本發(fā)明涉及光伏和風(fēng)電場(chǎng)群的電壓無(wú)功控制系統(tǒng)，特別涉及多智能體(multi-agent)技術(shù)，屬于電力自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

為緩解能源短缺和氣候變化的影響，我國(guó)逐漸加大可再生能源領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)和投資力度。某些地區(qū)自然環(huán)境優(yōu)越，不斷涌現(xiàn)大規(guī)?；旌鲜焦夥惋L(fēng)電場(chǎng)群同時(shí)接入一個(gè)變電站的情況。風(fēng)力和光伏發(fā)電出力固有的不穩(wěn)定性，對(duì)電網(wǎng)不可避免造成一定的沖擊，對(duì)接入地區(qū)的電能質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)調(diào)度的影響不容忽視，其中無(wú)功電壓?jiǎn)栴}是風(fēng)電和光伏并網(wǎng)運(yùn)行最受關(guān)注的問(wèn)題之一。針對(duì)上述情況，研制一套無(wú)功電壓控制系統(tǒng)(avc)，用以調(diào)節(jié)接入變電站的無(wú)功電壓。

avc需要對(duì)光伏、風(fēng)電混合場(chǎng)群進(jìn)行實(shí)時(shí)閉環(huán)控制，光伏、風(fēng)電場(chǎng)還在不斷建設(shè)當(dāng)中，變電站還要接入新增的光伏、風(fēng)電場(chǎng)，一并實(shí)現(xiàn)無(wú)功電壓的控制。avc系統(tǒng)必須具備可靠性和擴(kuò)展性。為提高可靠性，avc系統(tǒng)支持冗余/備用能力，可以進(jìn)行分布式部署，進(jìn)行雙機(jī)熱備用，即使單個(gè)節(jié)點(diǎn)故障，也不影響系統(tǒng)功能。擴(kuò)展性體現(xiàn)在系統(tǒng)接入的風(fēng)電、光伏電場(chǎng)數(shù)量不斷增加；avc系統(tǒng)能夠增加應(yīng)用模塊，及應(yīng)用功能的擴(kuò)展，不對(duì)原有的功能模塊產(chǎn)生影響；模塊可以升級(jí)，對(duì)其他功能模塊不產(chǎn)生影響。本發(fā)明提出基于多智能體技術(shù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)光伏和風(fēng)電混合場(chǎng)群接入變電站的無(wú)功電壓控制系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于構(gòu)建接入大量光伏和風(fēng)電場(chǎng)群的變電站avc系統(tǒng)。采用多智能體(agent)技術(shù)實(shí)現(xiàn)，以滿足avc系統(tǒng)必須具備的可靠性和擴(kuò)展性。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種基于多智能體的光伏和風(fēng)電場(chǎng)群avc控制系統(tǒng)，分別由網(wǎng)絡(luò)總線agent、權(quán)限管理agent、數(shù)據(jù)同步agent、進(jìn)程管理agent、雙機(jī)切換agent、前置通信agent、scadaagent、avc控制agent、告警agent、hmiagent組成；

所述avc控制系統(tǒng)由上述agent按縱向分層來(lái)構(gòu)建，分為平臺(tái)層和應(yīng)用層；平臺(tái)層包括：網(wǎng)絡(luò)總線agent、權(quán)限管理agent、數(shù)據(jù)同步agent、進(jìn)程管理agent、雙機(jī)切換agent；應(yīng)用層包括：前置通信agent、scadaagent、avc控制agent、告警agent、hmiagent組成；平臺(tái)層為上層應(yīng)用提供服務(wù)；

所述avc控制系統(tǒng)由上述agent有機(jī)組成，定義agent結(jié)構(gòu)包含五個(gè)要素：(1)、包含幾個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)；(2)、包含一些顯示畫面；(3)、包含一個(gè)以上的程序；(4)、包含一些消息；(5)、包含一些存儲(chǔ)件；

所述avc控制系統(tǒng)，系統(tǒng)架構(gòu)需要對(duì)agent結(jié)構(gòu)支撐，最重要的是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)；實(shí)時(shí)庫(kù)按分庫(kù)、分區(qū)管理。實(shí)時(shí)庫(kù)把平臺(tái)和應(yīng)用需要共享的數(shù)據(jù)定義成幾個(gè)主要數(shù)據(jù)庫(kù)，稱為母數(shù)據(jù)庫(kù)(每個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)可以賦予一個(gè)名稱)，并將他們劃分成面向域的分區(qū)，相當(dāng)于agent的公共(public)數(shù)據(jù)部分；而每個(gè)agent特有的數(shù)據(jù)需求，即私有(private)部分也定義成數(shù)據(jù)庫(kù)；每個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)包含若干表；一個(gè)agent的數(shù)據(jù)空間從母數(shù)據(jù)庫(kù)中取出其需要的分區(qū)與自己特殊需要而定義為自己的數(shù)據(jù)庫(kù)；這樣就給不同agent定義其數(shù)據(jù)庫(kù)；

