基于广域网和多智能体的自适应协调保护系统的研究

介绍了一个基于广域网和多智能体的自适应协调保护系统(MAWBACPS)。系统利用IP广域网实现电网广域信息的实时交换;利用多Agent系统在解决分布式在线问题的合作求解能力,实现保护之间动作的协调。提出了尽力自适应的协调保护新思想以及线路电流后备保护的网络化自适应整定的新方法。论文还介绍了MAWBACPS的结构、通信机制、协调控制策略以及相关的智能体设计。基于上述思想和方法研制了仿真系统,仿真试验结果表明:自适应定值计算所需的时间可以被控制在允许的范围内,从而在一般情况下均可实现电网后备保护的自适应协调动作。     

基于多Agent的广域电流差动保护系统

提出了一种基于多Agent的广域电流差动保护系统,借助专家系统实现电流差动丰、后备保护区的动态在线划分,然后通过各保护Agent间的配合协调实现对整个电网的主、后备电流差动保护。制订了差动保护主后备保护区划分专家系统的知识表示方式和保护区搜索策略,提出了各保护Agent间配合协调的行为规则和通信方式,对该保护系统的通信系统进行了仿真分析,并提出了通信中断等故障时防止差动保护误动的预防性自愈合措施。     

流控传输协议在广域后备保护信息传输中的应用

提出基于流控传输协议(SCTP)的通信方式,以解决在电力通信网络与输电线路同时故障时,通过保证信息传输的实时性和可靠性来实现广域后备保护迅速可靠动作的问题。提出提高SCTP通信实时性的措施和改进的SCTP多宿性路径切换方法,并应用于一种广域后备保护系统的信息传输中。在电力和通信系统同步仿真平台上实现通信网络及SCTP、广域后备保护代理和电网建模。仿真实验验证了所提出的通信方式在广域后备保护信息传输中应用的有效性。     

一种广域后备保护多Agent系统的动态行为分析

研究了广域后备保护多Agent系统采用对等协商模式、UDP通信协议、SDH光纤环网的动态行为。对广域通信网络、通信协议及模式进行选择，在美国电力和通信同步仿真集成环境EPOCHS上构造通信网络的NS2模型，通过仿真实验统计网络通信延迟，分析两种电网故障下多Agent的交互协作过程、通讯模式和通信网络对广域后备保护动作时间的影响。实验表明，SDH通讯专用网能满足广域保护算法对通讯的需求。     

基于HLA/Agent的广域后备保护仿真平台设计

为检验广域后备保护算法在广域通信网络环境下的保护性能和保护动作后对电力系统运行的影响,开发了一套基于高层体系结构(high-level architecture,HLA)和Agent的OPNET和PSCAD/EMTDC联合同步仿真平台WAPSS(widearea protection synchronizing simulator)。论述了WAPSS平台的总体结构、各重要组成部分的功能和接口方式以及多Agent的设计,最后以一仿真实例验证了平台的正确性和有效性。保护和通信的联合同步仿真平台WAPSS为广域后备保护工程实现提供了有效的仿真工具。     

基于序分量的电网广域后备保护算法

随着电网规模的扩大和网络结构的日趋复杂,传统后备保护已经暴露出保护失效、引发连锁跳闸等许多缺陷.在合理有效地利用通信资源、尽力避免通信拥塞的设计原则下,提出一种基于序分量的集中式电网广域后备保护算法.该算法在故障处理流程的不同阶段使用不同内容和不同范围的广域信息进行全局决策,动作速度快,且不存在传统独立式后备保护整定配合复杂、应对大规模潮流转移可能误动等问题.仿真结果验证了该保护算法的有效性和正确性.     

电网广域后备保护代理的结构和工作机制研究

基于代理的广域后备保护系统通过多个自治代理，利用广域信息并行工作与协调，能够缩短后备保护动作时间、减少故障隔离范围和防止后备保护在电网异常事件中误动。该文研究了广域后备保护代理的结构和工作机制，建立了保护代理多部件的分层模型，分析其工作流程，构造协作关联域。基于代理之间交换数据型和请求型消息，提出了对等的混合协调模式。针对多代理系统的多种故障进行容错性处理，多个保护代理以协作策略和联合规则运行，使保护的整体性能得以加强，提高系统的可靠性和容错性。利用电网和通信系统同步仿真平台EPOCHS在一个简单电力系统上对所研究的代理进行仿真实验，验证了所提出代理工作机制的有效性和合理性。     

