【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力系统领域运行控制领域，具体涉及一种基于多智能体的城市电网孤岛黑启动系统及方法。
技术介绍
电力系统是城市的命脉，一旦发生大面积停电而导致城市瘫痪，就会直接导致巨大的经济损失，甚至可能引发重大政治事件或社会动荡。近年来国际上发生的多起大停电事故再一次表明，大停电事故的威胁不可能因为先进技术的应用而完全避免。在发生电网大面积停电事故后，电力系统运行人员必须迅速启动电网全停应急预案，进行电网的黑启动，完成并网重构，在最短时间内恢复电网出力，减少事故导致的经济损失和社会动荡。虽然水轮机组尤其是抽水蓄能机组是黑启动的首选，但对于水电资源匮乏的大城市，只能采用具有快速启动能力的燃气轮机机组及孤岛黑启动方法。然而燃气轮机需要大功率柴油发电机组提供其启动功率，且需要定期开机进行维护，故在初投资和维护成本上较大。相较而言孤岛启动的投资较小，是一种新的黑启动模式。很多历史资料证明电力孤岛对大停电后的电力快速恢复起着至关重要的作用，有孤岛存在的电力恢复速度甚至要超过只依靠水轮机组或燃气轮机黑启动的速度。但是大型电力系统在发生严重灾变解列后，由于各孤岛内机组与负荷的不平衡，不能保证一定有孤岛留存。而且由于事故后孤岛位置和范围的不确定性，很难预先对其制订黑启动方案，故需要对电力孤岛的形成进行有效控制。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种包含多个智能体(Agent)的集合的多智能体系统，通...
【技术保护点】
一种基于多智能体的城市电网孤岛黑启动系统，其特征在于：包括三级控制结构，电网监控中心智能体、变电站监控智能体和电厂监控智能体；电网监控中心智能体：(1)直接与下级变电站监控智能体通信：获取下级变电站监控智能体上报的运行数据及故障信息，进行分析决策后发送解列或并网指令给下级变电站监控智能体；(2)电网监控中心智能体通过下级变电站监控智能体中转，获取电厂监控智能体上报的运行数据及故障信息，进行分析决策后再通过相应的下级变电站监控智能体发送解列或并网指令给电厂监控智能体；变电站监控智能体：(1)当监测到的电网扰动超出预设阂值时，达到动作条件，无须等待电网监控中心智能体指令，自主进行解列操作；(2)变电站监控智能体与电网监控中心智能体通讯：上报自身运行数据及故障信息给电网监控中心智能体，由电网监控中心智能体控制解列或并网；同时上报自己获得的电厂监控智能体的运行数据及故障信息，并中转由电网监控中心智能体发出的控制解列指令给电厂监控智能体；(3)变电站监控智能体与电厂监控智能体通讯：获取下级电厂监控智能体上报的运行数据及故障信息，并自己发出解列指令或传递电网监控中心智能体发出的解列或并网指令给电厂...
