基于多Agent技术的微网广域电流保护系统及方法技术方案

一种基于多Agent技术的微网广域电流保护系统及方法，属于微网保护技术领域。系统划分为智能电子设备层、区域控制与保护协调层和中央处理层；智能电子设备层由微网中每个断路器上所配置的智能电子设备IED构成；每个IED均包括：状态监测Agent、测量Agent、网络拓扑Agent和保护Agent；区域控制与保护协调层包括：区域控制Agent和保护协调Agent；中央处理层包括中央处理Agent；本发明专利技术采用改进的融合禁忌广度搜索算法对微网电流保护范围进行划分，充分发挥了禁忌算法具有摆脱局部优化的优点，同时还充分利用了广度搜索算法搜索范围广、效率高的优点；采用扩大电流保护范围的方法来克服IED拒动或误动，能够正确快速的切除微网内部的故障。

【技术实现步骤摘要】
所属
本专利技术属于微网保护
，特别涉及一种基于多Agent技术的微网广域电流保护系统及方法。
技术介绍
微网是通过构建由一系列分布式电源(DG)、储能系统和负荷组成的微型低压配电系统,为分布式电源的充分应用提供有效技术手段的。同时，微网内部较复杂的电气特性：微网内部潮流方向不固定，微网存在并网和孤岛两种运行方式。微网的双向潮流特性使微网保护的选择性较难做到；并网运行和孤岛运行则面临着差异较大的短路故障电流。另外，微网和分布式电源具有的“即插即用”特性，对微网的电压和频率稳定带来了较大的冲击，因此给微网的保护带来了严峻的挑战。随着广域测量系统和通信网络的快速发展，基于广域信息实现的广域电流保护受到了国内外学者的关注，与此同时多Agent技术也被越来越广泛的应用在电力系统中。因此，学者们尝试把多Agent技术与广域电流保护相结合，并取得了一些基础性的研究成果。但是这些微网保护方法的研究仅限于特定的微网结构模型，不具备广泛性，而且对于广域电流保护而言，接收故障信息的范围并不是越大越好，原因如下：一是继电保护的快速性要求使得没有足够时间去接收和处理大范围的故障信息；二是故障扰动只影响有限的局部范围，该范围内的故障信息对故障判断至关重要，而故障外的信息却并不太重要，故保护范围如何划分是一个需要进一步研究的问题。并且还存在着当智能电子设备(IED)拒动或误动时，与之相关联的IED如何动作的问题。
技术实现思路
r>针对现有方法存在的不足，本专利技术提出一种基于多Agent技术的微网广域电流保护系统及方法。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种基于多Agent技术的微网广域电流保护系统，该系统划分为智能电子设备层、区域控制与保护协调层、中央处理层共3个层次；其中：智能电子设备层由微网中每个断路器上所配置的智能电子设备IED构成；智能电子设备层负责采集微网的状态信息，并绘制出实时微网网络拓扑图，同时也负责采集微网的电气量信息；并在层间通信正常时，将绘制的实时微网网络拓扑图上传至区域控制与保护协调层和中央处理层，将微网的电气量信息上传至区域控制与保护协调层；每个所述的IED又进一步包括：状态监测Agent，负责监测微网的状态信息，包括分布式电源的接入位置、分布式电源的投退状态和微网中各断路器的开合状态；测量Agent，负责采集微网的电气量信息，包括：微网的电压量、电流量、相角和频率；网络拓扑Agent，负责根据微网的状态信息，绘制实时微网网络拓扑图；保护Agent，负责对微网的电气量信息进行分析后，根据中央处理Agent发送的微网电流保护方案自适应地调整预先写入的保护判据的保护定值或者在层间通信完全中断时自主动作切除故障；区域控制与保护协调层包括：区域控制Agent，负责对分布式电源的有功功率、分布式电源的无功功率、储能单元的有功功率、储能单元的无功功率、微网电压以及微网频率进行控制，制定出控制方案；保护协调Agent，确定微网中当主保护IED拒动或误动时最优的应扩大的微网电流保护范围；负责对各个保护Agent进行协调管理，确定同一出线的上下级线路的保护Agent如何配合，制定出保护协调方案；中央处理层包括：中央处理Agent，负责监测除中央处理Agent之外的各Agent的工作状态；参考区域控制Agent提供的控制方案和保护协调Agent提供的保护协调方案，做出微网电流保护方案，并反馈给智能电子设备层；在层间通信正常时对微网电流保护区域进行实时划分；所述的中央处理Agent、区域控制Agent和保护协调Agent均配置在变电站低压侧出线端。系统的层与层之间采用光纤以太网进行互联；同一层中的不同Agent之间通过CAN总线进行信息交换。