（电力系统及其自动化专业论文）基于multiagent的电能质量监控网络的研究.pdf

第l i 页西南交通大学博士研究生学位论文 使得系统具有良好的开放性和主动性。 关键词：电能质量监控；多a g e n t 技术；分布式系统；小波变换；傅立叶变 换；数字信号处理；信息共享 西南交遴犬学博士研究生学位论文第1 l i 页 a b s t r a c t e l e c t r i ce n e r g yi st h eb r o a d e s tu s e de n e r g yi nm o d e ms o c i e t y , a n di t sq u a l i t y p r o b l e m sa r ep a i dg r e a ta t t e n t i o nt ob yc u s t o m e r s t h i sp a p e rb e g i n s 姒搬a l l i n - d e p t ha n a l y s i so fp o w e rq u a l i t yp r o b l e m s ，f o l l o w e db ya l lo v e r a l lt h e o r e t i c a l a n de x p e i m e n t a ls t u d yo nt h ep o w e rq u a l i t y ( p q ) m o n i t r i n ga n dc o n t r o lu s i n g w a v e l e tt h e o r y , a g e n tt e c h n o l o g ya n dd i g i t a ls i g n a lp r o c e s s i n gt e c h n i q u e t h e n s o m es i m u l a t i o n sa r ep e r f o r m e dt ov a l i d a t et h eb u i l ts y s t e m i nv i e wo ft h ed e v e l o p i n gt r e n d sf o rp qm o n i t o r i n ga n dt h ee x i s t i n g q u e s t i o n sa n dd e m a n d sf o rp qc o l l a b o r a t i v ec o n t r o l ，p r o p o s e da l lo p e n ，a c t i v e s y s t e ma r c h i t e c t u r ef o rl o n g d i s t a n c ep qm o n i t o r i n ga n dc o n t r o lb a s e do nt h e m u l t i a g e n tt e c h n o l o g y t h eo p e n ，a c t i v ea n df l e x i b l ec h a r a c t e r i s t i e so ft h e a r c h i t e c t u r es a t i s f yt h es t r u c t u r er e q u i r e m e n to ft h ed i s t r i b u t e dp o w e rn e t w o r k i t m e e t st h ed e m a n d sf o re l e c t r i cp o w e rm a r k e t , a n dt h en e e d sf o rp qm o n i t o r i n g a n dc o n t r o ls y s t e m a c c o r d i n gt ot h ec h a r a c t e r i s t i c so ft h es t e a d yi n d e x e sa n dt r a n s i e n t n d e x e s o fp qa n dt h es p o tr e q u i r e m e n t , ah y b r i da l g o r i g h r nc o m b i n i n gf a s tf o u r i e r t r a n s f o r m ( f f t ) a n dw a v e l e tt r a n s f o r mi sp r o p o s e df o rp q _ a g e n td e t e c t i o n b y t h i sm e t h o d ，t h ei n f o r m a t i o na b o u tc y c l i c a ld i s t u r b a n c es i g n a l si so b t a i n e dt h r o u g h f 繁a n dt h ei n f o r m a t i o na b o u ti n s t a n t a n e o u sd i s t u r b a n c es i g n a l si so b t a i n e