摘要：智能电网是电力系统发展的必然趋势，自愈是其重要的特征。结合国内外对智能配电网自愈控制的研究，本文阐述了配电网自愈控制和MAS技术的相关内容，并将MAS技术运用到智能配电网自愈控制，建立了基于MAS的智能配电网自愈控制结构，对智能配电网的建设有一定意义。
关键词：MAS；自愈控制；智能配电网
0 引言
国家电网公司于2009年5月提出加快坚强智能电网建设，并于9月提出了建设以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，利用先进的通信、信息和控制技术，构建以信息化、自动化、互动化为特征的自主创新、国际领先的统一坚强智能电网的战略发展目标，形成了“一个目标、两条主线、三个阶段、四个体系、五项内涵、六个应用环节”的发展战略框架。
智能配电是六个应用环节中重要的组成部分，但由于历史上电力工业发展的各种原因，我国配电网的发展明显滞后于发电、输电等环节。为加快我国智能配电网的发展，现急需解决其几个关键技术问题，包括配电网自愈控制、分布式发电与智能微网技术、AMI技术、配电网快速仿真与模拟技术、用户参与电网互动问题、负荷模式的转变问题等等。
近年来，人工智能领域中的MAS技术发展迅速，它被广泛应用于自动控制、分布式信息处理、复杂系统的综合集成等领域。这为智能配电网自愈控制提供了一条有效的途径。
1 MAS技术简介
Agent是一种具有知识、目标和能力，并能单独或在人的少许指导下进行推理决策的能动实体，是处于一定环境下包装的计算机系统。为了实现设计目的，它能在特定环境下灵活地、自由地活动。Agent主要具有以下特性：
1）自治性，Agent运行时不直接由人或者其他东西控制，它对自己的行为和内部状态有一定的控制权。
2）社会能力或称可通信性，Agent能够通过某种主体通信语言与其他主体进行信息交换。
3）反应能力，Agent应该感知它们所处的环境，可以通过行为改变环境，并适时响应于环境所发生的变化。
4）自发行为，传统的应用程序是被动地由用户来运行的，而且机械地完成用户的命令，而主体的行为应该是主动的。主体感知周围环境的变化，并做出基于目标的行为。
5）推理能力，Agent可以根据其当前的知识和经验，以理性的、可再生的方式推理或推测。学习和适应能力，Agent可以根据过去的经验积累知识，并且修改其行为以适应新的环境。
多Agent系统（MAS）是在多个Agent的环境下，Agent与Agent之间如何协调不同的目标、规划、知识和动作等，以确保各个Agent自主运行并不影响整个系统的工作。
多Agent 系统的体系结构是指Agent之间的通信和控制模式，它的选取影响到整个系统的性能。它可分为3种：反应式Agent结构、慎思型Agent结构和混合型Agent结构。
2 基于MAS的智能配网自愈控制
2.1 配电网的馈线多Agent建模
当前中低压配电网的拓扑结构大多是双电源单环网，或多电源多段多联络辐射网；大多数配电网具有闭环设计、开环运行的特点；同时，往往一组非开关设备由一台开关设备集中控制。因此，可根据进线断路器、分段断路器、联络断路器的运行状态将任一复杂配电网进行网络动态拓扑逻辑等效解耦及分区，分解成辐射状的独立供电区。所谓馈线指从变电站出线开始，包括线路上所有的开关、负荷以及连接线构成的整个辐射状供电网络。将配电网以馈线为单位划分为各个子系统，每一条馈线抽象成一个相应的馈线测量采集Agent。
2.2 各Agent的内部逻辑结构
决策模块和应用模块之中的Agent为基于决策的BDI框架Agent逻辑结构模型。BDI框架结构是最早出现的慎思型Agent基本结构的重要代表，是将Agent作为意识系统的具体体现，BDI框架产生的根基在于实用推理理论的哲学基础，它模仿了人们为实现一定的目标而采取的一系列行动的过程。MAS包含认知的（如信念Belief等）、情感的（如愿望Desire等）和意向的（如意图Intention等）3种状态，通常被称为BDI模型。
BDI模型中的B、D、I之间要满足以下约束关系：
1）意图—信念的一致性：一个Agent应当相信他的意图是可能的，在正确的条件下相信会达到目的， 而不相信他不会达到目的。
2）意图—信念的不完全性：一个Agent有意图达到某种状态，但他不是必须相信那种状态一定会实现，对于一个理性的Agent来说这是可以接受的。
3）意图—信念之间的副作用：一个Agent有意图做动作a，并且相信做a必须要做b，则也不必要求他有意图做b。
4）愿望—意图的内部一致性：一个Agent允许有冲突的愿望，但不应有冲突的意图。
5）愿望—意图的手段与目的分析：意图要求一个Agent在未来某个时刻可以重新考虑提出的问题， 而愿望则不必要。
6）愿望—意图与信念的一致性：意图要和信念一致，而愿望则不必与信念一致。
2.3 基于MAS的智能配电网自愈控制系统结构
根据MAS的设计方法与配电网自愈控制的多功能的特点，建立如图1的基于MAS的智能配电网自愈控制系统结构。
图1 基于MAS的智能配电网自愈控制系统结构
该方案将配电网自愈控制分为决策模块、应用模块、系统模块。决策模块主要任务是根据配网实际情况形成整个网络的控制方案和最佳控制方案，进行局部控制、优化控制、全局控制之间的选择和协调，并与应用模块进行信息交换，以进行控制方案的快速仿真，与系统模块进行通信，以传送最终的控制命令。应用模块的主要任务是获取系统模块量测的配电网参数，以进行配电网运行状态评价、运行区识别、实时预测和控制方案的快速仿真，以为决策模块形成最优的控制方案提供参考信息。该模块中的快速仿真是决策模块确定控制方案的重要方法，在方案未形成之前，采用仿真方式先验证控制方案的有效性，以保证达到预期的控制效果。系统模块主要任务是通过各种量测技术获取配电网的实时数据，并向应用模块传输，另外该模块还接受来自决策模块的控制命令，已达到最佳运行状态。
3 结语
自愈是智能电网的一个重要的特征和标志，也是保证未来电网可靠供电的核心技术，本文从面向智能配电网自愈控制的角度出发，根据自愈控制定义与特点，将MAS技术运用到智能配电网的自愈控制之中，建立了基于MAS的智能配电网自愈控制结构，并对相关的自愈控制原理进行了阐述与介绍。由于电网自愈控制涵盖了控制、继电保护和通信多个领域，是一门综合性控制技术，其其他方面的工作还待深入研究。
参考文献
[1]国家电网公司.统一坚强智能电网综合研究报告（修订稿）[R]. 2009.
[2]陈璟华，陈少华，杨宜民.多Agent系统及其在电力系统继电保护中的应用[J].电气应用，2005，24(4)：51－55.
[3]任江波，郭志忠.电网自愈控制中的状态估计模式研究[J].电网技术，2007，31(3)：59－63.
论文作者:赵菲,李承伟
论文发表刊物:《电力设备》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/18
标签：配电网论文; 智能论文; 模块论文; 电网论文; 意图论文; 结构论文; 系统论文; 《电力设备》2018年第19期论文;