采用所述的基于多Agent技术的微网广域电流保护系统的方法，包括如下步骤：步骤1、初始化各个Agent；步骤2、状态监测Agent实时将其所监测到的微网状态信息传递给网络拓扑Agent；所述的微网状态信息包括：分布式电源的接入位置、分布式电源的投退状态和微网中各断路器的开合状态；同时测量Agent也实时将微网电气量信息传递给保护Agent，所述的微网电气量信息包括：微网的电压量、电流量、相角和频率；步骤3、若各层间通信正常，则执行步骤4；若层间通信完全中断，则保护Agent采用基于本地信息的过电流保护进行故障切除；步骤4、根据实时的微网状态信息，网络拓扑Agent绘制实时微网网络拓扑图并传递给区域控制Agent、保护协调Agent和中央处理Agent，同时测量Agent也实时将微网电气量信息传递给区域控制Agent；步骤5、根据网络拓扑Agent绘制的实时微网网络拓扑图和测量Agent的微网电气量信息，区域控制Agent制定微网电流保护区域内分布式电源的有功功率、分布式电源的无功功率、储能单元的有功功率、储能单元的无功功率、微网电压以及微网频率的控制方案并上传至中央处理Agent；保护协调Agent制定微网保护协调方案并上传至中央处理Agent；步骤6、根据网络拓扑Agent绘制的实时微网网络拓扑图、区域控制与保护协调层做出的控制方案与保护协调方案，中央处理Agent将禁忌表引入广度搜索算法形成融合禁忌广度搜索算法，利用该融合禁忌广度搜索算法对微网电流保护区域进行实时划分，得到微网电流保护划分区域；步骤7、参考区域控制与保护协调层做出的控制方案与保护协调方案，中央处理Agent作出微网电流保护方案：在划定的各微网电流保护区域内的保护Agent中均配置一套改进的纵联电流差动保护和一套基于本地信息的过电流保护；中央处理Agent同时将该微网电流保护方案反馈给智能电子设备层；步骤8、当故障信息正确且完整时，通过改进的纵联电流差动保护进行故障切除；保护Agent对测量Agent送来的微网电气量信息进行分析，并结合中央处理Agent发送的微网电流保护方案，自适应的调整预先写入的改进的纵联电流差动保护判据的保护定值，包括：差动电流的整定值Iset1，比率制动系数K1、K2，DG的不稳定电流对改进的纵联电流差动保护影响系数K3以及比率制动电流的拐点值IINT，采集线路端口的数目；改进的纵联电流差动保护判据如下：Id>Iset1Id>k1IzdId≤IINTId≥k2(Izd-Ir)Id>IINT]]>Id=k3|Σi=1nΔIgi|]]>Izd=|Σi=1nΔIgi2-ΔI本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于多Agent技术的微网广域电流保护系统，其特征在于：该系统划分为智能电子设备层、区域控制与保护协调层、中央处理层共3个层次；其中：智能电子设备层由微网中每个断路器上所配置的智能电子设备IED构成；智能电子设备层负责采集微网的状态信息，并绘制出实时微网网络拓扑图，同时也负责采集微网的电气量信息；并在层间通信正常时，将绘制的实时微网网络拓扑图上传至区域控制与保护协调层和中央处理层，将微网的电气量信息上传至区域控制与保护协调层；每个所述的IED又进一步包括：状态监测Agent，负责监测微网的状态信息，包括分布式电源的接入位置、分布式电源的投退状态和微网中各断路器的开合状态；测量Agent，负责采集微网的电气量信息，包括：微网的电压量、电流量、相角和频率；网络拓扑Agent，负责根据微网的状态信息，绘制实时微网网络拓扑图；保护Agent，负责对微网的电气量信息进行分析后，根据中央处理Agent发送的微网电流保护方案自适应地调整预先写入的保护判据的保护定值或者在层间通信完全中断时自主动作切除故障；区域控制与保护协调层包括：区域控制Agent，负责对分布式电源的有功功率、分布式电源的无功功率、储能单元的有功功率、储能单元的无功功率、微网电压以及微网频率进行控制，制定出控制方案；保护协调Agent，确定微网中当主保护IED拒动或误动时最优的应扩大的微网电流保护范围；负责对各个保护Agent进行协调管理，确定同一出线的上下级线路的保护Agent如何配合，制定出保护协调方案；中央处理层包括：中央处理Agent，负责监测除中央处理Agent之外的各Agent的工作状态；参考区域控制Agent提供的控制方案和保护协调Agent提供的保护协调方案，做出微网电流保护方案，并反馈给智能电子设备层；在层间通信正常时对微网电流保护区域进行实时划分；所述的中央处理Agent、区域控制Agent和保护协调Agent均配置在变电站低压侧出线端。...

