基于多Agent的继电保护系统

摘要：多Agent技术是近年来分布式人工智能领域得到广泛应用，本文中阐述了基于多Agent系统（MAS）的继电保护系统的结构、特点，并就对其系统构架、通信、可靠性等问题做概要介绍。

关键词：Agent；多Agent技术；继电保护

中图分类号：TM774 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 09-0000-01

Relay Protection System Based On Multi-Agent

Su Zikang,Jiang Baolei

(School of Information and Electrical Engineering,CUMT,Xuzhou221008,China)

Abstract:Multi-Agent technology in recent years the field of distributed AI has been widely used,this paper describes Multi-Agent Systems(MAS)of the protection system of the structure,characteristics,

and to its system architecture,communication,reliability and other issues were outlined.

Keywords:Agent;Multi-Agent;Relay protection

一、Agent与多Agent基本概念

Agent与多Agent系统（MAS）概念源于人工智能领域，是分布式人工智能的主要方向之一。概括的说，Agent是对过程运行中的决策或控制任务进行抽象而得到的一种具有主动行为能力的实体，利用数学计算或规则推理完成特定操作任务，并通过消息机制与过程对象及其他Agent交互以完成信息传递与协调。Agent具有自治性、可通信性、面向目标性和针对环境性等特性。

由于单个Agent的知识、信息和资源是受限的，不能用于较复杂问题的解决，可用适当的体系结构把多个Agent连接起来构成多Agent系统（MAS）共同完成一个特定任务。MAS通过协调来组织全组Agent完成一些任务，这些Agent分散分布且独立运行，相互协调并能为单个个体服务，当Agent之间的目标或行为发生冲突时，Agent之间能够通过竞争或者协商来协调处理冲突，协同完成一个任务。MAS有以下优势：能通过Agent间协作增强问题求解能力和可靠性；各Agent可并行操作，效率高；Agent间通信协作，具有较好的容错能力；各Agent既可协同工作，也可单独工作，有较高的灵活性。所以，它不仅具备一般分布式系统的资源共享、易扩展、可靠性、灵活性、实时性的特点，而且可以通过各Agent协调解决大规模的复杂问题，其系统有很好的鲁棒性、可靠性和自组织能力。

二、基于MAS的继电保护系统

（一）基于MAS的常规继电保护系统

Wong和Kalam在1995年“能量管理和电力输送”及1996年“智能系统在电力系统中的应用”国际会议上，将Agent技术引入继电保护领域。基于MAS的保护系统由组织层、协调层和执行层组成。故障的检测隔离由各层的Agent协作完成，其结构如图1所示。

图1.基于MAS的保护系统结构

Agent分层分布，对应不同层的任务，如协调层的搜索Agent和跳闸Agent等；各Agent独立完成各自的任务，如：状态检测、网络重组等；能据外界变化快速做出反应，如断路器不能断开时，搜索跳开邻近断路器；各个Agent间相互通信，将信息就地化、分布化并共享化，利用电力线路沿线的多点信息共享综合加速保护动作、更准地判断和隔离故障区段；多个Agent协作完成保护任务，通过局部Agent和管理Agent协调各Agent的行为，以更好适应电力系统的实际运行状态，提高保护的快速性和准确性；Agent能依需要激活上级Agent或与同级Agent交互，如状态检测Agent感受到开关变位时激活网络重组Agent，改善继电保护的自适应性与可靠性；一种保护任务可由多个Agent组合完成，有很好的灵活性、可移植性。

（二）基于MAS的协作继电保护系统

常规的继电保护存在故障判断和定位困难，后备保护整定时间过长且故障隔离区域过大等缺陷。1997年，Yasushi Tomita等人提出利用多Agent的相互协作实现电力系统的保护。多Agent协同有四个基本目标：通过并行性提高任务完成效率；通过共享资源扩展完成任务的范围；通过任务的重复分配增加任务完成的可能性；通过避免有害相互作用降低任务之间的干扰。该方法中的Agent分为：设备Agent，主要采集和管理设备的数据，并可用各自间的联系数据表示网络的拓扑结构；移动Agent，可在各个设备Agent之间运动，使用其数据；保护Agent，用以检测和隔离故障；重组Agent，当电力系统拓扑结构发生变化时，对保护系统进行网络重组。无论实际电力系统的运行状况如何发生变化，保护系统都能有效地进行故障诊断隔离，最大限度减少故障隔离区。

三、MAS中Agent的通信问题

各Agent间必须能有机地合作，而合作的实现很大程度上依赖于通信。按通信机制Agent间通信方式有：点对点式，广播式，转发式和混合式。实际系统中，常用混合式，对Agent分组，每个组都有自己的组区域（黑板），可以同时实现公共数据区域的广播通信与组内的组播通信以及点对点和转发通信。若按通信介质可分为光纤通信，载波通信和同轴电缆通信。在条件允许，尽量采用能较好兼顾快速性、可靠性以及投资等方面需要的光纤或同轴电缆通信。

四、结束语

电力系统继电保护是电力系统安全稳定运行的保证，MA技术是计算机技术、人工智能和网络技术等多学科交叉而形成的新兴分支。MAS的保护系统在保护的协同和整体性能上更具自适应性、灵活性、可靠性和容错能力。随着研究的深入多Agent在电力系统继电保护的应用应该有更为广阔的前景。

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