馮慶東1，李立理1，梁永亮2

　　(1.國網(wǎng)能源研究院，北京100052；2.山東大學(xué)電氣工程學(xué)院，山東濟南250061)

　　摘要：智能電網(wǎng)集成優(yōu)化控制技術(shù)是實現(xiàn)各環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)運行的關(guān)鍵，智能代理技術(shù)為解決這一問題提供了良好的方法。在介紹國內(nèi)外智能代理研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢的基礎(chǔ)上，介紹了基于Agent的智能電網(wǎng)集成優(yōu)化控制技術(shù)總體架構(gòu)，基于Agent的動態(tài)分解與協(xié)調(diào)技術(shù)，并以微電網(wǎng)為例，對微電網(wǎng)中基于Agent的即插即用技術(shù)進行了分析，提出了相關(guān)的解決方案，并對基于Agent智能電網(wǎng)集成優(yōu)化技術(shù)做了展望，指出智能代理和多代理系統(tǒng)通過快速進行信息處理，將使智能電網(wǎng)的集成優(yōu)化實時控制提高到一個新的水平。

　　關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；集成；優(yōu)化；控制；Agent

　　0引言

　　建設(shè)智能電網(wǎng)是實現(xiàn)我國能源轉(zhuǎn)型的根本戰(zhàn)略，也是一個長期復(fù)雜的系統(tǒng)工程。未來智能電網(wǎng)要求通過對多種運行方式、多層面的協(xié)調(diào)控制，保證電網(wǎng)整體處于安全、經(jīng)濟的運行狀態(tài)。智能電網(wǎng)要求系統(tǒng)能夠迅速地進行信息處理，管理信息和操作信息必須是在保密級別約束的條件下，在授權(quán)允許范圍內(nèi)實現(xiàn)共享和協(xié)同，能有效地防止網(wǎng)絡(luò)攻擊。依靠傳統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制手段不能滿足智能電網(wǎng)集成優(yōu)化控制的要求。近年來，智能代理技術(shù)逐漸發(fā)展起來，為實現(xiàn)智能電網(wǎng)的集成優(yōu)化控制、電網(wǎng)信息管理和信息安全提供了一種新的信息處理方法。

　　智能代理(IntelligentAgent)的關(guān)鍵是獲取代理所需的知識推理能力、知識的操縱能力、知識的展現(xiàn)能力和一個代理同其他代理共享知識協(xié)同操作的能力。代理設(shè)計者必須能夠用產(chǎn)生的知識對電網(wǎng)狀態(tài)和控制行為進行準(zhǔn)確完整的描述。智能代理的一般屬性包括：(1)自主性：智能代理可以在沒有人和其他事物的直接干預(yù)下操作，可以對它們的動作行為和內(nèi)部狀態(tài)進行協(xié)調(diào)控制；(2)社會能力：智能代理可以通過交流語言同其他的智能代理(可能是設(shè)備，也可能是人)進行相互作用；(3)反應(yīng)性：智能代理能夠預(yù)測到其環(huán)境并及時作出反應(yīng)；(4)主動性：智能代理不僅可以對其環(huán)境作出反應(yīng)，而且可以主動表現(xiàn)出朝著既定目標(biāo)方向動作的行為。

　　多代理系統(tǒng)(Multi-AgentSystem，MAS)是能夠相互交流的智能代理的集合，可以通過相互協(xié)作達到共同的目標(biāo)。近年來，國內(nèi)外專家學(xué)者對MAS理論研究逐步應(yīng)用到電力市場、繼電保護、電力系統(tǒng)電壓無功優(yōu)化調(diào)節(jié)和緊急控制等領(lǐng)域。基于Agent的智能電網(wǎng)集成優(yōu)化控制技術(shù)正在成為當(dāng)前和今后研究的熱點之一。

　　目前多代理技術(shù)(Multi-Agent)尚在不斷發(fā)展和完善當(dāng)中，還存在一些有待研究的問題：(1)多代理系統(tǒng)的設(shè)計目前尚未標(biāo)準(zhǔn)化。(2)多代理系統(tǒng)能否真實地揭示整個電力系統(tǒng)動態(tài)行為特征，還需要實踐的檢驗。主要是目前某一方面的代理可以實現(xiàn)設(shè)計目標(biāo)，太復(fù)雜的系統(tǒng)還有待研究。單個代理有能力解決局部問題，但不能單獨實現(xiàn)全局目標(biāo)等。(3)多代理系統(tǒng)中沒有系統(tǒng)全局控制功能，僅僅依靠一組協(xié)調(diào)代理，解決代理間的決策沖突。(4)代理決策過程是異步的。必須與知識工程相結(jié)合。

