基于多智能体技术的变电站设备信息集成分析

胡 鹏

（江苏省电力公司检修分公司南通运维分部，226002）

基于多智能体技术的变电站设备信息集成分析

胡 鹏

（江苏省电力公司检修分公司南通运维分部，226002）

伴随智能变电站的逐渐发展，变电站设备信息集成成为变电站建设中的一个重要课题。本文围绕多智能体技术，首先对多智能体系统进行简单介绍，然后对基于多智能体技术的变电站设备信息集成设计进行详细论述。

多智能体技术；变电站；设备信息集成；设计

0 前言

变电站由一次设备、二次设备组成，由传感器、高压设备、电气设备和各种电子元器件组成，这些设备在各司其职的同时又在整体上相互协同运行，是保障变电站良好运行的前提条件。信息采集是变电站工作中的重要一环，由于设备种类多，给设备信息的集成化采集带来了一定难度，而多智能体技术的引入则为变电站设备信息集成采集提供了有力技术支撑。

1 多智能体系统

智能体，作为一个新兴产物，是指能够在特定环境下自主运行的，具有一定环境感知能力的，可以实现人们一个或多个功能目标的程序，亦或称为计算实体。一般情况下，单个智能体是可以独立自主的完成某一特定功能的，但当所要实现的功能问题庞大复杂时，仅仅依靠一个智能体往往难以将问题解决，此时就需要将多个智能体结合起来使用，构建多智能体系统。

多智能体系统是一个由多个松散耦合的智能体构成的网络结构平台，在该平台之中，每个智能体都具备自身的行为目标和解决问题的能力，且在整体上又能够相互协作，共同完成系统整体目标。即多智能体系统在物理上是分散的，在行为上是自治的，在整体上是协调的，具有协作性、社会性和自治性特点。

2 基于多智能体技术的变电站设备信息集成设计

2.1 变电站设备信息集成平台的硬件配置

变电站的硬件配置除了包括所必需的各种设备、元器件之外，还包括设备状态监测系统，设备状态监测集成平台，设备维护系统。在这里，变电站设备状态监测集成平台采用专用工业级嵌入式装置作为其核心硬件装置，拥有32位高性能中央处理器和基于裁减的Linux系统，具有高可靠性和较强的抗干扰能力。电源设计采用工业级宽电压范围双电源形式，这种电源设计方式对外可提供4路高速以太网接口和其他多种不同接口。

考虑到当前变电站设备种类与数量较多，通信方式多样且要求高，因而基于多智能体技术的变电站设备信息集成平台的硬件配置至少应提供以下几类接口：提供国际标准IEC61850接口和符合该标准的设备和应用系统接入接口；支持XML等标准数据访问接口、SSL网络安全管理和常见的标准电力通信协议；支持防火墙和其他隔离装置等的接入。

2.2 变电站设备信息集成平台的软件总体设计

由于变电站设备信息集成平台采用多智能体技术进行设计，需要用到多个智能体，为了保证信息集成平台、一体化平台能够正常高效的工作，应采用多进程多线程、多输入多输出技术对应用软件模块进行设计。基于这一要求，变电站设备信息集成平台软件部分的总体设计，可以采用基于黑板机制的共享内存来对集成平台内部消息进行传递和共享。而AMS角色则可以由任务调度管理器和系统守护来担任，主要负责对变电站设备信息集成平台内部多个智能体之间的交互、与外部其他智能体之间的交互和通信进行协调管理。设备信息集成平台的通信接口由IEC61850国际标准接口、XML解析及编码接口和常规通信协议共同担任。通过数据访问接口 实现对系统后台数据库的访问。

2.3 变电站设备信息集成模型建立

一次设备在变电站中主要用于完成输配电，而二次设备在变电站中则主要用于对一次设备的运行状态进行监测和控制。以变电站一次设备为基础，采用IEC6850标准，对变电站设备信息集成进行模型建立，一方面为一次设备运行提供依据和全方位有效的状态监测集成平台，强化监测系统性能，另一方面提高设备信息集成系统的可扩展性。首先，对变电站设备信息集成系统所应具备的各项功能进行明确；然后依据逻辑节点对功能进行分解，划分成子功能，以便于功能的实现和合理分配，便于不必要功能的裁减；最后将所有逻辑节点相互连接起来组成逻辑设备。在模型建立的这一过程中，实质上是对基于多智能体技术的变电站设备信息集成系统设计进行不断协调优化的一个过程，各环节、各模块之间相辅相成，紧密相连。

由于目前在IEC61850标准中对设备状态监测模型建立方面的有关定义较少，只有4个，对于变电站设备信息集成还没有能够直接使用的模型，但一些监测技术却已能够实现变电站设备状态信息的有效采集，因而我们可以通过扩展的方法来对变电站一、二次设备进行同时建模。在设备状态监测专用逻辑节点基础上，引入IEC61850标准中各个逻辑节点所要继承的基本逻辑节点，这样就可以实现对变电站一、二次设备状态相关信息的完整显示。利用这些逻辑节点提供的相对完整状态信息，对基于多智能体技术的、基于IEC61850标准的变电站设备信息集成模型进行扩展，包括断路器设备状态模型、电压监测模型、变压器设备状态监测模等，这些都是在IEC61850标准中未定义的扩展设备信息模型。

建立好设备信息模型之后，接下来就需要对模型信息的接入进行实现。基于IEC61850标准和系统维护，在前面提到的工业级嵌入式装置之上，对相应开发包进行实现，将文件传输、自检测功能、UML类图、XML解析及封装、http传递、等多种功能引入到变电站设备信息集成平台内。同时使用动态网页技术、web前端技术对变电站设备信息集成系统进行交互界面设计。

3 总结

综上，采用多智能体技术对变电站实施设备信息集成设计，并不是单纯的将一次设备和二次设备拼接在一起，也不是单纯的将两者组合在一起就可以，它需要通过构建设备状态监测集成系统、维护系统来促进两者有效融合，形成一个有机整体，在此基础上对软硬件进行合理配置，对所需技术进行合理选择，这样才能设计出一个较为理想的变电站设备信息集成平台。

[1]张金江.基于多智能体技术的变电站设备信息集成研究[D].浙江大学,2009.

[2]李敬如,宋璇坤,张祥龙等.智能变电站一、二次设备集成技术[J]. 电力建设,2013,06:16-21.

[3]杨文征. 数字化变电站信息安全及网络可靠性研究[D].浙江大学,2007.

[4]朱姣. 基于物联网技术的智能变电站辅助监测及预警研究[D].华北电力大学,2013.

[5]冯川宁. 智能变电站信息建模及集成应用研究[D].华北电力大学,2015.

Information integration analysis of substation equipment based on multi agent technology

Hu Peng
（Jiangsu electric power company maintenance branch Nantong operation and maintenance branch，226002)

With the gradual development of smart substation,substation equipment information integration has become an important issue in the substation construction.In this paper,the multi-agent system is introduced briefly,and then the design of substation equipment information integration based on multi agent technology is discussed in detail.

multi agent technology;substation;equipment information integration;design