基于多Agent系統的電力調度應用探究

郭 威

太康縣電業管理局，河南太康 461400

0 引言

隨著電網事業的進一步發展，電力系統面臨的壓力逐漸增大，不但要保證正常的生活生產供電，還應滿足人們越來越高的要求，在安全和經濟上盡量符合新的標準。由于電力系統比較龐大，結構復雜，在發電、變電或輸配電過程中難免會有故障發生，需要調度系統協調，方能保證系統穩定運行。調度系統關系著整個系統的運行狀況，但傳統的調度系統自動化水平偏低，在安全性、靈活性上都有很大不足。多Agent 系統是一個人機交互系統，對調度員的工作大有裨益，有利于實現對電力系統的高效管理。

1 調度運行中的常見故障

1.1 下令錯誤

一旦電力系統出現故障，調度中心會有專門調度人員進行人員分配，及時趕往現場開展維修工作，但具體操作是現場人員在調度員的指揮下完成的，而并非調度員親自完成。由于維修人員要聽從調度員的指令，一旦調度員下達的指令有所失誤，現場極有可能發生危險，嚴重者甚至會造成人員傷亡。

1.2 操作錯誤

在調度運行中，常常需要進行倒閘操作，由于檢修計劃制定不夠周全，運行方式不夠完善，對各種設備的具體狀況不熟悉等原因，常常會出現一些操作故障。另外，在對倒閘操作票進行審核時，相關人員態度不夠謹慎，沒審查出錯誤的操作票，或者設備顯示與具體狀況偏差較大，而現場人員與遠動人員溝通不夠，都有可能會導致操作失誤。

1.3 調度失誤

對于一些新設備，調度人員可能對其了解不到位，不管是啟動，還是接線，都有可能不合規范，再加上對現場實際狀況缺乏具體了解，工作內容和實際中的接線方式銜接不緊密，都有可能出現調度失誤。另外，調度人員經驗不足也是一個重要原因。

2 Agent 技術和多Agent 系統

關于Agent 技術，目前還沒有統一的定義，可將其看作是一個計算機軟件，具備較高的自治能力，它的作用主要是為某一程序或系統提供相應的服務，該技術具有主動性和反應性，能夠對環境的變化主動做出反應，而且無需用戶參與，即可采取動作（如收集信息）獨立解決問題。由于該技術經常用于人機交互，即與用戶之間有交流，所以具有社會性和交互性。

Agent 技術的應用十分廣泛，在今后的發展中會傾向于兩大方向：1）單個系統朝著多功能以及結構復雜化的方向發展；2）多個單系統有機組合，形成一個多Agent 系統。后者是當前研究的熱點。

在多Agent 系統中，每個單系統都是獨立存在的，依靠各個系統間的協調合作提高整系統的能力，進而實現整體控制。多Agent 系統除了具備單個系統的特點，還有一些特殊性，如分布性，因為每一個單系統都有其特定的知識和數據，當需要相關信息時，可通過請求來實現信息共享。同時每個Agent 都是獨立的，都有自己處理問題的方法，互不牽制，在做決策或開展活動時往往是共同進行，而且即使某一個Agent 出現問題，對其他Agent 不會產生重大影響，整個系統依舊可以正常運行。此外，該系統的維護修改很容易，只需配置相適應的通信協議和控制策略。

3 多Agent 系統在電力系統中的意義與應用

3.1 多Agent 系統在電力系統中的意義

多Agent 系統主要是為了調控或監控電網系統，以保證電網能夠穩定、安全且優質高效地工作。其作用主要有三方面：首先，從整體上對電網的運行進行調控，保證其運行的安全性和穩定性，監控過程中主要負責對電網的運行參數進行分析，看其是否處于正常狀態，其運行參數包括電壓、電網周波、負荷以及主設備的溫度、壓力和水位等因素；其次，從經濟效益上提升電網運行的質量，在保證電網穩定安全的基礎上，利用調度自動化系統來完成“低損耗、多量產、高節能”的目標；第三，進行安全分析，并能夠對出現的故障進行有效處理。在日常工作中，電網難免會受許多料想不到的因素影響，從而出現異常，而電又具有其自身的特殊性，必須能夠及時預測，并快速準確地解決電網出現的故障，如此才能最大限度的減少損失。因此，多Agent 系統還有另一作用，就是快速處理電網運行的異常情況。