　　1基于Agent的智能電網(wǎng)集成優(yōu)化控制

　　未來智能電網(wǎng)不僅需要本地不同控制器間協(xié)調(diào)，也需要異地不同控制器間協(xié)調(diào)控制。依靠傳統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制手段不能滿足智能運行控制的要求。采用基于Agent的智能電網(wǎng)集成優(yōu)化控制技術(shù)不失為解決問題的理想手段之一[1]。

　　1.1總體架構(gòu)

　　總體思想是通過專門設(shè)計的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、各層Agent態(tài)勢判據(jù)、多判據(jù)綜合決策方法和流程及各層Agent的協(xié)同控制機制，實現(xiàn)智能電網(wǎng)集成優(yōu)化協(xié)調(diào)控制。

　　1.2動態(tài)分解與協(xié)調(diào)

　　在計算機應(yīng)用領(lǐng)域，現(xiàn)有的大多數(shù)的分析優(yōu)化協(xié)作任務(wù)的求解系統(tǒng)都是依據(jù)智能Agent技術(shù)構(gòu)建的。這里給出一種新的思想：通過系統(tǒng)自動動態(tài)重構(gòu)來提高智能電網(wǎng)的動態(tài)適應(yīng)性，既可以解決智能電網(wǎng)在輸電網(wǎng)方面的集成優(yōu)化控制方面的問題，也可以解決微電網(wǎng)與配電管理系統(tǒng)(DMS)的協(xié)調(diào)控制問題。該思想允許組成求解系統(tǒng)的各個智能Agent之間自動地根據(jù)電網(wǎng)變化的環(huán)境采取2種操作：Agent融合和Agent分解。生成新的任務(wù)求解結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)環(huán)境的變化，可重構(gòu)新的適應(yīng)當(dāng)前環(huán)境的求解結(jié)構(gòu)，這種重構(gòu)是基于智能Agent自身的。

　　在微電網(wǎng)系統(tǒng)中，根據(jù)不同需求可以采用不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的逆變器，主要取決于技術(shù)上的邊界條件：(1)頻率50Hz的逆變器：拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、質(zhì)量和體積大，最高效率為95%；(2)帶有高頻變壓器的逆變器：價格昂貴、體積小、質(zhì)量輕，最高效率為91%；(3)無變壓器的逆變器：質(zhì)量輕，電壓傳輸比可達1∶3，最高效率為91%；(4)諧振逆變器：控制復(fù)雜，最高效率為95%。

　　逆變器并網(wǎng)須滿足：輸出電壓與電網(wǎng)電壓同頻、同相、同幅值，輸出電流與電網(wǎng)電壓同頻、同相(功率因數(shù)為1)，電能質(zhì)量合格。由于電力電子器件和通信方面受許多因素制約，逆變器在微電網(wǎng)控制調(diào)節(jié)方面受到許多限制。

　　2.2基于Agent的即插即用技術(shù)

　　這里的即插即用控制技術(shù)既是指通過一定的控制手段滿足微電源或微電網(wǎng)相對于配電網(wǎng)的隨機接入和退出，使之既能滿足負(fù)荷需求，又能減少微電網(wǎng)和大電網(wǎng)影響。以往對即插即用控制的研究多基于電力電子技術(shù)，設(shè)計微電源的控制系統(tǒng)，局限性比較明顯，控制范圍僅限于單個元件，在微電網(wǎng)及多微電網(wǎng)波動較小時，能夠跟蹤變化，實現(xiàn)穩(wěn)定運行。但在微電網(wǎng)及多微電網(wǎng)波動較大時，不能夠跟蹤變化，實現(xiàn)穩(wěn)定運行。同時由于缺少通信，各元件只能各自為戰(zhàn)。采用Agent技術(shù)可以對微電網(wǎng)及多微電網(wǎng)進行協(xié)調(diào)控制。多微電網(wǎng)架構(gòu)與Agent分層控制如圖3所示。

　　通過構(gòu)建一個松耦合的應(yīng)用系統(tǒng)，模塊之間不但可以解耦，模塊間接口都有相應(yīng)的規(guī)范，由組件管理平臺對所有模塊進行統(tǒng)一管理(加載、卸載、啟動、停止)。當(dāng)需要對某一模塊，如狀態(tài)估計模塊升級時，只需將新模塊放在某一目錄下，組件管理平臺會自動加載該模塊，測試無誤后，終止原有模塊運行；也就是說，軟件升級過程中，整個系統(tǒng)可照常運行，軟件升級簡單方便，順應(yīng)電網(wǎng)快速發(fā)展的需求。基于多代理技術(shù)的控制還可以實現(xiàn)微電網(wǎng)與配電管理系統(tǒng)(DMS)之間的協(xié)調(diào)控制。目前的研究主要是對微電網(wǎng)中頻率、電壓等進行控制。要求微電網(wǎng)并網(wǎng)時，輸出電壓自動跟蹤電網(wǎng)電壓變化。多微電網(wǎng)控制中心與DMS關(guān)系如圖4所示。