【技术特征摘要】
1.一种基于多智能体的城市电网孤岛黑启动系统，其特征在于：包括三级控制结构，电
网监控中心智能体、变电站监控智能体和电厂监控智能体；
电网监控中心智能体：(1)直接与下级变电站监控智能体通信：获取下级变电站监控智能
体上报的运行数据及故障信息，进行分析决策后发送解列或并网指令给下级变电站监控智能
体；(2)电网监控中心智能体通过下级变电站监控智能体中转，获取电厂监控智能体上报的运
行数据及故障信息，进行分析决策后再通过相应的下级变电站监控智能体发送解列或并网指
令给电厂监控智能体；
变电站监控智能体：(1)当监测到的电网扰动超出预设阂值时，达到动作条件，无须等待
电网监控中心智能体指令，自主进行解列操作；(2)变电站监控智能体与电网监控中心智能体
通讯：上报自身运行数据及故障信息给电网监控中心智能体，由电网监控中心智能体控制解
列或并网；同时上报自己获得的电厂监控智能体的运行数据及故障信息，并中转由电网监控
中心智能体发出的控制解列指令给电厂监控智能体；(3)变电站监控智能体与电厂监控智能体
通讯：获取下级电厂监控智能体上报的运行数据及故障信息，并自己发出解列指令或传递电
网监控中心智能体发出的解列或并网指令给电厂监控智能体；
电厂监控智能体：(1)当监测到电网扰动超出预设阂值时，达到动作条件，无须等待电网
监控中心智能体和上级变电站监控智能体指令，自主进行解列操作；(2)与变电站监控智能体
通信：上报自身运行数据及故障信息给变电站监控智能体，接收并执行由变电站监控智能体
发出解列指令或传递电网监控中心智能体发出的解列或并网指令。
2.根据权利要求1所述的基于多智能体的城市电网孤岛黑启动系统，其特征在于：所述
的电网监控中心智能体中主要由监测模块、通信模块、分析模块、预警模块、人机交互模块、
数据库管理模块、知识库模块和控制决策模块组成，其中：
监测模块：用于从变电站自动化系统获取变电站与电网间的联络线节点处的电压、频率、
功率、开关状态、三相不平衡度运行数据，并获取下级变电站监控智能体上报的当地和变电
站下级电厂的实时运行数据以及故障信息，将其发送给分析模块；
通信模块：用于在电网监控中心智能体与下级各个变电站监控智能体之间进行通信及数
据传输，接收变电站监控智能体上报的运行及故障信息，并向下级变电站监控智能体发送动
作指令；
分析模块：根据变电站监控智能体上报的电网运行数据，一旦出现异常数据，立即进行
电网潮流计算，并与知识库中存储的故障信息知识进行对比，得出较为准确的故障信息，发
送至控制决策模块和预警模块；针对变电站监控智能体发出的解列请求，结合知识库中信息
分析其解列影响区域范围，结果送至控制决策模块；
预警模块：接收到分析模块发送的故障信息后即时显示，并发出预警信号；
人机交互模块：(1)实现人机对话功能，显示整个电网的实时运行情况；(2)紧急情况下，
提供手动控制模式，使操作人员对故障区域及受影响区域发出解列或并网指令；
数据库管理模块：存储电网主要节点在各个时刻的运行数据，包括母线电压，频率，功
率，开关状态数据；
知识库模块：对解列控制知识和规则进行管理，包括电网正常运行数据的上下限值、电
网常见故障信息知识；
控制决策模块：(1)综合分析模块和监测模块发送来的实时数据和分析结果，结合电网当
前实际运行状况做出最终决策指令，再通过通信模块将指令送回下级变电站监控智能体；(2)
对于电厂故障，控制决策模块需向电厂所属变电站区域的变电站监控智能体下达解列或并网
指令，再由变电站监控智能体将指令转发给相应电厂监控智能体；(3)在黑启动阶段，通过通
信模块接收所有成功解列的孤岛状态，据此制定黑启动恢复路径方案，然后向相应地区的变
电站监控智能体或电厂监控智能体发送黑启动任务指令。
3.根据权利要求1所述的基于多智能体的城市电网孤岛黑启动系统，其特征在于：所述
的变电站监控智能体主要由数据采集模块、通信模块、预警模块、反应模块、动作模块、分
析模块、知识数据库模块和控制决策模块组成，其中：
数据采集模块：实时监测并网联络线处电压、频率、功率、开关状态和三相不平衡度运
行数据，将电压、频率、功率和三相不平衡度发送给反应模块、预警模块以及分析模块；
通信模块：(1)用于变电站监控智能体与上级电网监控中心智能体和下级各电厂监控智能
体之间的通信及数据传输；(2)作为电网监控中心智能体与电厂监控智能体之间通信的中转
