基于信息智能聯盟的電力監控實時數據交互研究

段亞飛 季紅春 王 崇

（鄭州博努力計算機科技有限公司，河南 鄭州 450000）

在電力系統中，控制終端與前端執行設備之間頻繁進行數據交互，包括指令的下達、狀態信息的上傳等。隨著電力系統結構的復雜化，以及對實時數據要求的嚴格化，傳統的數據交互由于存在數據遲報、交互性差等問題，已經無法滿足新的管理要求，探究和使用一種處理效率更高、響應速度更快的數據交互模式勢在必行。智能體聯盟可以對系統內海量異構信息進行快速處理、智能分析，將其應用到電力監控系統中，有助于進一步提高實時數據的交互能力，進而很好地滿足全時段、全方位、全過程的監控需要。在這一背景下探究基于信息智能聯盟的電力監控實時數據交互應用技術具有重要的現實意義。

1 電力監控實時數據交互的實現方式

1.1 消息觸發流程

適用于電力監控的信息聯盟智能體，每完成一次信息交互，可同時獲得多個消息事件。為避免多個消息事件同時觸發導致信道堵塞、消息延遲的情況，在信息智能體設計中增加一個消息觸發器代替原來的定時器，改良后的消息觸發系統如圖1 所示。

圖1 消息觸發系統功能

當電力系統中有實時消息事件發生后，所有消息事件均需要在接收智能體的Message 映射表中進行注冊。然后接收智能體會根據映射表中各條消息的類型、范圍、時間等進行排序。這樣就能保證優先級較高的消息事件最先發送到消息觸發器中。接收到消息事件后，消息觸發器動作，將該消息發送至監控終端。按照順序依次發送消息事件，有效避免了輪詢信息時產生的額外開銷，對減輕通信負載、提高通信效率有積極幫助。

除了智能體與前端執行設備進行通信外，多個智能體之間也會相互通信。這種設計方式的好處在于分擔了單臺智能體的信息處理壓力，有助于提高電力監控系統的穩定性與可靠性。智能體之間的消息觸發流程如圖2所示。

圖2 智能體與外部環境消息觸發流程

智能體每隔一段時間執行一次“外界環境是否改變”的判斷程序。如果外界環境沒有變化，則說明未產生新的消息事件；反之，如果判斷程序的輸出結果為“是”，即感知到外部環境發生變化，此時智能體會對該消息事件做初始化處理。之后，使用Posts 消息觸發器，將該消息事件傳遞給信息智能體感知器。此時，智能體感知到外部傳來消息事件，從規劃集中選擇一個具有相關性的規劃，標記接收到的事件。只有當事件被標記后，信息智能體知識庫才能識別該事件并執行相關性檢查。若檢測結果為“TURE”，則生成Post 信息規劃報文，并有信息智能體執行器執行該規劃；反之，若檢測結果為“FALSE”，則說明智能體對該事件不感興趣，不執行規劃。

1.2 實時交互流程

使用消息觸發器進行智能體之間的消息事件傳輸，使得發出信息的智能體，不用在信息發出后一直等待對方的回應，從而保證了在多條消息事件并發的情況下，智能體也能不間斷地發出消息，最大程度上減少了信息等待，做到了實時交互。智能體除了感知事件外，還具有執行規劃能力。在測控終端接收量測消息（如電流消息、功率消息等）后，由Send 監測器進行記錄，并將其發送至通信智能體感知器，根據該量測消息的來源、類型等編制信息報文規劃。將規劃發送給通信智能體執行器，識別信息報文規劃內容后，以Send 消息事件的形式傳遞給信息智能聯盟感知器，并執行該規劃。將執行結果發送至監控智能體，確認結果后刷新一次監控智能體的監控界面，展示被監控對象的最新信息，以便于管理員進行調度處理。實時交互流程如圖3 所示。

圖3 多智能體間信息流處理規劃

1.3 智能體聯盟的交互實現

當電力監控系統正常運行時，每個智能體都可以接收同一系統中其他智能體發送的消息事件，并且基于消息觸發系統執行信息報文規劃，完成智能體之間的交互。測控終端采集到的開關狀態遙信報文，會同步傳輸至通信智能體，并在該模塊上完成報文解析處理。對于處理結果，執行一個“數據是否變化”的判斷程序。如果判斷結果為“是”，在執行信息傳輸規劃后將發生變位的遙信信息傳輸至信息智能體聯盟。在順利接收信息后，利用SQL 數據庫篩選數據，同時調用body（）函數執行遙信信息接收處理規劃程序。信息處理完畢后，由監控畫面智能體捕捉該消息時間，并同步刷新畫面。智能體聯盟的實時交互實現流程如圖4 所示。

圖4 智能體聯盟實時交互實現流程

通信智能體接收到遙信數據或遙測數據后，首先判斷該數據是否滿足消息事件的觸發條件。若不滿足，則直接將數據存儲到數據庫的對應分區中；若滿足，則導入Rtdb_Server_Agent_Name（信息聯盟智能體名字）、Status_lnput（輸入信息）等參數，然后執行信息傳輸規劃，主動將此消息時間發送給對應的信息聯盟智能體。當智能體接收到該消息事件后，立即作出響應，并啟動信息交互規劃，實時更新數據，并將更新結果展示給系統管理員。