d t h r o u g hs m a l ls c a l e sd e c o m p o s i t i o no f w a v e l e tt r a n s f o r m t h ea c c u r a t e l yd e t e c t e d d i s t u r b a n c ei n f o r m a t i o nc a nr e f l e c tt h ep qs t a t u so ft h es y s t e me f f e c t i v e l y , a n d o n l i n ep qm o n i t o r i n gi sr e l i z e d + m o r e o v e r , o nt h eb a s i so fa n a l y z i n gt h ec h a r a c t e r i s t i c s ，o b j e c t i v e sa n d f u n c t i o n so f p qi n f o r m a t i o ns h a r i n gi na l o n g - d i s t a n c ep qm o n i t o r i n ga n dc o n t r o l i s o m e r i c e n v i r o n m e n t ，m u l t i a g e n t i n f o r m a t i o n s h a r i n g m o d e la n di t s i m p l e m e n t a t i o nf r a m e w o r ka r ee s t a b l i s h e d ，w h i c hm e e tt h er e q u i r e m e n t so ft e l e p qm o n i t o r i n g t h ec o n c e p to f d a t a w r a p p e r ”i sp r o v i d e dt ob u i l dah e t e r o g e n e o u sd a t a r e s o u r c e si n t e g r a t i o nm o d e l ，w h i c hc a na c c o m m o d a t et ot h e h e t e r o g e n e o u s ， d i s p e r s e ，a u t o n o m o u sd a t as o u r c e s 。t h e nt h ei n f o r m a t i o na c c e s sm o d ea n df l o w a r ed i s c u s s e db a s e do nt h em o d e l ，a n dt h ed a t ai n t e g r a t i o ns t r a t e g y , t h em o d e l 第1 v 员西南交通走学博士研究舷学位论文 f r a m e w o r ka n dt h er e l a t e dk e yt e c h n o l o g i e si nt h i ss y s t e ma l ed i s c u s s e d i na d d i t i o n ，t h ef e a t u r e ，c o m p o s i t i o n , c o m m u n i c a t i o na n dh a r m o n i z a t i o no f i n t e l l i g e n ta g e n tt e c h n i q u e a l o n gw i t ht h ef o 眦o fm u l t i - a g e n ts y s t e m a n d o r g a n i z a t i o ns t r u c t u r et o g e t h e r , a r es t u d i e d t h em o n i t o r i n ga n dc o n t r o la g e n t , c o o r d i n a t ea g e n ta n dm a n a g e m e n ta g e n tb a s e do nb d im o d e la r ee s t a b l i s h e di n t o t h es y s t e m , a n dt h ef u n c t i o nm o d u l e sf o rd i f f e r e n ta g e n ta l es e tu p 。