基于多代理的主配一体化全线自愈系统和方法与流程

本发明涉及电网控制领域，具体为一种基于多代理的主配一体化全线自愈系统和方法。

背景技术：

1、近年来，大量分布式可再生能源接入，打破了传统配电网单电源供电的模式，逐步向复杂多源网络演变，传统过流保护难以适应新形态配电网的发展，并且对配电网潮流控制、故障诊断和多电源供电恢复等均提出了很大的挑战。

2、随着电网技术的不断进步，智能配电网中的自愈系统需要进一步考虑分布式发电设备、电动汽车等对电网造成影响。而现有的集中决策式配电网自愈策略已不再适应大量分布式电源接入后的运行需求，并且目前国内自愈系统覆盖范围普遍为变电站和配电房之间的配网线路，保护范围有限。同时现行主网保护和配网保护是独立配置的，双方配置繁琐，不利于保护运维，因此有必要研究新一代含分布式电源主动配电网的自愈方法，以真正实现主配一体化的全线自愈。

技术实现思路

1、为克服上述现有技术的不足，本发明提供一种基于多代理的主配一体化全线自愈系统和方法，用于解决现有技术中集中决策式配电网自愈策略难以适应大量分布式电源接入后运行需求的问题。

2、基于本发明的一方面，提供一种基于对代理的主配一体化全线自愈系统，全线自愈系统包括：至少一个区域代理代理层，所有区域代理层均通信连接于同一个馈线代理层上；

3、所述区域代理层包括智能配电自动化终端，所述智能配电自动化终端与电网系统中的负荷和分布式电源连接；所述智能配电自动化终端用于采集电网系统上传感器的感应数据，并将感应数据传输至馈线代理层；所述通信终端还用于接收操作任务列表，并将操作任务列表传输至智能配电自动化终端进行执行；

4、所述馈线代理层配置在变电站出线侧的馈线上，所述馈线代理层用于处理区域代理层传输的感应数据，并判断当前电网运行状态是否正常，进而根据电网运行状态求解操作任务列表并将操作任务列表传输至传感数据对应的区域代理层。

5、在上述技术方案中，馈线代理层实现对下层区域代理进行状态汇集、监视和分析计算，以及对可能出现的故障进行定位及隔离，同时个馈线代理层之间通过预设的光纤通信通道进行快速的信息交互，从而更全面地掌握系统的运行状态。

6、配电网中每条馈线被划分成多个分治区域，每个区域均以多个分界开关作为区域边界，区域代理配置在各分治区域的首端开关上，可对本地范围内的多种设备(包括负荷、分布式电源、智能配电自动化终端以及连接至节点上的馈线开关)进行管理控制，区域代理一方面能够完成本地状态信息的采集和上传，另一方面可自主完成内、外部状态感知和判断。主网保护和配网保护共用一套智能配电自动化终端。

7、在上述技术方案中，通过馈线代理层和区域代理层协作完成故障的快速定位和隔离。

8、进一步地，所述馈线代理层包括数据处理模块、专家模块和带截止期约束的推理机，所述预处理模块用于对传感数据进行预处理，并对电网系统当前的运行状态进行定性判断；所述专家模块内存储有电力领域知识；所述带截止期约束的推理机用于根据电网系统当前的运行状态求解操作任务列表。

9、进一步地，所述预处理包括去除冗余信息和矛盾信息。

10、进一步地，所述专家模块包括故障链集合、正常状态链集合和安全操作树集合，任何一个故障链或正常状态链都至少对应一个安全操作树中的一个完整操作序列子树；所述安全操作树集合包含日常维护和故障处理的全部操作任务序列。

11、故障链集合是根据经验总结的可能发生或已经发生的故障状态，每一个故障状态都对应一个时间长度，再次将该时间长度定义为截止期，如果不能在截止期完成，将引发新的故障。不属于故障链的集合属于正常状态集合。当对应的智能代理在截止期(规定时间)内完成某一故障对应的全部操作任务列表中的任务后，该故障排除；如果不能在规定时间内完成，故障无法排除，并会产生形的故障，故障链进入下一环节，需要重新求解操作任务列表。

12、进一步地，所述智能配电自动化终端配置有线路动差保护、简易母线差动保护、失灵保护及过流保护功能。

13、进一步地，所述智能配电自动化终端还配置有分段备自投和自愈合闸控制功能。

14、进一步地，相邻所述区域代理层之间通信连接。各区域代理间通过光纤通信通道进行通信连接，从而更全面地掌握电力系统运行状态。

15、基于本发明的另一方面，提供一种基于多代理的主配一体化全线自愈方法，包括以下步骤：

16、s1：智能配电自动化终端采集电网系统内传感器的传感数据，并将传感数据传输至馈线代理层；传感器的种类选择和布设位置设定均采用现有常规技术实现，每个传感器均与智能配电自动化终端连接；

17、s2：馈线代理层内的处理模块判断电网运行状态是否正常，若是正常，则在安全操作操作树中求解需要执行的日常维护操作任务列表，进入步骤s4；若是不正常，则表示有故障产生，进入s3；

18、s3：计算联络开关状态过渡函数值，依据计算得到的联络开关状态过渡函数值对电网进行故障判断；推理机进行实时截止约束下的计算，得到故障处理任务列表，若故障处理任务列表的操作时间小于等于故障节点时间截止期，则将故障处理任务列表视为故障成功处理列表；若故障处理任务列表的操作时间大于故障节点时间截止期，则重新求解故障任务处理列表，直至故障处理任务列表的操作时间小于等于故障节点时间截止期，得到故障成功处理列表；在本发明中根据现有常规经验设置故障节点时间截止期；

19、s4：向区域代理层下发日常维护操作任务列表和故障成功处理列表，并通过区域代理层执行。

20、进一步地，所述计算联络开关状态过渡函数值的方法如下：

21、配电网每个联络开关与馈线开关在电气上直接相连，当所有馈线正常运行时，联络开关在分位；当某条馈线故障时，相应的负荷失电，此时需合上联络开关进行转供电；因此，构建联络开关状态函数：

22、f＝f(f1,f2,…,fn)

23、式中，n为线开关数量；f为联络开关分位状态，开关分位取“1”，开关合位取“0”；

24、仅在所有馈线开关正常运行(fn＝0)时，或所有馈线故障(fn＝1)时，联络开关需在分位(即f＝1)；其它状态下，联络开关均需动作合上(即f＝0)；设为联络开关状态过渡函数，即：

25、

26、式中：n为线开关数量，i∈[1,n]。

27、通过逻辑关系可得，当或时，f＝1；当时，f＝0。由此可得，当f由1变为0时，联络开关动作合上。

28、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

29、(1)本发明借助智能配电自动化终端克服了以往主网变电站馈线保护和配网保护配置繁琐、定值复杂、运维成本高的问题，实现了主配一体化；

30、(2)本发明可以实现区域故障精准定位与毫秒级快速隔离，并减少后继发生故障的可能性；

31、(3)本发明提供的全线自愈方法为配电网中不同节点分布式电源的故障定位及隔离提供了参考依据，可以作为新型电力系统分布式电源发展、规划的参考。