智能体的位置信息确定智能体关系矩阵R，并确定出存在共输电线相邻关系的智能体和存在共母线相邻关系的智能体，并分别发送至故障判断模块。

本实施方式中，根据各智能体的位置信息确定智能体关系矩阵R，并确定出存在共输电线相邻关系的智能体和存在共母线相邻关系的智能体的具体过程如下：

根据各智能体的位置信息将含分布式电源配电网的网络转换成开关-支路矩阵C；

本实施方式中，将含分布式电源配电网的每个智能体所在断路器作为网络拓扑中的节点，两节点之间的所有输电线线路作为支路，将有分布式电源接入的支路同样作为拓扑结构支路，依据节点和支路的关系，形成开关-支路矩阵C如式(2)所示：

其中，形成开关-支路矩阵C的行数对应网络拓扑结构中的节点编号即智能体编号，列数对应网络拓扑结构中的支路编号，每行内各元素的取值表示对应节点与对应支路间的连接关系，c_ij为第i号智能体与第j条支路的连接关系，{1≤i≤m|i∈Z}，m为网络中智能体的个数，{1≤j≤n|j∈Z}，n为网络中支路的条数，当智能体与输电线支路存在直接连接关系，且智能体在输电线支路的右边时c_ij＝1，当智能体与输电线支路存在直接连接关系，且智能体在输电线支路的左边时c_ij＝-1，当智能体与输电线支路之间无直接连接关系或通过母线与输电线支路相连时c_ij＝0。

本实施方式中，得到的开关-支路矩阵如式(3)所示：

根据开关-支路矩阵C确定含分布式电源配电网中各智能体间相邻关系的智能体关系矩阵R＝CC^T，其中，C^T为开关-支路矩阵C的转置；

本实施方式中，根据各智能体的位置信息确定智能体关系矩阵R的计算公式如式(4)所示：

本实施方式中，得到的各智能体关系矩阵R如式(5)所示：

沿着两条搜索路径对智能体关系矩阵R进行拆分，确定出所有存在共输电线相邻关系的智能体和所有存在共母线相邻关系的智能体。

本实施方式中，沿着两条搜索路径对智能体关系矩阵R进行拆分，确定出所有存在共输电线相邻关系的智能体和所有存在共母线相邻关系的智能体的具体过程如下：

确定存在共输电线相邻关系的智能体：对体现各智能体间相邻关系的智能体关系矩阵R按照行向量r_i＝[r_i1，…，r_ij′，…，r_im]进行搜索，若r_ij′≠0时，则第i号智能体和第j′号智能体之间存在共输电线支路相邻关系，如图3所示，若r_ij′＝0时，则第i号智能体和第j′号智能体之间不存在共输电线支路相邻关系，确定出所有存在共输电线相邻关系的智能体，其中，r_i为智能体关系矩阵R中第i行元素组成的行向量，r_ij′为第i号智能体与第j′号智能体之间的关系，{1≤i，j′≤m|i，j′∈Z}，m为网络中智能体的个数。

本实施方式中，r_i与R的关系如式(6)所示：

确定存在共母线相邻关系的智能体：对体现各智能体间相邻关系的智能体关系矩阵R按其主对角线进行搜索，从智能体关系矩阵R左上角元素r₁₁开始，依次计算r_ii×r_ii+1，若r_ii×r_ii+1＝0则开始累计，直至r_ii×r_ii+1≠0时停止，将累计的p_j″个r_ii元素为主对角线，构成一个p_j″×p_j″的单位矩阵依次找到与智能体关系矩阵R共主对角线的所有单位矩阵，同一个单位矩阵中的智能体为存在共母线相邻关系的智能体，如图4所示，确定出所有存在共母线相邻关系的智能体，其中，{1≤i≤m|i∈Z}，{2≤p_j″＜m，|p_j″∈Z}、{1≤j″≤q|j″∈Z}且p₁+…+p_j″-1+p_j″+p_j″+1+…+p_q＝m，q为智能体关系矩阵R中单位矩阵个数。