m e a n w h i l e ， t h ec o n s t r u c t i o ns c h e m e ，o p e r a t i o nm e c h a n i s m ，c o r r e s p o n d e n c ea n dc o o r d i n a t i o n m e c h a n i s mf o rm u l t i a g e n ts y s t e mi sd i s c u s s e d t h eo p e r a t i n gp e r f o r m a n c ea n d f e a t u r e so f c o n t r o ls y s t e mu n d e rn o r m a la n de m e r g e n tc o n d i t i o n so f p o w e rs y s t e m 粼a n a l y z e dr e s p e c t i v e l y t h e nat w o s t a g ea u t o m o m o u sc o n t r o ls t r a t e g yi s p r o p o s e d ，t om a k et h es y s t e mh a sah i g ha d a p t a b i l i t y , f l e x i b i l i t ya n di n t e l l i g e n c e f i n a l l y , t h e n u m e r i c a l s i m u l a t i o na n d a n a l y s i s o ft h e p r o p o s e d m u l t i - a g e n t - b a s e dp qm o n i t o r i n ga n dc o n t r o ls y s t e mi s m a d eb a s e do nt h e c l a s s i c a lx i c h a n gp o w e rs y s t e m t h es i m u l a t i o nr e s u l t ss h o wt h a tt h ep r o p o s e d d e s i g ns c h e m ei se f f e c t i v e t h es t e a d yi n d e x e sa n dt r a n s i e n ti n d e x e sc a nb e c o n t r o l l e dw e l l p a r t i c u l a r l y , t h r o u g ht h ec o o p e r a t i o no fp qa d j u s t o r s ，t h ep o w e r q u a l i t yc a l lb ea p p a r e n t l yi m p r o v e da n dt h ee c o n o m i cb e n e f i tc a l lb ei n c r e a s e d + b a s e do nt h ea b o v et h e o r y , t h em u l t i - a g e n t - b a s e dr e m o t ep q m o n i t o r i n ga n d c o n t r o ls y s t e mi sr e a l i z e do na no b j e e t o r i e n t e dv c + + m a i nf l a t f o r mu s i n gah i g h p r e c i s i o nd a t as a m p l i n gs y s t e mb a s e do nd i g i t a ls i g n a lp r o c e s s i n g ( d s p ) a n da d a t a b a s ef r o n t - b a c ks t a g em a n a g e m e n tm o e h o d 。d u et ot h ea d o p t i o no ft h ea g e n t t e c h n o l o g y , t h ed e v e l o p e ds y s t e mh a sa no p e na n da c t i v ep r o p e r t y k e yw o r d s ：p o w e rq u a l i t ym o n i t o r i n ga n dc o n t r o l ，m u l t i a g e n t , d i s t r i b u t e d s y s t e m , w a v e l e tt r a n s f o r m ，f a s tf o u r i e rt r a n s f o r m , d i g i t a ls i g n a lp r o c e s s i n g ， i n f o r m a t i o ns h a r i n g 西南交通大学 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定， 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子 版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本学位 论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、 缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 l 、保密厂 在年解密后适用本授权书； 2 、不保密l l 适用本授权书。 