【技术特征摘要】
1.一种基于多Agent技术的微网广域电流保护系统，其特征在于：该系统划分为智能电子设
备层、区域控制与保护协调层、中央处理层共3个层次；其中：
智能电子设备层由微网中每个断路器上所配置的智能电子设备IED构成；智能电子设备
层负责采集微网的状态信息，并绘制出实时微网网络拓扑图，同时也负责采集微网的电气量
信息；并在层间通信正常时，将绘制的实时微网网络拓扑图上传至区域控制与保护协调层和
中央处理层，将微网的电气量信息上传至区域控制与保护协调层；每个所述的IED又进一步
包括：
状态监测Agent，负责监测微网的状态信息，包括分布式电源的接入位置、分布式电源
的投退状态和微网中各断路器的开合状态；
测量Agent，负责采集微网的电气量信息，包括：微网的电压量、电流量、相角和频率；
网络拓扑Agent，负责根据微网的状态信息，绘制实时微网网络拓扑图；
保护Agent，负责对微网的电气量信息进行分析后，根据中央处理Agent发送的微网电
流保护方案自适应地调整预先写入的保护判据的保护定值或者在层间通信完全中断时自主动
作切除故障；
区域控制与保护协调层包括：
区域控制Agent，负责对分布式电源的有功功率、分布式电源的无功功率、储能单元的
有功功率、储能单元的无功功率、微网电压以及微网频率进行控制，制定出控制方案；
保护协调Agent，确定微网中当主保护IED拒动或误动时最优的应扩大的微网电流保护
范围；负责对各个保护Agent进行协调管理，确定同一出线的上下级线路的保护Agent如何
配合，制定出保护协调方案；
中央处理层包括：
中央处理Agent，负责监测除中央处理Agent之外的各Agent的工作状态；参考区域控
制Agent提供的控制方案和保护协调Agent提供的保护协调方案，做出微网电流保护方案，
并反馈给智能电子设备层；在层间通信正常时对微网电流保护区域进行实时划分；
所述的中央处理Agent、区域控制Agent和保护协调Agent均配置在变电站低压侧出线
端。
2.根据权利要求1所述的基于多Agent技术的微网广域电流保护系统，其特征在于：系统
的层与层之间采用光纤以太网进行互联；同一层中的不同Agent之间通过CAN总线进行信息
交换。
3.采用权利要求1所述的基于多Agent技术的微网广域电流保护系统的方法，其特征在于：
包括如下步骤：
步骤1、初始化各个Agent；
步骤2、状态监测Agent实时将其所监测到的微网状态信息传递给网络拓扑Agent；所述
的微网状态信息包括：分布式电源的接入位置、分布式电源的投退状态和微网中各断路器的
开合状态；同时测量Agent也实时将微网电气量信息传递给保护Agent，所述的微网电气量
信息包括：微网的电压量、电流量、相角和频率；
步骤3、若各层间通信正常，则执行步骤4；若层间通信完全中断，则保护Agent采用基
于本地信息的过电流保护进行故障切除；
步骤4、根据实时的微网状态信息，网络拓扑Agent绘制实时微网网络拓扑图并传递给
区域控制Agent、保护协调Agent和中央处理Agent，同时测量Agent也实时将微网电气量信
息传递给区域控制Agent；
步骤5、根据网络拓扑Agent绘制的实时微网网络拓扑图和测量Agent的微网电气量信
息，区域控制Agent制定微网...

【专利技术属性】
技术研发人员：张化光，刘鑫蕊，谢志远，孙秋野，杨珺，王智良，黄博南，高艺伟，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21