2 電力監控實時數據交互測試

2.1 信息智能體的消息觸發測試

某配電網使用基于信息聯盟智能體的電力監控系統，執行IEC870-5-101 通信規約，利用前端傳感裝置采集信息后，經無線網絡傳輸給信息聯盟智能體。然后使用通信智能體對通信保溫進行解析后，即可將前端采集信息轉化成為電力監控系統可識別的遙信信息和遙測信息。信息聯盟智能體調用Data_Changeed_Event 程序對消息事件進行處理，判斷解析后的數據能否正常完成消息事件的觸發。

在測試中，斷路器的狀態量有0 和1 兩種，0 代表開通，1 代表閉合。配電網正常運行下，斷路器默認狀態為1。此時通過模擬報文將斷路器的實時狀態值調整為0。斷路器運行工況發生改變后，信息聯盟智能體會第一時間接收到該變位信息，從而執行信息交互規劃。此時消息事件“斷路器狀態量由1 變為0”會發送至監控畫面智能體，捕捉到該消息時間后，智能體刷新一次監控畫面。原來表示斷路器閉合的綠燈變成表示斷開的紅燈，從而提醒管理員斷路器狀態發生變化。這樣就實現了通信智能體、信息聯盟智能體、監控畫面智能體之間的消息觸發交互。

2.2 信息交互模擬試驗

在仿真實驗平臺JACK Compiler Utility 中運行Communication 智能體，在“Output/Errors”中設置詳細參數，其中“Output”中設置host（主機地址）=127.0.0.1；port（ 端 口 地 址）=1436。“Errors” 中 輸 入 starting Communication 指令，參數確認后點擊“確認”進行仿真試驗。試驗內容分為兩部分，第一部分改變1 個模擬量，觀察仿真試驗的交互顯示結果。選擇1#供電臂，“object”設置為8，“physical”設置為2000，“變化量測”對象為03Ia，交互顯示結果為240.05→239.85。第二部分改變5 個模擬量，代表5 個消息事件并發，通過仿真試驗觀察此時的交互顯示結果。測試結果如表1 所示。

表1 五個模擬量同時發生變化的測試結果

結合表1 數據可知，基于信息智能聯盟的電力監控系統，當出現5 個并發的消息事件后，實時數據交互的通行時間為毫米級別。而傳統的電力監控系統界面每刷新1 次需要2s。對比來看，信息智能聯盟體的應用顯著提升了實時數據交互能力，從而讓現場畫面與監控畫面實現了同步。

在信息交互模擬試驗中，除了使用Communication智能體測量模擬量的交互效果外，還運行Gui 智能體進行了狀態量的交互測試。仿真試驗的操作方法基本一致，首先選取1 個狀態量變位，選擇1#供電臂，“object”設置為8、“physical”設置為2，“變化測量對象”為01，交互顯示結果為1→0。然后選取5 個狀態同時變位的試驗。統計數據后發現，實時處理時間均達到了毫米級。由此可得，基于信息智能聯盟的電力監控系統實時響應性良好。

2.3 壓力響應測試

電力監控系統運行期間，如果出現消息事件，則通信智能體會將該事件上傳至消息聯盟智能體。在感知消息事件后，作出響應規劃，同時使用ArrayList 列表封裝1000、3000、5000、10000、15000、20000、30000 個 模 擬 量變化信息。將其作為信息聯盟智能體的消息事件發送至監控畫面智能體，然后測量不同模擬量下的實時壓力。為減小測試誤差，按照同樣的參數設置分別開展10 次測試，取平均用時，模擬量變化的交互時間歲模擬量信息點數的變化曲線如圖5 所示。按照同樣的方式，進行狀態量變位信息的測試，變化曲線與圖5 規律一致，不再贅述。

圖5 模擬量變化的交互時間

根據圖5 可知，信息聯盟智能體封裝1000-3000 個變化的信息點時，需要的交互時間變化不明顯；當封裝3000-15000 個變化的信息點時，隨著模擬量信息點數的增加，需要的交互時間也快速增加；當封裝的模擬量信息點數超過15000 時，交互時間趨于穩定，最終維持在650ms。同樣的，信息聯盟智能體封裝變位信息點時，在達到狀態量信息點數達到10000 后，交互時間趨于穩定，最終維持在580ms。由此可見，融合了信息智能聯盟和消息觸發技術的電力監控系統，可實現對實時數據的批量化、高效率處理，并且通過消息主動觸發、實時交互，讓監控畫面的延遲從2s 下降到了500-600ms，進一步提升了電力監控系統的實用效果。

3 結論

近年來電力系統中各類智能化電氣設備的數量呈現出增多趨勢，電力系統的結構變得日益復雜，相互之間的信息傳輸也變得更加頻繁。由于信息量巨大，電力監控畫面與被監控區域實時場景之間往往有數秒的延遲，無法做到實時監控。本文設計的一種基于信息智能聯盟的電力監控系統，利用了信息智能體的感知性、觸發性、反映性等特點，可以實現監控信息的主動觸發、實時交互，大幅度降低了系統響應延時，從而保證監控畫面與場景實時畫面的同步，進一步提高了電力監控系統的實用價值。從測試結果來看，該電力監控系統在消息事件觸發后，能夠順利完成多個智能體的即時交互，并且在多個消息事件并發時，系統響應延遲僅為毫秒級，完全能夠滿足電力系統實時監控的要求。