基于GPS的广域保护终端装置研究

为从整体或区域电网的角度提升继电保护系统的性能、构建实际的广域保护系统,介绍了一种基于全球定位系统(GPS)的广域保护终端装置。该保护终端装置采用模块化结构,每个终端都配置了GPS信号模块和远程通信模块,可通过专用的通信网络共享电网广域信息。阐述了由该终端装置构成的保护系统利用电网广域信息进行保护策略的制定,实现电网中不同地点保护之间动作的协调配合,实现快速的和最小范围的故障隔离,加速后备保护的动作,改善后备保护的性能,并能实现自适应保护。最后,从应用的角度讨论了该装置在实际运行中需要注意的GPS信号可靠性与通信可靠性等关键问题。     

基于多Agent技术的电流速断保护自适应研究

现代电力系统是一个复杂开放的分布式系统,多Agent系统(MAS)是分布式人工智能的新技术.将多Agent技术应用于自适应保护中去,建立基于MAS的自适应保护体系,通过各个Agent之间的协作,使得自适应保护能够自动智能地适应电力系统的各种变化.以自适应电流速断保护为实现目标,利用Agent设计原理,对各Agent进行各自功能的定义和它们之间通信机制的设计.为了验证其可行性,在一简单系统上对其进行仿真,结果表明,基于MAS的自适应电流速断保护,不仅可以扩大保护范围,还可以缩短后备保护的动作时间.     

广域后备保护系统若干问题的探讨

近几年利用Agent技术基于广域信息的广域后备保护得到人们的关注。广域后备保护算法、保护Agent的设计等尚在研究中。本文对基于广域保护动作信息和利用广域电流差动的两类算法进行了分析;在比较多种广域后备保护多Agent系统协商方式的基础上,提出了一种以对等协商为主的体系结构。构造了一种基于模式的保护Agent的设计方法,依据此模式,研究了利用IEC61850对保护IED和广域后备保护Agent进行设计。这4个方面的探讨和研究,为广域保护系统的发展提供一定的借鉴。     

分层式电网区域保护系统的原理和实现

目前在高压电网中广泛使用的主保护是基于高频通道的纵联保护，而后备保护的信息则来源于单端信息的测量。文中分析了纵联保护和传统后备保护存在的问题，并结合变电站铺设光纤的现实条件，提出了一种新型的基于光纤环网通信，实现电气信息共享来进行故障定位的分层式区域保护系统。该系统可与传统的主保护和后备保护协同工作，进一步加强电网的第一道防线。详细介绍了区域保护系统的层次结构以及工作过程，阐述了用于故障定位的零、负序方向元件的原理，以及基于序分量和阻抗的综合选相元件的原理。EMTP仿真了各种故障，特别是区内外复杂故障情况下系统的动作行为，仿真结果证明了此系统的正确性。     

The Modeling and Verification of Peer-to-Peer Negotiating Multiagent Colored Petri Nets for Wide-Area Backup Protection

This paper focuses on the modeling and verification of a peer-to-peer wide-area backup protection (WABP) system. Agents located in a number of substation Intelligent Electronic Devices (IEDs) negotiate on a peer, or equal, basis. The agent-based wide-area backup protection scheme is able to find power-line faults and protection misoperations. A wide-area communication network based on IP technology is used to transmit shared information among the agents. A novel Agent-Oriented Peer-to-peer negotiating Colored Petri Net (AOPCPN) is proposed to implement the WABP system. The algorithms, design, and dynamic behavior of the WABP is evaluated in a simulated environment to demonstrate its benefits. The article begins by presenting the generic AOPCPN architecture and its formal definition. The AOPCPN model for the WABP multiagent system is evaluated according to one algorithm, which is detailed in this article. The WABP agent's autonomy, cooperation, parallel operation, and robustness are embodied in modules in order to ease the software engineering challenges in implementing and maintaining the agents. Three example scenarios illustrate the effectiveness of the Petri net model and its ability to dynamically respond to WABP misoperations and fault conditions.      