3.2 多Agent 系統在電力系統中的應用

電力系統的供電量越來越多，同時還要保證供電質量，面臨著如此大的壓力，電力行業開始引進多Agent 技術，以保證電網的正常運行。首先，多Agent 技術能夠對電網中帶有的短期負荷進行預測。對短期負荷的預測是電網能量管理中的重要工作，必須保證其準確度，而Agent 技術具有分布式計算的功能，能夠很好地完成預測；其次，電力系統在運行中存在著很多不穩定因素，阻礙著系統的正常運行，以Agent 系統為基礎的保護裝置有利于對電力系統實行自動化保護，從而提升系統的穩定性和安全性；第三，由于電力系統涉及諸多方面，一旦出現事故，不易查詢，可能會耽誤修護時機。引入多Agent 技術后，通過協調可以將復雜的問題簡單化，發揮系統自身功能和用處，從而快速準確地確定發生故障的位置，以便作進一步分析；此外，在技術的推動下，電力系統不斷發展完善，其控制模式也逐漸由集中型過渡到分布型，規模越來越大，對系統控制中心提出了新的更高的要求，Agentjishu 的應用，能夠借助相關軟件進行相應任務與功能的控制，同時還能實現用戶和系統界面的良好交互。

4 基于多Agent 技術的決策支撐系統模型

4.1 多Agent 決策系統模型

如圖1 所示，該系統主要包括資源層、管理、信息、監控以及決策、用戶接口等幾部分。

圖1 多Agent 決策系統模型

1）決策資源層，作為基礎部分，資源層主要負責為其他部分提供所需信息，通?？蓪⑦@部分劃分為數據庫、知識庫及模型庫等；

2）管理層，該部分占據著系統的核心地位，起著關鍵性的作用，信息的處理儲存、問題的查詢決策以及Agent 的控制、監督和協調工作都需要管理層操作。其實在多Agent 系統中，任務如何分解以及協商工作是比較難的，管理層能夠結合用戶的要求考慮，做好各種分配協商工作；

3）信息層，信息層的主要工作是收集所需信息并加以處理，然后返回用戶；

4）監控層，對每一個Agent 的運行狀態及系統中的各項參數實時監控，提高Agent 的資源利用效率，進而提升整個系統的安全穩定性；

5）決策層，在多Agent 系統中，各個Agent 是相互獨立的，可根據自身狀況決定是否單獨接受任務或與其他Agent 共同完成任務；

6）用戶接口，是人機交互的接口，為人和機器的交流提供的通道，主要負責從用戶處獲得所需信息，以及返回處理結果等，如有問題求解時，需要用戶輸入相應的信息驗證。

4.2 多Agent 決策系統的工作流程

首先，用戶需要向系統發出請求，同時將要解決的問題輸入；系統接收到請求信息后，對其進行分析并轉換成符合系統的語言，輸送至管理層；管理層按照一定的規則對用戶的任務進行合理分解，了解每一個Agent 的情況，把對問題的理解傳送給信息層，同時把各個子決策任務分配至決策層，由決策層決定是否接收；信息層對接受的信息加以分析，并從總提取有用信息，從數據庫或知識庫中查詢搜索，進行推理，然后將信息返回至管理層。最后，管理層將所有結果進行整合，返回給用戶端。

5 結論

電力調度深深影響著電力系統的穩定性和安全性，因此，如何保證其安全執行是必須要解決的問題。本文介紹了一種多Agent 技術，憑借其諸多優勢，電力系統必將朝著安全、穩定經濟的方向發展。

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