所述的網(wǎng)絡(luò)總線agent，對(duì)各個(gè)agent通信提供支撐，網(wǎng)絡(luò)總線agent實(shí)現(xiàn)了雙網(wǎng)冗余的跨平臺(tái)進(jìn)程間通信；網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備故障所引起的網(wǎng)絡(luò)通信中斷時(shí)，快速切換，以滿足系統(tǒng)實(shí)時(shí)運(yùn)行指標(biāo)；網(wǎng)絡(luò)總線agent通過(guò)交互心跳狀態(tài)、鄰接信息，構(gòu)建消息轉(zhuǎn)發(fā)路徑，通過(guò)中間代理節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)消息傳遞，實(shí)現(xiàn)雙網(wǎng)冗余消息總線在交叉故障狀態(tài)下的消息傳輸，確保系統(tǒng)通信可靠；

所述權(quán)限管理agent，為各個(gè)功能提供訪問(wèn)權(quán)限控制，只有經(jīng)過(guò)授權(quán)的操作才會(huì)被允許，確保操作合法性，可控性；

所述數(shù)據(jù)同步agent，實(shí)現(xiàn)各個(gè)分布式處理節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)同步；

所述進(jìn)程管理agent，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各個(gè)進(jìn)程的管理功能，有進(jìn)程看門狗、定時(shí)啟停功能；

所述雙機(jī)切換agent,avc系統(tǒng)為雙網(wǎng)、雙服務(wù)器全冗余架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)主備服務(wù)的無(wú)縫切換，確保切換過(guò)程數(shù)據(jù)不丟失、不重復(fù)；

所述前置通信agent，avc系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與光伏、風(fēng)電場(chǎng)、變電站內(nèi)部自動(dòng)化設(shè)備的通信，采集光伏、風(fēng)電場(chǎng)、變電站自動(dòng)化設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并把實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)總線agent傳給scadaagent；

所述scadaagent，處理前置通信agent的采集來(lái)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行遙測(cè)、遙信、遙控?cái)?shù)據(jù)的處理；

所述avc控制agent，得到scadaagent處理后的數(shù)據(jù),根據(jù)電網(wǎng)pcc點(diǎn)控制目標(biāo)，計(jì)算需要調(diào)節(jié)的無(wú)功量，并根據(jù)無(wú)功分配策略，把需要調(diào)節(jié)的無(wú)功量分配到控制對(duì)象中；控制對(duì)象有光伏電場(chǎng)、風(fēng)電場(chǎng)、變電站內(nèi)的容抗器、svg，下發(fā)需要調(diào)節(jié)的無(wú)功量給各個(gè)控制對(duì)象；與pcc點(diǎn)控制目標(biāo)持續(xù)比較，持續(xù)調(diào)節(jié)，直至達(dá)到pcc點(diǎn)的控制目標(biāo)；

所述告警agent，采用多媒體方式，發(fā)出告警信息；

所述hmiagent，采用圖形化方式，顯示一次接線圖以及各對(duì)象的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

本發(fā)明avc系統(tǒng)工作過(guò)程：系統(tǒng)可以部署在2臺(tái)及以上的計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)上。系統(tǒng)正常啟動(dòng)后，網(wǎng)絡(luò)總線agent負(fù)責(zé)各個(gè)agent之間的通信，使得各個(gè)agent協(xié)同工作；前置通信agent與光伏、風(fēng)電場(chǎng)、變電站內(nèi)部自動(dòng)化設(shè)備的通信，采集光伏、風(fēng)電場(chǎng)、變電站自動(dòng)化設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，送給scadaagent處理。avc控制agent得到scadaagent處理后的數(shù)據(jù)，根據(jù)電網(wǎng)pcc點(diǎn)控制目標(biāo)，計(jì)算需要調(diào)節(jié)的無(wú)功量；并根據(jù)無(wú)功分配策略，把需要調(diào)節(jié)的無(wú)功量分配到控制對(duì)象中，控制對(duì)象有光伏電場(chǎng)、風(fēng)電場(chǎng)、變電站內(nèi)的容抗器、svg，通過(guò)前置通信agent下發(fā)調(diào)節(jié)的無(wú)功量給各個(gè)控制對(duì)象；與pcc點(diǎn)控制目標(biāo)持續(xù)比較，持續(xù)調(diào)節(jié)，直至達(dá)到pcc點(diǎn)的控制目標(biāo)。系統(tǒng)工作期間，數(shù)據(jù)同步agent負(fù)責(zé)完成不同節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的同步，進(jìn)程管理agent負(fù)責(zé)管理監(jiān)視進(jìn)程的異常情況，一旦異常，則自動(dòng)重啟進(jìn)程，并通過(guò)告警agent報(bào)告異常信息。雙機(jī)切換agent則是發(fā)生了雙機(jī)切換時(shí)，確保切換過(guò)程無(wú)縫，不會(huì)發(fā)生事項(xiàng)的漏報(bào)、重復(fù)。告警agent是采用多媒體方式播報(bào)、顯示告警信息。hmiagent采用圖形化方式，顯示一次接線圖以及各對(duì)象的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并提供操作界面。

