多Agent智能电网调度决策支持系统研究解析

1、30卷第7期30卷第7期Vol.30No.7企业技术开发2011 年 4 月 Apr.2011多Age nt智能电网调度决策支持系统研究余腊生，钱奕兰（中南大学信息科学与工程学院，湖南长沙410083）摘要：文章介绍了 Age nt技术和决策支持系统，针对电网调度的局限性提出了基 于多Age nt的智能调度决策支持系统，并详细阐述了系统的体系结构和各个 Age nt的功能。系统能够将位于网络上任 何位置的Age nt与现有电力信息系统有机地结合起来，共同高效、快速、可靠地为调度员提供决策支持。关键词：决 策支持系统；多Age nt ;智能电网；调度中图分类号：TP302.1文献标识码：A文 章

2、编号：1006-8937（ 2011）07-0001-03Research on the decisi on support system of multi-Age nt smart grid dispatch ingYU La-sheng， QIAN Yi-lan（School of Information Scienee and Engineering，Central South University， Cha ngsha，Hu nan 410083, Chi na）Abstract:This paper in troduces Age nt tech no logy and decisi

3、 on suppo，puts forward the decisi on support system for smart grid dis patch ing based on multi-Age nt against the limitation of grid dispatching， and explains in detail the structure of the system and the fun ctio n of every Age nt.The system can orga ni cally comb ine the Age nt located in any pos

4、ition on the network and existing power infor-mation system, and provide decision support for dispatchers efficiently, fast and reliably. Keywords : decision support system； multi-Agent ; smart grid ; dispatching随着电网规模的扩大，汇集到调度中心的各种信息激增，给调度人员造成了巨 大的压力。目前应用广泛的EMS (能量管理系统)仍停留在分布式独立计算分析 阶段，需要调度人员调用各个分析

5、模块，再进行综合决策。这样调度员难以及时响 应电网状态的改变，也不太可能短时间内对突发事故做出可靠的决策1。因此，有人提出了智能调度的思想，这也是目前国内智能电网的主要研究方向。本文研究 了智能调度决策支持系统，通过多 Age nt技术将处理复杂系统的理论方法、决策理 论、知识发现技术与电力系统安全稳定分析等紧密结合起来，帮助调度员分析电网 运行状态和做出决策。电力系统是一个开放式的复杂的大系统，全局控制在电网调度过程中所起的作 用不明显。在这种环境下，系统中每个节点都是可以独立操纵的智能性和理性的主 体，它们具有不完全的信息和问题求解能力，不仅能够预测其他节点的动态，而且 节点自身的反应和动

6、作又可以对另外的节点产生影响。由此可见，电网调度的特可 以采用MAS性与MAS的特性是基本一致的3。因此，来求电网调度中的问题，多节点电网通过它们之间的交互性构成了一个多Age nt 社会。1.2决策支持系统简介决策支持系统(DSS，Decision Support System)是辅助决策者通过数据、模 型和知识，以人机交互方式进行半结构化或非结构化决策的计算机应用系统。DSS为决策者提供分析问题、建立模型、模拟决策过程和方案的环境，调用各种信息资 源和分析工具，帮助决策者提高决策水平和质量。DSS中人工智能的渗入形成了智能决策支持系统(IDSS , Intelligent Decision

7、Support System),增加了对决策IDSS主要由4个部分组成，即数据部分、模过 程的支持。型部分、推理部分和人机交互部分4，其中推理部分的加入使得系统具有了 智能性。IDSS的结构如图1所示。11.1相关技术基础Age nt技术简介Age nt是计算机硬件或软件系统，其具有自主性、交互性、主动性、反应性和社会性的特点2。单个Age nt主要用于模拟人的智能行为，多个 Age nt之间可以进行通信和协作，从而使多Age nt系统(Multi-Age nt System，MAS )可以模拟人类社会的复杂 行为。MAS中，Age nt间的联系较为松散，上层 Age nt不仅可以及时地把有用