i i i i ( 请在以上方框内打“”) 学位论文作者签名： 龟丽耷 1 日期：嘭年i 五月o 日 锄j l 。腾- v 日期：每年【月l 调 西南交通大学 学位论文截薪性声鳃 本人郑骥声明：所飘交的学位论文，是本人在导师指导下独立 进行研究工作所取得的成果。除文中殴经注明引用的内容外，本论 文不包含经褥萁缝令入躐集体已经发袈或撰写过豹磁究残暴。麓本 文的研究馓出贡献的个人和集体，均穗在文中作了明确的说明。本 人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 本学能论文的主要创新点如下： l ，铮瓣电缝度量蕊测豹发展趋势秘凌谖控割孛存在懿露遴鞠露 求，提盘了一种基于智熊a g e n t 技术静开放、主动远程电能袋爨箍 控系统结构模型。( 第2 章) 2 论文针对电能质激稳态指标和暂态指标的特点和现场的需 求，提出了鞭t 与小波交换相结合的p q a g e n t 捡攫算法。( 第3 颦) 3 深入分辑了异孛奄繇凌下毫能缓爨痿惠共享警台豹特往、嚣标 和功能，提出了适合远稷电能质量监测所需的、熬予信息共享的多 a g e n t 模型及其实现体系结构。针对目前数据库资源异构性、多样性 和自治性等特点，提出了“数据包装器”的概念，构建了一种髯构 数摄源集成系统模型，涎论了羹手戴模型戆售惠谤瓣模式霹谤麓漉 程。最焉讨论了系统实现中韵数据集成策略，实现框架及相关的主 要技术。( 第4 章) 4 建立了基于b d i 模型的监控a g e n t 、协调a g e n t 和管理a g e n t ； 深入研究了a g e n t 各功能模块的实现，讨论了多a g e n t 系统款建立 方案、运行祝露l 及秘调帮谤巍瓠镧，并对紧急情熬下静多a g e n t 系 统控制策路进行了研究和仿真，提出了2 级自治的实现。使系统具 有较高的邋虑性、灵活性和智能性。邋过对西昌电网的仿真和分析， 撂出：采用基于a g e n t 的电能质量监控系统，可以很好地对电熊质 量熬誓态黧稳态鬻蠡送行控裁，特羽怒逶遂各毫矮塞诿繁器之溺 的相互协作，改善电两攒量，提高经济效益。研究了基于多a g e n t 电能质量髓控系统的开发方法。采用a g e n t 技术使得系统具有照好 的开放性和生动性。( 第5 ，6 章) 学位论文作者签名：赵研手 日期：“年蝴f of 1 西南交通大学博士研究生学位论文第1 页 第1 章绪论 1 1 课题研究背景和意义 现代社会中，电能是一种使用最为广泛的能源，其应用程度是一个国家 发展水平的主要标志之一。高质量的电能对于保证电网和电气设备安全、经 济运行，提高产品质量和保障居民正常生活有着重要的意义。 理想的三相交流电力系统应以恒定的频率和正弦波形，按规定的电压水 平向用户供电，各相的电压和电流应处于幅值大小相等、相位互差1 2 0 。的 对称状态。然而，由于实际中各元件参数的非理想线性和对称，负荷性质各 异且变化的随机性，调控手段的不完善以及运行操作、外来干扰和各种故障 等原因，这种理想的状态并不存在，因此就产生了电能质量问题。 随着信息产业和其它高新技术产业、金融股市等的飞速发展以及传统产 业、现代商业采用计算机管理和先进自动控制手段，如：变频调速设备、机 器人、自动化生产线、高精度测量仪器、计算机信息管理系统等的日益广泛 应用，对供电质量敏感的负荷所占比重越来越大，这些设备和计算机系统对 电源的波动和各种干扰十分敏感，任何电能质量问题都可能会造成产品质量 的下降或管理秩序的紊乱，造成重大的经济损失和不良的社会影响。同时， 人们的现代生活也更加依赖于电能质量的提高。总之，现代社会生产、生活 各方面的发展对供电可靠性和电能质量提出更加严格的要求。 现代电网规模不断扩大、结构日趋复杂，线路故障或偶然事件的干扰等 不可能绝对避免，如：当电网某处发生短路故障时，可能在一些负荷公共连 接点处发生不同程度的短时电压凹陷，结果会造成对电压敏感的负荷掉电， 影响供电可靠性。另外，负荷构成的变化也使电能质量问题更加严重。自2 0 世纪8 0 年代以来，随着电力电子技术的快速发展，具有非线性负荷特征的电 力电子装置和设备在电力系统和电力用户中得到了广泛应用，如：直流输电 系统、部分f a c t s 设备、变频调速设备、晶闸管变流设备等，这些装置和设 备的运行使得电网中电压和电流波形畸变越来越严重，谐波含量愈大。此外， 大容量冲击性、波动性、非对称性负荷，如：电弧炉、大型轧钢机、电力机 车等，这些用电大户不仅会给电网注入大量谐波，而且还会产生严重的电压 波动、电压闪变和负序分量等电能质量问题，这严重恶化了供电可靠性和电 第2 页西南交通大学博士研究生学位论文 能质量。 由上可见，一方面是越来越多的敏感负荷对供电可靠性和电能质量提出 了更加严格的要求，另一方面是大量的非线性、冲击性，波动性、非对称性 负荷的应用对电网的电气环境产生了越来越严重的污染，加剧了电力系统和 电力用户供需双方的矛盾。 如何解决这一紧迫的矛盾呢? 单靠电力系统自身的传统手段不可能彻底 解决，根本的出路在于采用新技术，这首先在经济发达国家受到关注。