信息通信技术在智能电网建设中的应用研究
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摘要：本文从电力调度系统的智能化需求角度出发，提出了一种适合电力系统生产特点的基于SOA的电力智能调度系统解决方案，设计实现了面向服务的Multi-Agent电力调度系统，并进行了系统仿真实验。结果表明，面向服务的Multi-Agent调度系统的应用，提升了系统响应及时性与准确性，提高了系统的工作效率，增强了系统的智能化水平。
关键词：智能电网;中间件;信息通信
中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2020）01-0168-02
0 引言
智能电网随着科技的发展逐步的建立起来，现有电网大多属于交直流混联电网，运行方式复杂多样。大容量可再生新能源电源并网带来了电源输出的不确定性和不稳定性，如何优化资源配置、提高系统和设备运行效率，以及如何增强电网的安全管理，从而提升电力系统的总体运行水平，这些需求都对自动化系统智能分析、智能决策、在线预警、自主调控、自我调整等功能提出了更高的要求[1]。
鉴于现有电力系统各个生产环节自有系统多样、复杂，大多数系统处于信息孤岛状态，从协作、可靠、实时和实际的角度出发，设计一种新的最大限度整合原有资源、灵活可靠且适合电力系统生产特点的整体架构的解决方案势在必行。
1 面向服务的电力智能调度系统架构设计
传统电力调度自动化系统发展经历主機终端、客户-服务器和功能分布结构三个阶段[2]。基于DDS/IEC61850通信中间件是以面向服务架构（即SOA）为软件架构的中间件。为了更好地构建、执行或管理生产和调度的各个环节，我们必须定义一组良好的函数来对该中间件进行处理。
基于电网 “统一调度分层管理”的运行模式，我们将调度生产的基本单元按粗粒度进行重新划分，从而充分地整合现有信息系统。通过中间件技术的应用，可以避免系统复杂的底层操作，使开发环境趋于简单化和统一化，降低了程序设计的难度，从而使开发人员可以专注于业务，不再需要在多个不同的平台上进行程序的移植和重复工作，从而大幅度降低了开发的技术难度和负担。电力智能调度系统架构的设计如图1所示。
参与电力调度生产过程的各级调度单元事先在服务中心注册。第三方支撑系统负责发现和匹配调度应用之间的协同关系，开发和构建组合服务应用。不同级别参与调度用户可以快速按需定制出个性化虚拟化业务协同应用。图1中，各个组成部分对通信要求各不相同。对于各部分中存在通信的单元，采用一致的通信接口可以增强通信单元的互操作性。但依据传统电力通信网络存在信息孤岛的问题，很多原有系统设计之初并未考虑之间交互和协同的问题。因此，在智能电网建设，为了最大限度的利用原有体系，迫切需要有效的集成手段。基于DDS/IEC 61850通信中间件，可以提供对需传输的信息进行再包装服务，从而达到系统内信息——接口统一，在传统电网调度系统向智能电网调度系统过渡的进程中不失为一种解决方案。
2 建立服务监听型自适应代理模型
我们知道，Agent具有很多良好的特性，特别是他的主动性和交互性，从而成为SOA设计实现的有效工具。在收到新的请求信号时，主动服务Agent会根据协议将其发送给目标用户，工作流管理Agent可以根据协议主动将最新的工作进度通知相关工作站[3]。
在传统Agent模型的基础上，本文将原模型进行了部分优化和提升，使其不但且具有良好的自适应性，而还增加服务监听功能，从而能够更好的服务于SOA系统。在模型设计中具体增加了以下两个部分的改进：
（1）将服务发现模块添加到一般的Agent模型中。利用该模块在网络上持续的地进行侦听，收集并分析获取的信息是否存在对服务的需求。一旦分析发现存在服务需求，则立即激活通信功能模块，通过通信功能模块与发出服务请求的Agent交换信息。
（2）在信息发布服务器和任务产生服务器之间建立信息交换信道。即在一般Agent模型中建立由信息识别发布服务器到输出任务产生服务器之间信息交换的通道，如果交互信息符合原始的相互识别协议，则输出任务产生服务器将直接生成发布任务，以减少系统的运行环节，从而减少工作量，大幅提高系统响应速度。
将上述改进的模型运用于基于SOA和Multi-Agent的智能电网应用系统中，可以提高系统运行的稳定性和效率，从而更好的完成预设任务。
3 搭建面向服务的Multi-Agent电力调度系统
Multi-Agent系统（即MAS），是由多个代理Agent组成的集合，代理成员之间通过相互协调和配合，从而使问题得到解决。MAS 的协作性、分布性、异步性等特性为SOA架构的系统构建提供了有力条件，除了自动化系统和分布式结构的控制，它特别符合多Agent系统的结构的要求。相对于传统控制系统，它允许系统的每个成员都有更大的自主权。在此基础上设计的面向服务的多重代理电力调度系统结构如图2所示。
在面向服务的Multi-Agent电力调度系统中，Agent将服务请求发布到企业服务总线ESB，由ESB名空间、业务服务注册Agent、业务编排Agent进行处理，并经过ESB网关安全评估后，再将处理结果反馈给服务请求Agent。
4 系统仿真
在上述系统设计的基础上，本文给出了一个基于多智能体系统的仿真系统实例，该系统由故障诊断系统Agent、数据采集与监控系统和ESB服务总线组成。本文仿真环境核心配置如表1。
其中，发电机及相关配件用来模拟发电生产以及发电并网;台式机1为取样机，模拟数据采集;台式机2模拟故障检测;台式机3模拟在线决策。采集数据，以每250ms/组的速度发布服务。在采集点电压低于预设的电压时，产生故障请求服务，请求进行故障诊断。故障检测系统响应服务请求，验证请求是否符合要求，如果一致，则提供诊断服务。
5 结语
本文从电力调度系统的协作、可靠、实时和实际的角度出发，提出了一种适合电力系统生产特点的基于SOA的电力智能调度系统解决方案，设计实现了面向服务的Multi-Agent电力调度系统，并进行了系统仿真实验。试验表明，面向服务的Multi-Agent调度系统的应用，使Agent增加了服务发现功能和更加完善的协作会话功能，提升了系统响应及时性与准确性，提高了系统的工作效率，增强了系统的智能化水平。
参考文献
[1] 杨玉明.电力信息通信技术在智能电网中的应用研究[J].电力讯息，2018（2）：187-188.
[2] 陈田，徐玉蓉.智能电网时代电力信息通信技术的应用和研究[J].中国新通信，2017，19（23）：127.
[3] 张歆，陆飞飞，朱信刚，等.智能电网中电力通信技术的应用[J].中国设备工程，2017（22）：99-200.
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