站；
预警模块：用于接收数据采集模块发送的异常数据信息，以及分析模块发送的故障信息，
一旦有异常数据出现，即时发出预警信号并显示故障信息；
反应模块：用于接收数据采集模块发送的运行数据，并与来自知识数据库模块中的动作
临界值进行对比，一旦达到动作条件，直接向动作模块发出指令；
动作模块：用于接受反应模块或控制决策模块指令，执行解列或并网开关动作；
分析模块：用于根据数据采集模块发送的电网运行数据，进行变电站范围的潮流计算，
并与知识数据库中存储的故障信息知识进行对比，对本区域的电网运行状态及故障状态进行
分析，结果传送至控制决策模块，得到的故障信息传送至预警模块；
知识数据库模块：(1)用于存储数据采集模块采集的实时数据、变电站正常运行数据的上
下限值、变电站区域主要干线故障信息知识和动作临界值；(2)在动作临界值有更改时知识数
\t据库模块将把更改信息发送给反应模块；
所述的动作临界值包括：变电站区域内电压限幅值和允许频率偏移范围，联络线两侧的
电压的失步临界值和联络线两侧的频率的失步临界值；
控制决策模块：(1)根据分析模块的分析结果，结合知识数据库模块中所设规则作出解列
决策或在解列后监测孤岛内发电功率，实时减载切负荷，维持孤岛内功率平衡；(2)当孤岛内
功率缺额过大无法平衡时，进行在线计算划分电厂级孤岛，然后发送指令给下级各电厂监控
智能体，电厂监控智能体控制各自电厂区域形成电厂级孤岛；同时需将决策命令及执行结果
通过通信模块上报电网监控中心智能体；(3)当故障恢复后，实现与电网系统检同期再并网。
4.根据权利要求1所述的基于多智能体的城市电网孤岛黑启动系统，其特征在于：所述
电厂监控智能体主要由数据采集模块、通信模块、预警模块、反应模块、动作模块、分析模
块、知识数据库模块和控制决策模块组成，其中：
数据采集模块：用于实时监测本地并网联络线处电压、频率、功率、开关状态和三相不
平衡度运行数据，将电压、频率、功率和三相不平衡度发送给反应模块、预警模块以及分析
模块；
通信模块：(1)用于电厂监控智能体与上级变电站监控智能体提供通讯和数据传输；(2)
为同级电厂监控智能体之间提供通信和数据传输；
预警模块：用于接收数据采集模块发送的异常数据信息，以及分析模块发送的故障信息，
一旦有异常数据出现，即时发出预警信号并显示故障信息；
反应模块：接收数据采集模块发送的运行参数，并与来自知识数据库模块中的动作临界
值进行对比，一旦达到动作条件，直接向动作模块发出指令；
动作模块：接受反应模块或控制决策模块指令，执行解列或并网开关动作；
分析模块：根据数据采集模块发送的运行数据，与知识数据库中存储的故障信息知识进
行对比分析当前的故障状态，结果传送至控制决策模块，得到的故障信息传送至预警模块；
知识数据库模块：(1)用于存储数据采集模块采集的实时数据、电厂正常运行数据的上下
限值、电厂区域的故障信息知识和动作临界值；(2)在动作临界值有更改时知识数据库模块
将把更改信息发送给反应模块；
所述的动作临界值包括：电厂区域内电压限幅值和允许频率偏移范围，联络线两侧的电
压的失步临界值和联络线两侧的频率的失步临界值；
控制决策模块：(1)根据分析模块的分析结果，结合知识数据库中所设规则做出解列或并
网决策；(2)当变电站孤岛功率不平衡时，接收变电站监控智能体指令并与同级电厂监控智能
体协调决策，解列成电厂级孤岛，并实时减载维持功率平衡，并将执行结果需上报上级变电站
\t监控智能体；(3)故障恢复后，实现电厂级孤岛的再并网。
5.采用权利要求1所述的基于多智能体的城市电网孤岛黑启动系统进行黑启动的方法，
其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：在进行城市电网规划以及电厂初步设计时，预先在主要电厂中配置多组可实现
解列孤岛运行的机组，要求这些机组在承担自己的厂用电负荷后，有能力供应一级和二级负
荷或提供其他电厂的启动容量，当紧急甩负荷后能够自保厂用电稳定运行；
步骤2：当电网系统受到大扰动或出现重大故障时，受影响...
【专利技术属性】
技术研发人员：牟景旭，刘鑫蕊，黄哲洙，孙秋野，韩芳，郭华栋，张化光，杨珺，王智良，
申请(专利权)人：国网辽宁省电力有限公司沈阳供电公司，东北大学，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。