8、的 信息以非常友好的方式提交给用户，而且它也会把有利于提高系统运行效率和性能 的信息或知识及时吸收进来。通过这种 Age nt的自我学习能力，增强了系统的智能 性。收稿日期：2011 - 01 - 25作者简介：余腊生(1969)，男，湖北黄冈人， 博士研究生，副教授，主要研究方向：Age nt理论、技术及应用、数据库技术、社会网络计算、结构与 算法。2.1基于多Age nt的智能电网调度决策支持系统系统总体结构以MAS和决策支持系统为基础，并结合智能电网调度的结构特点，基于多Age nt的智能电网调度决策支持系统的总体框架如图2所示。2用户企业技术开发2011年4月障分析和故障处理。负责监视

9、从各个厂站传递过来的事件信息，并对它们进行 过滤，在确定为故障后，对该故障进行详细分析，最后给出故障恢复方案。人机交互部件 操作票Age nt主要负责对系统设备检修，故障处自动、点图和短语4种开理等操作开票，还提供了手动、票方式5，避免了传统的手工操作票容易引起事故 的失数据部件模型部件误。 报表管理Age nt主要负责对电力系统运行状况的记录或统计进行分析，也是 调度中心进行电力系统运行数据库推理机模型库情况分析的重要信息和依据。 模拟培训Age nt主要负责系统操作员的一些培训工作，可以提供一个模拟的 环境，让用户实际操作系统，知识库图1IDSS体系结构调度员人机交互层通信服务层真实地体验

10、系统的功能，达到模拟培训的效果。这些职能Age nt通过网络进行交互，并且都存在于连接到网络的各个计算机上。系统的应用功能是可扩展的，因此 Age nt的数量也是可扩展的，新 Age nt的加 入不会影响其他Age nt的运行。2.3Age nt间的协作策略管理Age nt包含了一个知识库和任务库：知识库保模拟培训Age nt故障处理Age nt其他扩展Age nt管理Age nt高软分析Age nt操作票Age nt报表管理Age nt存着其他Age nt的信息，女口 Age nt的位置、当前的任务状态等；任务库中存放 了需要多个Age nt协作才能完成的任务。并且每个 Age nt的小知识

11、库保存了自己能 力和状态值的记录。设系统中共有N个Age nt。i 1 , N; Age nt有个体属性M种，j 1 , M;任务属性Q种，k 1 , Q。协作策略如下6: Age nt接收到新任务后，首先查看状态值，若忙，则将任务传给决策管理 Age nt ;否则与自身知识库进行匹配看自己是否有能力完成，若有则接受，否则就 需要向决策管理Age nt申请协作。 决策管理Age nt接到申请请求后，将需要协作的任务加入任务库，记录好该任务的相关信息（任务的属性），然后与知识库中其他Age nt属性进行比较，选出最合适将任务分配给它与原Age nt共同协作完成。的Age nt，可以使用分级优先的

12、方法来选择 最合适的Age nt ”根据Age nt个体能力等级 不同，可定下不同的值P i。能力的分工不同（即不同属性）有不同的权重；任务 也同此，同一属性赋给权值 丫 K不同等级赋值。令S=2 p j xw j +j =1m通信服务层决策资源层（数据库、模型库、知识库）SCADA系统、故障信息系统图2基于多Age nt的智能电网DSS结构图该系统总共包括3个部分：决策资源层、职能 Age nt层和人机交互层。决策资 源层是系统的基础，数据源来自 SCADA系统和故障信息系统；职能 Age nt层由系 统中各智能部分构成，在EMS的基础上扩展了故障处理分析、调度员操作票等新 的模块，从而使系

13、统具备了故障和检修的功能；人机交互层采用可视化技术，方便 用户与系统的信息直接交互。2.2各职能Age nt功能本文根据电力调度系统的功能特点对 Age nt进行分类，它们的主要功能如下： 管理Age nt主要负责协调其他职能Age nt间的动作以及给他们分配合适的任 务，类似于程序的头文件，保存了其他 Age nt的相关信息，根据这些信息对新的任 务进行定性和定量分析，最后再把各 Age nt的结果汇总为决策方案。 高软分析Age nt包括了电力系统里的一些高级应无功优化和安全分析等，主 要负责用软件，如潮流计算、对实时采集的数据信息进行分析计算，得到当前的运 行状态。 故障处理Age nt