新型广域高压输电线路后备保护系统实时通信的研究和应用

电网的大范围互联对电力系统稳定性提出了更高要求,本文对此提出了一种既能提供元件保护又能确保系统稳定的广域线路后备保护方案;详细讨论了该方案中的实时通信,包括通信硬件环境、通信规约和通信过程。该方案已通过静模试验,各项指标达到运行要求,即将投入现场试运行。     

新型广域后备保护方案的研究

对一种新型广域后备保护方案进行研究。该保护利用现代通信网络和时间同步技术,通过对广域范围内的故障电流及开关位置信息的采集和综合分析,判断故障区域和开关动作情况,利用实时网络拓扑图和跳闸函数实现最优后备保护跳闸方案。它不存在传统后备保护中动作时限和动作区域相互配合的问题,能大大缩短保护的整体动作时间,优化后备保护的整体功能。应用实例证明了该保护所具有的优点。     

Agent-based self-healing protection system

This paper proposes an agent-based paradigm for self-healing protection systems. Numerical relays implemented with intelligent electronic devices are designed as a relay agent to perform a protective relaying function in cooperation with other relay agents. A graph-theory-based expert system, which can be integrated with supervisory control and a data acquisition system, has been developed to divide the power grid into primary and backup protection zones online and all relay agents are assigned to specific zones according to system topological configuration. In order to facilitate a more robust, less vulnerable protection system, predictive and corrective self-healing strategies are implemented as guideline regulations of the relay agent, and the relay agents within the same protection zone communicate and cooperate to detect, locate, and trip fault precisely with primary and backup protection. Performance of the proposed protection system has been simulated with cascading fault, failures in communication and protection units, and compared with a coordinated directional overcurrent protection system.     

广域后备保护多代理系统的仿真建模与实现

针对广域后备保护多代理系统分布式协作的特点，为广域后备保护代理构造了环境感知、情景感知、综合决策等智能模块和接口，设计了多代理系统的容错性处理措施。EPOCHS是将电力系统电磁暂态仿真软件EMTDC/ PSCAD、机电动态仿真软件PSLF、网络通信仿真软件NS2、Agent集成的电力和通信同步仿真环境，将保护代理映射到EPOCHS予以仿真设计和实现，构造了电网的EMDTC/ PSCAD模型和SDH通信网络的NS2仿真模型。通过仿真系统可观察保护代理的内部活动和多代理间的交互过程，从而评价广域保护算法及策略。通过3个仿真实例证明广域后备保护多代理仿真系统的代理设计是正确的。仿真试验能够有效地检验在电力系统故障、保护代理失效、断路器失灵等多种情景下多代理推演带来的整体性能。     

基于CORBA的混杂MAS广域后备保护系统设计

为避免系统瓦解,优化后备保护系统的性能,使保护和控制实时沟通,互相配合,提出了后备保护系统,它是将一个地区内不同电压等级,不同变电站的所有后备保护人工智能化,并通过光纤网组合成的一个基于CORBA的大型混杂MAS的分层分布式广域后备保护系统。该系统分为区域级、变电站级后备保护系统中心MAS以及元件Agent三级结构,利用MAS和CORBA技术实现系统的各部分的自治和各部分之间的交互活动。针对断路器失灵、过负荷、重合闸的情况通过调整后备保护系统的动作时间、动作方式以及向稳控装置发控制信号,实现保护与控制的相互配合。动模实验证明该系统及优化策略切实可行、易于实现。     

广域电流差动保护区划分专家系统

微机技术、通信技术的发展及其在电力系统中的应用推动了数字式差动保护的发展,从而使得在广域保护系统中应用电流差动保护成为可能.作者提出了一种基于图论方法的专家系统,根据SCADA系统中一次、二次设备状态信息及拓扑连接关系,在线确定各一次设备的电流差动主、后备保护区.属于同一保护区的保护装置间可以相互通信实现主、后备差动保护.文中分析并制定了专家系统的知识表示方法和搜索策略,并利用该专家系统生成了两种运行方式下的主、后备保护区.     

Modeling and simulation of air-gappedcurrent transformer based on PreisachTheory

This paper presents a day-ahead optimal energy management strategy for economic operation of industrial microgrids with high-penetration renewables under both isolated and grid-connected operation modes. The approach is based on a regrouping particle swarm optimization (RegPSO) formulated over a day-ahead scheduling horizon with one hour time step, taking into account forecasted renewable energy generations and electrical load demands. Besides satisfying its local energy demands, the microgrid considered in this paper (a real industrial microgrid, “Goldwind Smart Microgrid System” in Beijing, China), participates in energy trading with the main grid; it can either sell power to the main grid or buy from the main grid. Performance objectives include minimization of fuel cost, operation and maintenance costs and energy purchasing expenses from the main grid, and maximization of financial profit from energy selling revenues to the main grid. Simulation results demonstrate the effectiveness of various aspects of the proposed strategy in different scenarios. To validate the performance of the proposed strategy, obtained results are compared to a genetic algorithm (GA) based reference energy management approach and confirmed that the RegPSO based strategy was able to find a global optimal solution in considerably less computation time than the GA based reference approach.