美国 电力科学研究院学者n g h i n g o r a n i 博士于1 9 8 8 年首先提出了c u s t o mp o w e r ( 用户电力) 新概念及其新技术“。随后，日本学者于1 9 9 6 年提出f r i e n d s ( f l e x i b l e ，r e l i a b l ea n di n t e l l i g e n te l e c t r i c a le n e r g yd e l i v e r ys y s t e m ) 供电新概 念及其新技术“1 。我国学者将这一新技术称为定质电力“3 或定制电力或 d f a c t s 技术”1 或f e e d 技术”或柔性配电技术。1 。这些名称虽然各不相同，但 其实质内容都是一致的，都反映出了现代信息社会的发展对提高供电可靠性、 改善电能质量的迫切要求和所应采取的先进技术手段。 就全球范围而言，从2 0 世纪8 0 年代电力工业放松管制，引入竞争机制， 开放电力市场成为世界潮流。在电力市场条件下，不同用户需要不同质量的 电力商品，用电要求更加个性化，这样供电公司不仅要满足用户对电量不断 增长的需求，还必须满足用户对电能质量的多样化要求，电力用户与供电公 司都在追求自己的最大利益。用户电力新技术正迎合了电力市场中供需双方 的这种利益要求，此新技术的实现，可更好地保障用户的正常、安全的生产 秩序，提高电力用户的生产效率和产品质量；对供电公司来讲，可提高电网 和电气设备的安全、经济运行水平，减少在电力市场条件下的停电补偿费， 但也增加了一次性投入及维护费用。 在我国，近几年为了满足广大电力用户不断增加的需要，国家电力公司 进行了大规模的城网、农网改造，供电质量和可靠性得到了明显改善，基本 上满足了大多数一般电力用户的要求，但是对特殊的敏感电力用户来说，供 电可靠性和电能质量还需进一步提高，这种提高在高新技术产业开发区最为 明显。因此，原国家电力公司制订的2 0 0 l 2 0 0 5 2 0 1 5 年科技发展规划中明 确将“电能质量的分析与控制技术”列为重点研究课题。可见电能质量分析 与控制技术的研究不仅是电力工业适应市场竞争和可持续发展所需要的，而 且也是国民生产、生活趋于国际化发展的紧迫现实需求。总之，电能质量分 析与控制的研究课题已成为从国外到国内；从电力公司、电力用户、电力设 备制造厂商到大学、科研院所普遍关心的研究热点，“电能质量”一词已成为 嚣南交通大学博士研究生鬻位论文繁3 页 现代电力系统中频繁出现的术语。电气与电子工穰师协会i e e e 已将其电力谐 波星际学零会议更名为魄力谐波与魄能质量国酝攀零会议。嚣鼯大电网会议 3 6 学术委舞会( 电力系统电磁兼容) 也把电能覆鬃控制弼入弱电磁兼容的蕊 畴，可见，电能质量融被提高到了一个新的认识高度。 鉴于如上社会发展的现实背景和迫切需要，确定将“基于a g e n t 的电能 凌量监控鬈绞豹磅究”铭失本论文熬磺究潺题，爨鸯重要懿瑾论意义帮实鼷 价值。本文旨在对电能横量闯题本鹰进行深入研究的基础上，应用小波理论 和a g e n t 技术，以网络电能质量监测和控制为主线，对电能质爨监控问题谶 行探讨与研究，并开发设计了电能质量监测网络，为电能质量实用化研究奠 定了一定瓣基殪。 1 2 国内外研究现状 1 2 1 融麓质量的蒸零闰题 1 ，2 1 1 电能质量的定义及其相关标准 壶予入嚣l 善翊题豹强发不霹瑟致，至今未爱露令准确绞垂冬电笈震纛 定义。i e e e 标准纯协调委员会己正式采用“p o w e r0 u a 】i t y ( 电能质量) ”这 一术语，并给出了相成的技术定义r 1 0 1 ：合格电能质量，是指提供给敏感设锯 的电力和设置的接地系统是适合于该设备正常工作的。但是，鞠际电工委员 会i e c 势没鸯采矮“p o w e rq m i i t y ( 毫麓蒺量) ”这一术语，嚣楚旋窭使瘸 “e m c ，e l e c t r om a g n e t i cc o m p a t i b i l i t y ( 电磁兼容) ”这一术语，指出和强调 设备与设铸之间的相凰作用和影响，以及电源与设备之间的相飘作用和影响。 在i e c 掇掇的电磁兼容概念中，采髑发射( e m i s s i o n ) 来表承巍设各产生黝 电磁污染，它反跌了耄流质量阏题，采蔫抗挠( i m m u n i t y ) 来袭示设备兔豫 电磁污染的能力，它与电压质量相关。并以此为撼础，制定出系列相关的 电磁兼容标准。电磁兼容术语与电能质量术语有很大重叠性，猩它们中间裔 诲多夔弱义溺1 1 1 , 1 2 。 密予魄能质量润题的研究是密电力莆户的生产需求推动懿，角户静锾黧 标准应占优先位置，基于这种角度，有专家主张来用如下的定义【1 0 l ：任何引 起电压、电流或频率的偏差并由此姆致用户设备故障或误动作的电能问题。 魏努，还毒一些其它静定义。慧之，不渣魏麓表这，麸按零含义上诱惫 第4 页西南交通大学博士研究生学位论文 能质量问题主要包括以下两个方面： 电压质量和供电可靠性，这主要是对供电部门的供电要求。包括：过 电压、欠电压、频率偏差、电压跌落、电压突升、电压波动、电压波形畸变、 三相电压不平衡、电压中断等。 