本發(fā)明的有益效果是：avc系統(tǒng)由多個(gè)agent分層架構(gòu)而成。各個(gè)agent能自治，具有清晰的數(shù)據(jù)邊界,做到了應(yīng)用和數(shù)據(jù)的完全封裝，各個(gè)agent在運(yùn)行時(shí),不會(huì)因此污染其它的agent的數(shù)據(jù)而導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法運(yùn)行的錯(cuò)誤。avc系統(tǒng)可以根據(jù)系統(tǒng)需要增減agent，也可以升級(jí)agent，這些都不影響其他agent的運(yùn)行。基于多智能體架構(gòu)的avc系統(tǒng)具有良好的擴(kuò)展性、維護(hù)性。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明系統(tǒng)層次架構(gòu)圖；

圖2本發(fā)明系統(tǒng)工作流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述：

一種基于多智能體的光伏和風(fēng)電場(chǎng)群avc控制系統(tǒng)，它是分別由網(wǎng)絡(luò)總線agent、權(quán)限管理agent、數(shù)據(jù)同步agent、進(jìn)程管理agent、雙機(jī)切換agent、前置通信agent、scadaagent、avc控制agent、告警agent、hmiagent組成。系統(tǒng)層次架構(gòu)如圖1所示。分為平臺(tái)層和應(yīng)用層。平臺(tái)層為應(yīng)用層提供服務(wù)。

所述avc控制系統(tǒng)由上述agent有機(jī)組成，agent結(jié)構(gòu)包含五個(gè)要素：(1)、包含幾個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)；(2)、包含一些顯示畫面；(3)、包含一個(gè)以上的程序；(4)、包含一些消息；(5)、包含一些存儲(chǔ)件。

所述avc控制系統(tǒng)由這些agent有機(jī)構(gòu)建，系統(tǒng)架構(gòu)需要對(duì)agent結(jié)構(gòu)支撐，最重要的是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)。實(shí)時(shí)庫(kù)按分庫(kù)、分區(qū)管理。實(shí)時(shí)庫(kù)把平臺(tái)和應(yīng)用需要共享的數(shù)據(jù)定義成幾個(gè)主要數(shù)據(jù)庫(kù)，稱為母數(shù)據(jù)庫(kù)(每個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)可以賦予一個(gè)名稱)，并將他們劃分成面向域的分區(qū)，相當(dāng)于agent的公共(public)數(shù)據(jù)部分；而每個(gè)agent特有的數(shù)據(jù)需求，即私有(private)部分也定義成數(shù)據(jù)庫(kù)。每個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)包含若干表。一個(gè)agent的數(shù)據(jù)空間從母數(shù)據(jù)庫(kù)中取出其需要的分區(qū)與自己特殊需要而定義為自己的數(shù)據(jù)庫(kù)。實(shí)時(shí)庫(kù)按分庫(kù)、分區(qū)管理，并提供定義每個(gè)agent數(shù)據(jù)庫(kù)的工具；這樣就給不同agent定義其數(shù)據(jù)庫(kù)；

所述avc控制系統(tǒng)，agent結(jié)構(gòu)以avc控制agent為例，它包括3個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)：avcmdl、netlog、avcpro；包括一些hmiagent的畫面，用來(lái)顯示輸入數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果；包括2個(gè)進(jìn)程：avc_ctrl，avc_calc；包括一些存貯件，用來(lái)存貯某一時(shí)間斷面avc控制agent的主要數(shù)據(jù)；還可在告警agent發(fā)布一些消息，用來(lái)提示用戶程序啟、停，計(jì)算結(jié)果，程序出錯(cuò)及原因等；這就是一個(gè)全部要素的agent結(jié)構(gòu)；

