基于多代理系統(tǒng)的配電網(wǎng)故障定位及供電恢復(fù)研究.pdf

1、配電網(wǎng)發(fā)生故障后，需要迅速準(zhǔn)確地完成故障定位和供電恢復(fù)。針對(duì)分布式電源(distributedgeneration，DG)接入配電網(wǎng)后，配電網(wǎng)故障情況變得更加復(fù)雜等問(wèn)題，提出了一種基于多Agent技術(shù)的配電網(wǎng)故障定位方法。根據(jù)配電網(wǎng)一次設(shè)備、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等實(shí)際情況，提出了基于MAS的配電網(wǎng)供電恢復(fù)方法。首先介紹了常見(jiàn)的基于FTU的配電網(wǎng)故障定位算法，其主要原理是利用FTU上傳的故障信息，運(yùn)用一定的定位算法進(jìn)行故障區(qū)段定位。矩陣法的基本原理是

2、根據(jù)故障指示器或者FTU的故障信息，修改網(wǎng)絡(luò)描述矩陣D以得到故障判斷矩陣P，再運(yùn)用故障判據(jù)快速判斷出故障區(qū)段。針對(duì)基于矩陣法的含DG配電網(wǎng)故障定位算法，通過(guò)算例驗(yàn)證了該算法能夠準(zhǔn)確定位單一故障和多重故障，但容錯(cuò)能力較差，在關(guān)鍵故障信息丟失的情況下，不具備故障定位的能力。二進(jìn)制粒子群算法(BinaryParticleSwarmOptimization，BPSO)的基本原理是通過(guò)評(píng)價(jià)函數(shù)評(píng)價(jià)各粒子的適應(yīng)度值，更新粒子的當(dāng)前最優(yōu)位置和全體粒子

3、的最優(yōu)位置，進(jìn)而更新粒子的速度和位置，直到滿足迭代次數(shù)為止，最終得出的粒子群的全局最優(yōu)位置就是所求的各饋線區(qū)段的實(shí)際狀態(tài)。針對(duì)基于BPSO的定位算法，通過(guò)算例驗(yàn)證了該算法同樣能夠準(zhǔn)確定位單一故障和多重故障，而且其容錯(cuò)能力要優(yōu)于矩陣法，但在關(guān)鍵故障信息丟失的情況下，同樣不具備故障定位的能力。然后介紹了基于MAS的故障定位算法，系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，由系統(tǒng)協(xié)調(diào)代理(SCA)、子站代理(SSA)和FTU代理(FTUA)組成。系統(tǒng)啟動(dòng)后，以聯(lián)

4、絡(luò)開(kāi)關(guān)的位置為分界點(diǎn)，SCA將整個(gè)配電網(wǎng)劃分為若干個(gè)繼電保護(hù)子區(qū)域，當(dāng)配電線路發(fā)生故障時(shí)，F(xiàn)TUA基于閉鎖式方向縱聯(lián)原理將故障瞬時(shí)隔離，可以實(shí)現(xiàn)配電線路的全線速切，而且能夠處理閉鎖信號(hào)丟失的特殊情況，即使故障區(qū)段以及其下游區(qū)段發(fā)生通道故障，也不會(huì)造成故障區(qū)段靠近系統(tǒng)側(cè)開(kāi)關(guān)的拒動(dòng)以及下游區(qū)段的誤動(dòng)，SSA以相對(duì)重要負(fù)荷切除量最小為供電恢復(fù)目標(biāo)函數(shù)。通過(guò)各層Agent之間的合作和協(xié)調(diào)，該系統(tǒng)能夠及時(shí)準(zhǔn)確地完成故障檢測(cè)、隔離和恢復(fù)。在JADE

5、平臺(tái)中設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了MAS，以1個(gè)雙電源供電的手拉手配電網(wǎng)為例，通過(guò)對(duì)比含DG與不含DG時(shí)的供電恢復(fù)結(jié)果，驗(yàn)證了MAS能夠保證開(kāi)關(guān)動(dòng)作的選擇性，具有較高的可靠性，整個(gè)過(guò)程實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化和智能化。
　　為了使故障定位MAS中的故障恢復(fù)環(huán)節(jié)更好地完成，本文提出了基于故障生成樹(shù)的配電網(wǎng)故障恢復(fù)算法，算法首先對(duì)配電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化，然后構(gòu)建拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的同胚圖，找出同胚圖所有的生成樹(shù)并存儲(chǔ)于專用的數(shù)據(jù)庫(kù)中，故障恢復(fù)程序接收到SCADA系統(tǒng)上

6、傳的實(shí)時(shí)故障信息后，立即生成故障生成樹(shù)，并運(yùn)用改進(jìn)BPSO對(duì)各棵生成樹(shù)進(jìn)行潮流計(jì)算，通過(guò)比較計(jì)算結(jié)果找出最優(yōu)故障生成樹(shù)，為應(yīng)對(duì)開(kāi)關(guān)拒動(dòng)和誤動(dòng)的情況，同時(shí)程序還找出了次優(yōu)故障生成樹(shù)，能夠處理多重故障的情況，預(yù)想事故操作集合的建立使故障恢復(fù)過(guò)程更加智能化。以IEEE33節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)為例驗(yàn)證了供電恢復(fù)MAS的有效性。此外，本文還研究了用于構(gòu)建MAS的JADE平臺(tái)，JADE是一套軟件開(kāi)發(fā)框架，目的在于開(kāi)發(fā)多Agent系統(tǒng)以及遵循FIPA標(biāo)準(zhǔn)的智能A

7、gent應(yīng)用程序，JADE的GUI在構(gòu)建MAS中具有重要的作用，GUI能夠?qū)崿F(xiàn)MAS與用戶的人機(jī)交互，還研究了Agent之間通信的方式方法。最后給出了故障定位和供電恢復(fù)MAS在JADE中的運(yùn)行截圖，以及供電恢復(fù)MAS程序的關(guān)鍵代碼和運(yùn)行結(jié)果截圖。
　　總體上，本文對(duì)MAS在含DG的配電網(wǎng)繼電保護(hù)中的應(yīng)用進(jìn)行了初步研究。MAS利用SCADA系統(tǒng)的通信功能和Agent之間的協(xié)作能力可以提高繼電保護(hù)的可靠性;通過(guò)不同Agent之間的保護(hù)