电流质量，主要是对电力用户的用电要求。包括：电流谐波、无功电 流、三相电流不平衡等。 我国已经制定颁布的电能质量系列国家标准有：供电电压允许偏差 ( g b l 2 3 2 5 9 0 ) 、电压波动和闪变( g b l 2 3 2 6 2 0 0 0 ) 、公用电网谐波 ( g b t 1 4 5 4 9 9 3 ) 、三相电压允许不平衡度( g b t1 5 5 4 3 9 5 ) 、电力系统频 率允许偏差) ) ( g b t1 5 9 4 5 9 5 ) 、暂时过电压和瞬态过电压f g b 厂r1 8 4 8 1 2 0 0 1 ) 以及i e c6 1 0 0 0 3 6 推出的g b z 1 7 6 2 5 4 2 0 0 0 电磁兼容限值：中高压电力 系统中畸变负荷发射限值的评估等标准【1 3 】。这些标准的贯彻实施对保障供 电部门向电力用户提供信得过的电力产品，维护各行各业的正常用电秩序， 创造一个良好的供用电环境有着重要作用。但从现有标准项目看，我国的电 能质量国家标准体系尚不健全，有的标准可操作性差，还需不断修订、充实 和完善。 1 2 1 2 电能质量的扰动种类 ( 1 ) 断电 ( 2 ) 频率偏差 ( 3 ) 电压下跌 ( 4 ) 电压上升 ( 5 ) 瞬时脉冲( 或突波) ( 6 ) 电压波动 ( 7 ) 电压切痕 ( 8 ) 谐波畸变 图1 1 电能质量的8 种主要扰动 f i g1 1e i g h td i s t u r b a n c e so f p o w e rq u a l i t y 为了系统地分析研究电能质量问题，从而找出引起电能质量问题的原因 并采取针对性的解决办法，将电能质量扰动进行详细的分类是很重要的。 一一一一一一一 嚣南交通大学谗士研究生擎僚论文第5 页 i e e e 第2 2 标准协调娄员会( s t a n d a r d sc o o r d i n a t i n gc o m m i t t e e2 2 ) 和其他国际 学拳委受会最耨采薅l l 耱专用术语寒表达电能囊爨弱主要扰动，如图1 。l 掰 示，其体说明如下f t 鬈： ( 1 ) 电压中断或断电( i n t e r r u p t i o n , o u t a g e ) 在一定时间内，一相或多相完全失去电压( 低于0 1 p u ) 称为断电。断 毫按持续涎漓长短分必三类：溪对瑟泡( o 。5 周波o s ) 、警嚣季数瞧( 3 s - - 6 0 s ) 、 持续断电c k 于6 0 s ) 。 ( 2 ) 频率偏差( f r e q u e n c yd e v i a t i o n ) ( 3 ) 电聪凹陷或电聪下跌 在此基础上，提出了一种熬于智能a g e n t 技术的开放、主动避穰电能质 羹爨控系统绪橡搂型，设诗tp q _ a g e m 魏镱褥。基予多a g e n t 鼓术懿分毒 式魄能质量蕴拽系统蒋会魄鼷分毒式豹结构特点霸泡力常场发震熬鬻求。这 种结构兵有开放、主动靛和瑟活性，能够满足电栽质鬣溯鲎的信息袋辜和协 调控制的要求。 2 ，铮嚣邀怒袋量撂舞戆褥燕秘瑷场懿黉蕊，在p q 公g e n t 孛爨f f t 纛奎 波变换结合起来进行龟鼹袋爨撬标熬捻灏，搜这嚣耱变换方法嫒势纛钤、备 尽所能，可以程线地将扰动撼取出来，较好地反映系统中电能质量的状况， 爨巍报强翳实辩拣。( 第三章) 3 。深入分耩了吴秘繇凌下鬯能袋耋僚怠共享孚套靛褥经，嚣据耪秘麓， 撼溅了逶会远糕惫糍覆爨登测掰嚣要鹃、蕊于蔫惑筵攀的多a g e n t 壤麓及其 实现体系结构。 钟霹巨静数搭痒资澡舅拇瞧、多撵毪黪爨治毪等特蕊，鬟赉了“数据包 装器”翡概念，梅建了一辩嚣耩数据瀛集成系统模嫠，劳毫薯论了鏊予魏摸鍪 翡编惠访蠢模式和访问流程。激后讨论了系统实现中的数据集成策酶，实现 椭架及相关的生骚技术。( 第四糍) 4 + 提出了耱基予警筑a g e n t 按零瓣嚣藏、主凌遴穰毫缒鬟登羧控系凌 缎鞠模型。其突如特点在予它靛灵溪馊。巍猩互稳会 譬静a g e n t 之鹅淤及在 鞭涛交通大学博士研究生学位论文第1 9 页 第一级的m c a 中，通信系统的部分或全部出了问题，在传统系统中，控制 功戆会受剿影昀，但农多a g e n 缩槐模式下，控铡功裁仍然可以依据局部拯 准鬣定懿黉求来实璐，举会受蚕影嚷。 建立了基于b d i 模型的监控a g e n t 、协调a g e n t 和管理a g e n t ：深入研究 了a g e n t 餐功能模块的实现，讨论了多a g e n t 系统的建立方案、运行机制及 按 嚣窥镑藏摄割，著辩紧急媾况下豹多a g e n t 系统控裁蓑路递露7 磅究窝镑 真，提出了2 级自治的裳现。并分柝了协调控制系统的性能，系统具有较离 的适应性、灵活性和镏能性。 通过对西昌电网的仿真和分析，得出；采用纂子a g e n t 的电能质量监控 系统，霉辍缀努蘧对毫霞量夔骜态秘稳态豢蠡滋学控裁，特嬲是逶遥各彀 能质量调节器之间的栩嚣协作，改静电网质量，掩高经济效益。采用协调按 制一方面可以解决当线路故障或电力机车的投入使得变电所内的并补装置全 部投入也誉能补偿此时系统所需的茏功时的翘题。另一方瑟可以在牵弓| 变电 嚣嚣爱天窃於偿装置辩，不按最大容爨配置，哭篱选择一个会逡静静嫠容爨 即可，其余不足的部分在区域中进行补偿，具有很好的经济效黼。