本实施方式中，单位矩阵与智能体关系矩阵R的关系如式(7)所示：

式中，为与智能体关系矩阵R共主对角线的所有单位阵，为相应的矩阵块，p_j″为各分块矩阵中行列数。

本实施方式中，根据图2中含分布式电源配电网的网络结构中各智能体的共输电线相邻关系和共母线相邻关系如表1所示：

表1 各智能体的共输电线相邻关系和共母线相邻关系

智能体编号共输电线相邻关系共母线相邻关系S1无S2、S3S2S8S1、S3S3S4S1、S2S4S3S5、S6S5无S4、S6S6S7S4、S5S7S6S8、S9S8S2S7、S9S9无S7、S8

故障判断模块，用于对存在共输电线相邻关系的智能体的极性输出进行逻辑计算，判断共输电线相邻关系的智能体之间的输电线上是否存在故障，对存在共母线相邻关系的智能体的极性输出进行逻辑计算，判断共母线相邻关系的智能体之间的母线上是否发生故障，并依据故障判断结果对基础层的对应智能体发送关断对应断路器的指令信号。

本实施方式中，对来自智能体位置关系判断模块中的信息进行分类储存，记录下每个智能体及与其存在共母线相邻关系以及共输电线相邻关系的智能体编号，且编号一一对应。

对存在共输电线相邻关系的智能体的极性输出进行逻辑计算，判断共输电线相邻关系的智能体之间的输电线上是否存在故障，对存在共母线相邻关系的智能体的极性输出进行逻辑计算，判断共母线相邻关系的智能体之间的母线上是否发生故障的具体过程如下所示：

本实施方式中，根据图2所示的有多分布式电源接入的多端供电网络，当含分布式电源配电网中f点发生故障时，各智能体通过对所在点故障电流信号进行检测，变换及计算，最后各智能体的极性输出结果如表2所示：

表2 各智能体的极性输出结果

智能体编号极性结果输出S1k₁＝1S2k₂＝0S3k₃＝0S4k₄＝1S5k₅＝1S6k₆＝0S7k₇＝1S8k₈＝0S9k₉＝1

对存在共输电线相邻关系的智能体之间的输电线进行有无故障发生的判断方法如下：

对存在共输电线相邻关系的第i号智能体与j′号智能体的极性输出进行同或逻辑运算，得到智能体极性比较值k_i，j′如式(8)所示：

其中，k_i为第i号智能体的极性输出，k_j″为第j′号智能体的极性输出，为同或逻辑运算符。

若k_i，j″为1，表示第i号智能体与j′号智能体极性输出结果相同，则第i号智能体与j′号智能体之间的输电线上存在故障，若k_i，j′为0，表示第i号智能体与j′号智能体极性输出结果不同，则第i号智能体与j′号智能体之间的输电线上未发生故障或者区外故障。

对存在共母线相邻关系的智能体的母线上有无故障发生的判断方法如下：

首先对存在共母线相邻关系的智能体的极性输出两两进行同或逻辑运算，再对同或逻辑运算后所得的计算结果进行与逻辑运算，得到第x号母线上各智能体极性综合比较值k_{Bus_x}如式(9)所示：

其中，&为与逻辑运算符，{1≤x≤n′|x∈Z}，m′为与x号母线直接相连的智能体个数，n′为含分布式电源配电网的母线个数，{1≤i＜m|i∈Z}，m为网络中智能体的个数。

若k_{Bus_x}＝1，表示与x号母线相连接的所有智能体极性输出相同，则x号母线上发生故障，此时需发指令命其对应断路器动作，若k_{Bus_x}＝0，表示与x号母线相连接的智能体中存在某一个或几个智能体极性输出与其他智能体不同，则x号母线上未发生故障或者区外故障。

本实施方式中，在已知各智能体相邻位置关系和各智能体极性输出的基础上，对具有共输电线相邻关系的智能体和具有共母线相邻关系的智能体进行极性比较，分别计算出智能体极性比较值k_i，j′和第x号母线上各智能体极性综合比较值k_{Bus_x}，并依据k_i，j′和k_{Bus>的结果确定故障区段，在如图2所示的含分布式电源配电网系统中，ki，j′和kBus>的计算结果如表3所示：}