所述的網(wǎng)絡(luò)總線agent，對(duì)各個(gè)agent通信提供支撐，網(wǎng)絡(luò)總線agent實(shí)現(xiàn)了雙網(wǎng)冗余的跨平臺(tái)進(jìn)程間通信。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備故障所引起的網(wǎng)絡(luò)通信中斷時(shí)，快速切換，以滿足系統(tǒng)實(shí)時(shí)運(yùn)行指標(biāo)；網(wǎng)絡(luò)總線agent通過(guò)交互心跳狀態(tài)、鄰接信息，構(gòu)建消息轉(zhuǎn)發(fā)路徑，通過(guò)中間代理節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)消息傳遞，實(shí)現(xiàn)雙網(wǎng)冗余消息總線在交叉故障狀態(tài)下的消息傳輸，確保系統(tǒng)通信可靠；

所述權(quán)限管理agent，為各個(gè)功能提供訪問(wèn)權(quán)限控制，只有經(jīng)過(guò)授權(quán)的操作才會(huì)被允許；

所述數(shù)據(jù)同步agent，實(shí)現(xiàn)各個(gè)分布式處理節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)同步；

所述進(jìn)程管理agent，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各個(gè)進(jìn)程的管理功能，有進(jìn)程看門狗、定時(shí)啟停；

所述雙機(jī)切換agent,系統(tǒng)為雙網(wǎng)、雙服務(wù)器全冗余架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)主備服務(wù)的無(wú)縫切換，確保切換過(guò)程數(shù)據(jù)不丟失、不重復(fù)；

所述前置通信agent，與光伏、風(fēng)電場(chǎng)、變電站內(nèi)部自動(dòng)化設(shè)備的通信，采集光伏、風(fēng)電場(chǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，以及變電站內(nèi)部自動(dòng)化設(shè)備的數(shù)據(jù)；

所述scadaagent，處理前置通信agent的采集來(lái)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行遙測(cè)、遙信、遙控?cái)?shù)據(jù)的處理；

所述avc控制agent，得到scadaagent處理后的數(shù)據(jù),根據(jù)電網(wǎng)pcc點(diǎn)控制目標(biāo)，計(jì)算需要調(diào)節(jié)的無(wú)功量，并根據(jù)分配策略，把調(diào)節(jié)無(wú)功量分配到控制對(duì)象中?？刂茖?duì)象有光伏電場(chǎng)、風(fēng)電場(chǎng)、變電站內(nèi)部的容抗器、svg，下發(fā)需要調(diào)節(jié)的無(wú)功量給控制對(duì)象。持續(xù)調(diào)節(jié)，直至達(dá)到pcc點(diǎn)的控制目標(biāo)；

所述告警agent，采用多媒體方式，發(fā)出告警信息；

所述hmiagent，采用圖形化方式，顯示一次接線圖以及各對(duì)象的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

所屬avc系統(tǒng)工作過(guò)程如圖2所示。系統(tǒng)部署在2臺(tái)及以上的計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)上。系統(tǒng)正常啟動(dòng)后，網(wǎng)絡(luò)總線agent負(fù)責(zé)各個(gè)agent之間的通信，使得各個(gè)agent協(xié)同工作。前置通信agent與光伏、風(fēng)電場(chǎng)、變電站內(nèi)部自動(dòng)化設(shè)備的通信，采集光伏、風(fēng)電場(chǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，以及變電站內(nèi)部自動(dòng)化設(shè)備的數(shù)據(jù)，送給scadaagent處理，avc控制agent得到scadaagent處理后的數(shù)據(jù)，根據(jù)電網(wǎng)pcc點(diǎn)控制目標(biāo)，計(jì)算需要調(diào)節(jié)的無(wú)功量，并根據(jù)分配策略，把調(diào)節(jié)無(wú)功量分配到控制對(duì)象中，控制對(duì)象有光伏電場(chǎng)、風(fēng)電場(chǎng)、變電站內(nèi)部的容抗器、svg，下發(fā)調(diào)節(jié)的無(wú)功量給控制對(duì)象。持續(xù)調(diào)節(jié)，直至達(dá)到pcc點(diǎn)的控制目標(biāo)。系統(tǒng)工作期間，數(shù)據(jù)同步agent負(fù)責(zé)完成不同節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的同步，進(jìn)程管理agent負(fù)責(zé)管理監(jiān)視進(jìn)程的異常情況，一旦異常，則自動(dòng)重啟進(jìn)程。雙機(jī)切換agent是發(fā)生了雙機(jī)切換時(shí)，確保切換過(guò)程無(wú)縫，不會(huì)發(fā)生事項(xiàng)的漏報(bào)、重復(fù)。告警agent是采用多媒體方式播報(bào)、顯示告警信息；hmiagent采用圖形化方式，顯示一次接線圖以及各對(duì)象的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并提供操作界面。