( 第五章) 5 基于上述理论。研究了基于多a g e n t 电自质量监控系统的开发方法。 采用瑟肉黠象豹v c + + 譬为系统软臀搿发戆主钵警密，采雳基予d s p 豹离精 度数据采集系统和数舔艨前后台静饕迸方式。由予在系统中采嬲了a g e n t 技 术，使得系统具有良好的开放性和藏动性。( 第六章) 第2 0 页西南交通犬学博士研究貔学位论文 第2 章基手多a g e n t 豹电缝质量监控系统 2 1 引言， 计算机技术的迅速发展，网络技术酾不断成熟，便得用户可以方便地实 现“零距离”对远程设备进行实时测控以及信息在不同用户之间的拱享【7 卜 7 8 l 。 宅藐覆耋猿其特焘，毫耱矮量裣嚣羧零秘拳平是解决毫襞质鲞淹题浆走 决条件，现今对电能质量监测和管理系统的需求已经发展为： 允许多设备供应商、多型号、多类型( 在线和离线式、监测或仿真) 装嚣统一接入； 能够实现大蕊模篷测网数据懿共搴； 提供率寓的图形和报表手段供用户自由浏览： 构建一个平台实现电能质量考核和管理； 毙够剃惩该平台与惫力系统孛其它信息管理系绫进毒亍资渫哭摩； 迸一步，能够利弱该平台整合第三方软件，例如谐波潮流分移彳软件实 现对系统状态的估计和对系统其它点电能质量状况的评估： 从需求分析来看，允许多终端接入，并以省、地区和县局为中心，分 投隈、分囊色遴露统一警缓瓣毫麓震量警溪系统或免豁然趋势 7 9 f s 键。 因此，必须考虑：各电能质量成员单位之间的电能质量信息系统开发 时间不同，数据表示格式不问，采用的标准互异，数据库资源具有昴构性、 多样性移自治健等特点；要实现异构环撬下电能质爨信息的共享，必须采 鞠适合远程电麓矮量釜溺系统需要豹、蒸予信惠共享熬模鍪及实魂辱搴系。 目前改善电能质量的方式主要有两类，一类是在电网中根据需蒙安装各 种炎型的电能质量调节器，运行中根据实时测得的数据，启动不同的调节器 避霉豁偿f s l _ 8 5 1 ；雯一类是采用统一电g 袋莛诿萤器u e q c ，对电筢袋爨进行 综会调节。 这两类调节方法各具特色，第二类方法可以很好地解决电能质爨的综合 问题，但其中的一些关键技术还未完全解决，另外由于离昂的价格墩将成为 英在毫力系绞中广泛痤弱黪一个障碍。 为适应市场经济和现实的需要，采掰第一类方式进行电能质量的调节将 甄南交通大学博士研究生掌缎论文繁2 1 页 长期存在，其中存在的主要问题是静电能质量调节器之间的协调。 a g e n t 技术是g 翦分布式人工餐戆领域的研究热点，它已投绉述为设计 褐伟分布戏复杂工程瘦掰系统酶下一代模壅。a g e n t 是指其有协佟能力的梅 件，是分布的、智能的相互作用的软件实体。它的基本性质怒舆有自律性， 相互作用和网络通信，还可以具有智能和移动特性，适宜于构建开放、灵活、 裹效和罄熊证懿实瓣测控系绞捧卜5 2 1 。 本章将a g e n t 技术弓l 入电能质爨盼监控领域，在充分分轿该技术应用予 电能质量般测和协调控制的基础上，构建了基于多a g e n t 技术的电能质量脓 控网络，并讨论了电熊质量a g e n t ( p o w e rq u a l i t ya g e n t ：p q a g e n t ) 的缩 憨。 2 2 电能质量监测的需求分析 2 。2 毫缝矮量的褥点、盗测西的和要求 电能由于其产品形溅单一，生产、输送与消耗的全过程独具特色，决定 了其蔟量食义不同，裔以下六个显饕特点：电能碰量现象豹动态性；电能质 量影虢的麓动性；电麓溪堂扰动豹潜在往衣传播靛；电能质量费任的特殊健； 电能质量评估的复杂性；电能质量控制的整体性。 电能质蹙的上述特点决定了对其j | 矗测的目的，主要归纳为： 慰备耪电笈痰鬟摇蠡送露实糖更薪溅量每数据采集，镙诞鼹电力系统 基本运行工况的观察，记录及动态分析。 针对各质量指标的具体特征对电能质量问题进行分层监测，完成对多 种扰动信息的识别、提取和分析，弗具有事故诊断能力。为制定改善电能质 量窝治理巍掰污染熬爨嚣缮施提供霹僖夔莰据。 究蹩了解电网安全、稳定、优质运行的技术经济条件，对电能质量备 项指标进行综合评价。优化整个系统的监测体系，实现数据共攀与交流。 围绕上述基豹，如瑗了电能质爨全过程鉴测技术，它为电能质量监测赋 予了新鹩蒸体要求，烹溪俸现在；溯藿静广度霸溯量静深度。 测量的广度要求臆测装置具有测量电能质量念面指标的能力。包括连续 型电能质爨阅题和事件型电能质量问题的各种表现形式。 溺羹豹深度是指黢溺设冬逶过采瘸蹇速数字臻号处理和诗箨巍技寒，苓 仅方便蟪傲出各种事佟静记录，侠遗查询事 宰相关数据，而虽w 以自动地修 第2 2 页西南交遴失学博士研究生学位论文 敬信息类型及其设定门槛德，自动捕捉各种电力干扰，通过敏感度分析和统 诗发震趋势刿凝，下达维护秘治理控制禽令等。 电能质量簸测内容缀广，凡是影响捌电力用户豹设备或系统不能芷常工 作的电压、频率或电流偏离标称值的情况都应当被监测和记录。主藤监测项 嗣如表2 1 所承。 