表3 k_i，j′和k_{Bus>的计算结果}

确定故障发生在智能体2、3之间后，立即向相应智能体发送断开对应断路器的指令信号，智能体在接收到相应指令信号后向相应断路器发送跳闸指令，迅速切除该区段，隔离故障。

采用基于多智能体的含分布式电源配电网保护控制系统的含分布式电源配电网保护控制方法，如图5所示，包括以下步骤：

S1：通过基础层的各智能体采集含分布式电源配电网的各安装点处的故障电流信号、对应断路器的开关状态、以及对应的智能体的位置信息。

S2：通过基础层的各智能体对检测到的故障电流信号进行相模变换及小波变换，得到所测故障电流信号的暂态高频分量。

S3：通过基础层的各智能体根据所测故障电流信号的暂态高频分量计算出所测故障电流信号的暂态高频分量的极性，得出其极性输出。

S31：提取所测故障电流信号的暂态高频分量i的第一个峰值i_max1及其对应的时间值t。

S32：计算所测故障电流信号的暂态高频分量的极性值k，即故障电流信号的暂态高频分量i的第一个峰值i_max1与其对应的时间值t的比值。

S33：根据所测故障电流信号的暂态高频分量的极性值k确定所测故障电流信号的暂态高频分量的极性，即当k＞0时，所测故障电流信号的暂态高频分量的极性为正，极性输出为1，当k＜0时，所测故障电流信号的暂态高频分量的极性为负，极性输出为0。

S4：通过基础层的各智能体将对应智能体的位置信息和极性输出传送至决策层。

S5：通过决策层的信息集中处理器根据各智能体的位置信息确定智能体关系矩阵R，并确定出存在共输电线相邻关系的智能体和存在共母线相邻关系的智能体。

S51：根据各智能体的位置信息将含分布式电源配电网的网络转换成开关-支路矩阵C。

S52：根据开关-支路矩阵C确定体现含分布式电源配电网中各智能体间相邻关系的智能体关系矩阵R＝CC^T，其中，C^T为开关-支路矩阵C的转置。

S53：沿着两条搜索路径对智能体关系矩阵R进行拆分，确定出所有存在共输电线相邻关系的智能体和所有存在共母线相邻关系的智能体。

S6：通过决策层的信息集中处理器对存在共输电线相邻关系的智能体的极性输出进行逻辑计算，判断共输电线相邻关系的智能体之间的输电线上是否发生故障，对存在共母线相邻关系的智能体的极性输出进行逻辑计算，判断共母线相邻关系的智能体之间的母线上是否发生故障，并根据故障判断结果对基础层的对应智能体发送关断对应断路器的指令信号。

S61：对存在共输电线相邻关系的第i号智能体与j′号智能体的极性输出进行同或逻辑运算，得到智能体极性比较值k_i，j′如式(8)所示。

S62：若k_i，j′为1，则第i号智能体与j′号智能体之间的输电线上存在故障，若k_i，j′为0，则第i号智能体与j′号智能体之间的输电线上未发生故障或者区外故障。

S63：首先对存在共母线相邻关系的智能体的极性输出两两进行同或逻辑运算，再对同或逻辑运算后所得的计算结果进行与逻辑运算，得到第x号母线上各智能体极性综合比较值k_{Bus_x}如式(9)所示。

S64：若k_{Bus_x}＝1，则x号母线上发生故障，若k_{Bus_x}＝0，则x号母线上未发生故障或者区外故障。

S65：根据故障判断结果对基础层的对应智能体发送关断对应断路器的指令信号。

S7：通过基础层的各智能体在得到决策层的关断对应断路器的指令信号时，发送跳闸指令至对应断路器，使其关断。

本发明能够快速应对含分布式电源配电网结构的变化，由于分布式电源的投入或退出，网络的故障或检修，本发明均能依据智能体检测到的最新信息以及安全快速可靠的通讯网络，形成最新的网络结构，及时确定各智能体之间的相邻关系，这些均能通过软件快速自动完成，同时，利用小波变换技术，彻底的消除了因分布式电源接入而给故障电流带来的负面影响。更够较好的实现对含分布式电源配电网的保护作用。