14、主要包括3个模块：故障诊断、故S值越大，优先级越高，越容易被选中参与协作。工l Xykkk =1Q 决策管理Age nt若同时接到若干个协作申请，也可用上式的方法，优先级越 高的申请可被优先选取处理，其余的任务在任务库中等待。当一个申请S过小，可能长期得不到响应，我们可设置一个定时加数器，每等待一段时间就给S加上一个固定值，这样随着等待时间的增长，优先级增加，就可能被选中处理。2.4系统协作决策过程第30卷第7期余腊生，等：多Age nt智能电网调度决策支持系统研究3下面具体以系统中的故障处理Age nt的工作流程来说明系统的决策过程，其基 本流程如图3所示。决策分析模块信息库感知器信息感知模

15、块效应器用户接口模块故障处理Age nt工作流程图感知器知识库信息处理效应器3结语本文针对目前电网调度管理过程中存在的问题，根据电网运行实际，提出了基于多 Age nt技术的智能电网调度决策支持系统。 2010年由H省某公司与某地区电网公司合作研究开发了地区电网智能调度决策支 持系统，并在实际应用中取得了一定的效果。该系统将多Age nt技术与调度决策支持技术结合起来，建立多 Age nt模型，通过各个Age nt间的协作，实现调度、运行 和管理的智能化。从而使系统效率达到了最大化，极大地提高了电网运行的安全性 和可靠性。并且集成了故障处理的功能，使调度软件系统的处理范围拓展至故障检测决策状态

16、。随着智能电网的不断发展，在国际电力工业发展的主流中基于多Age nt技术的智能电网调度决策支持系统必将加快电网智能化的进程。参考文献：1姚建国，杨胜春，高宗和，等电网调度自动化系统发展趋2007, 31（ 13）.势展望J电力系统自动化，2余腊生，蔡莹皓.实时环境下age nt决策机制研究J.计算机工程，2005，31（ 7）： 24-26.3杨旭升，盛万兴，王孙安.多Age nt电网运行决策支持系统体系结构研究J.电力系统自化，2002，26（ 18）： 45-49.科4杨善林.智能决策方法与智能决策支持系统M.北京：学出版社，2005.康权.基于MAS技术的电网智能调度决策支持系统的研究

17、与应用D.北京：华北电力大学，2008.王鹏人.基于多Age nt的岩体声发信号检测定位系统应用研究D.长沙：中南大学，2009.信息源图3结果解释在实际工作过程中，首先由信息感知模块的感知器接收从子站采集上来的遥信 和事项等消息，并对这些信息进行粗辨识，如果这些信息能促成一个故障，就通过加载信息库中所存储的数据将有用信息传递给效应器，效应器将这些信息传递给决 策分析模块。决策分析模块接收感知到的信息后，调用相关知识，校核当前设备运行状态是 否与运行规则相符，若确定是故障的话就会给出诊断报告，然后自动启动故障恢复 和故障操作票，故障恢复能根据网络拓扑关系给出最合理的恢复路径，最后自动开 出操作

18、票来指导消除故障，恢复系统的稳定运行，减少因故障引起的损失。用户接口模块主要功能为收集用户相关信息来初试化一个决策任务，向用户表 示决策分析结果，在决策分析过程中要求决策者提供附加信息。此外，考虑到 安全第一”的原则，在整个决策系统的运行中，当诊断到确有故 障发生时，应停止其他一切应用，将系统的性能资源让于故障分析应用。!瑞典企业将造纸黑液转化为车用燃料瑞典CHEM REC公司近年来成功地发展了黑液气作为项目的合作者与产品用户，沃尔沃公司改造了机管理软件都适合二甲醚燃 料，这些卡车将使用新燃料雪萍、斯德哥尔摩和Pitea市建立4个二甲醚加油站。化技术并积累了商业化经验。这家总部设在斯德哥尔摩实施黑液气化项目，截 止2009年中该项目已经运行了黑液气化后的气相成分，在高温高压条件下经气 -14辆重型卡车的发动机系统，使其油箱、喷油器和发动进行性能测试。瑞典Preem石油公司负责在哥德堡、延并在瑞典北部城市Pitea拥有工厂的企业，2004年开始11000h，每天可将20t 黑液气化。固相催化反应，可生成甲醇（CH 3OH ）和二甲醚（CH 3OCH 3）。CHEM REC公司提供造纸黑液气化技术与合成气，丹麦 HALDOR TOPSOE公司提供气体 合成甲醇和二甲醚的纸浆和造纸是瑞典传统行业，黑液是造纸过程的副产品，内含30%水、40%可燃有机物和3