褒2 1 毫毙蒺霪整嚣蠹容 电能质擞现象监测鼹原因 冲击暂态( 暂态干扰)峰值量闪电，电子静态充电 上升时间受荷投切操份 持续辩闽浇容器授韬搽俸 冲击暂态( 暂态干扰)电压波形线路投切操作 峰值量负荷投切操作 频率或傍嗽容器投切搽佟 电压骤洚魄压骤舞均方报毽、幅值远方系统敲酶 ( r m s 干扰)持续时间 停电( r m s 干扰)持续时间系统保护动作维护 低毫耋醪过毫嚣臻方攫蓬缓诗蘧瞧爨癌动 ( 静态电压波动)负荷波动，负荷切除 谐波干扰( 静态电压波谐波频率j 线性负荷 动)总谐波干扰系统谐波 绫诗篷 电压闪变( 静态电压波波动幅值间歇负荷 动)持续频率电机启动 调铡频率魄弧炉 三穗不平衡三相辐氇( 虢艇、电流)馈线点受荷不平衡 三相电压、电流的平均值其它干扰( 如噪声等) 持续时间，幅德 2 2 2 电麓质量盗测的网络亿、倍患亿与标准纯 2 2 2 1 网络化 瑰饯网络鼓术、必绎遴臻技本等为数攥夔采集、远传、分辑与荚享等提 供了条件，国内外出现采用电能质量在线髓测方式和建窥一个具有统一开放 西南交通大学博士研究生学位论文第2 3 页 的监控和管理平台的电能质量在线监测网络的想法。美国在几年前已经开始 实现电能质量监测网络化运行。目前，各省电力局正在开展网络型电能质量 监测系统的设计、开发和实验工作，或将其融入到原有的s c a d a 系统中。 网络型电能质量监测系统应满足： 应用系统平台化：整个监测系统由应用平台统一管理和维护，及时反 映运行状况。 开放性的设计：监测系统要有与s c a d a 、m i s 等系统建立联系的接口。 流程化、模块化、可视化：采用具有相对稳定性的分工协作方式，把 各流程定义在界面上显示出来。 主动式管理：当有事务要求处理时，系统能够根据预先设定的规则， 主动提示相应处理程序。 硬件应具有的特点：避免客户端程序安装和维护；监测仪器接入方式 不受限制；w e b 服务使i n t e r n e t 和i n t r a n e t 用户接入方便、灵活；统一的、 受约束的数据上传格式；统一设置界面，数据集中管理。 软件应具有的特点：客户、程序和数据被物理层隔离，显示逻辑从业 务逻辑中分离出来：业务逻辑处于中间层，与后台系统保持相对独立性，利 于系统扩展；具有更好的移植性，可以跨不同类型的平台工作，允许用户在 多个服务器之间进行负载平衡；具有更好的安全性。 电能质量网络化监测的数据量庞大，要求数据共享，并进行多角度观测， 要在可靠、安全的基础上建立开放的、灵活的标准化网络，使网络具有较高 的综合性能，可动态地进行重组和扩展，便于管理和维护。 2 2 2 2 信息化 电能质量监测信息化要求达到以下几个方面的目标： 信息采集的全面性 从信息论的角度讲，采集的信息越多，充分利用信息的互检与冗余，可 以使系统的容错性能越强。要改变以往只依靠几个信息量来做控制策略的传 统模式，就必须扩大信息量。 信息传输的实时性 由于电力系统中应用了大量电力电子技术、微处理技术等高新技术，动 态电能质量问题日益受到关注，因此要求各监测点实现实时、快速、可靠的 数据传输，它是电力信息管理系统进行有效控制和分析以及确保整个电力系 统安全、可靠运行的前提。 第2 4 页西南交通犬学博士研究难学位论文 信息记录的可存储性 在电力系绕孛，可翻震历史数据库卷存放遥测数攥、遥控遥谖记录、系 统日志等丈量信怠。由于拳精的很多工俸，如对入工神经网络静训练，对菲 嬲前时刻系统运行状态的焱询，以及对事故发生后的分析等都要用到这些历 史数据。因此历史信息的记蒙就显得尤为燕要。 售惠谈剩戆准确瞧 在信息提取和识别过程中，各种信譬处理方法发挥了相当重要的作用。 对于电压凹陷、电压凸起、瞬时脉冲以及电压短时中断等电能质量扰动，由 予持续时间短，发生时间具蠢很大的随机性，必须采用新的信号分耩方法。 圭手毫矮量瓣瑟翡魂态往霹复杂瞧，经霉系统汉剃鬻缝子旗赣懿透缘 状态，只靠简单的确定型判断是无法达到准确性要求的，可将传统的分析方 法与新兴的智能方法相结合，提取信息的特征量并实现对系统状态的准确识 别。 2 2 2 3 标准能 标准化是网络化和信息化的必然要求，一方面，w 以提高数据的可信度 秘霹毙性；另一方嚣，霹以饯纯售息系绕黪各类数摆，缝，l 、数据瘁骢占魇空 蠲，提高数蠢麟与其它系统筋开放性释笑摩性。 数据格式标准化 从数据的存储格式上着，在本质上袭示相同信息的数据，在不同的数据 源审技定义隽攀强魏存簇臻式，翔字段名称定义苓弱、字段类型定义不嚣， 所以异构数据源的存在给实现不同信惠系统间数据的曩访带来了很大不便； 其次，电能质爨监测数据具有多角度观察的特性，即测量的量不是单一的， 巅是关联的，一个触发事件g l 起的各相关数据要进行禽理的存储以便进行统 谤、分辑帮魄较。 为了对监测信息进行全丽、高效地管瑷和使用，采用i e e e 标准黉员会提 出的一种电能质量数据交换文件格式一p q d i f ( p o w e rq u a l i t yd a t ai n t e r c h a n g e f o r m a t ) 作为通用鹣平台l 靳】。p q d i f 是一糖警嚣文传结槐，由各记录镳接面成， 邋过标记元素结构将数据静物理属住_ 和逻辑属往分离，獒功能类戳予中间俘， 使多数据源具有良好的兼容性，便于实现数据共享，为分析电网的电能质量 问题以及实现电能质量管理和分析提供一种很好的平台。 显示券嚣括灌亿 为提高信息共享的效率，便于工作入员之闯交流经验，了解各湓测仪器、 西南交通大学博士研究生学位论文第2 5 页 子系统及主系统各项功能，并进行比较，应使