康洪波

（河北建筑工程學院，河北張家口075000）

隨著電力電子技術的發(fā)展，電氣化已經成為了人類在20世紀所取得的最偉大的成就。自進入21世紀以來，大電網連鎖性大面積停電事故促使全世界將目光定格在了智能電網上。為此，建設適應社會發(fā)展的智能電網，已成為國際電力工業(yè)界積極應對未來挑戰(zhàn)的共同選擇。

現(xiàn)代大電網連鎖性大面積停電事故通常是復雜的網絡所固有的自組織臨界性動力學行為所引發(fā)的一系列復雜的，不可預測的和無序的混沌狀態(tài)的爆發(fā)。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的理論和技術已無法解釋和處理這些事故，因此，一種適應智能電網建設的智能調度技術，可以為電網的安全運行提供更為全面和智能化的決策支持。

1 智能電網系統(tǒng)智能調度技術分析

隨著智能電網概念的提出和電力體制改革的深入，傳統(tǒng)電網的調度方式已經不能全面防止和抑制電力事故的頻繁的發(fā)生。雖然目前電力能量管理系統(tǒng)（EMS）已經得到廣泛的應用，但仍停留在分布式獨立計算階段，依然需要調度員在人工數據分析電力運行狀態(tài)的基礎上，根據經驗安排調度計劃，這給電力調度的實時性和合理性帶來很大的隱患。

當前，由于電網規(guī)模的不斷擴大、電力市場改革的日益深化和智能電網建設的實際需求，致使電力系統(tǒng)的結構和運行方式日趨復雜。同時電網頻繁的調整也造成了工作人員工作量越來越繁重的問題。而當電網發(fā)生故障時，在很短的時間內要求調度員對大量的報警信息進行分析，并及時做出正確的故障處理決策，這對調度人員的運行經驗也提出了更高的要求。因此，電網運行迫切需要功能更為強大的智能化調度系統(tǒng)，幫助調度人員完成調度任務，提高電網運行的安全性和經濟性[1]。

隨著信息理論、計算機技術和人工智能技術的發(fā)展，各種智能化調度技術開始涌現(xiàn)。這些系統(tǒng)通過對電力系統(tǒng)采集的數據信息進一步集成，發(fā)現(xiàn)信息中隱含的有用知識，并結合人工智能技術為調度人員提供全面的決策，幫助調度人員進行系統(tǒng)運行狀態(tài)的分析與決策，實現(xiàn)電網調度的智能化。

目前，在電力系統(tǒng)中應用較為廣泛的人工智能方法主要有：專家系統(tǒng)、人工神經網絡、遺傳算法和Agent技術。在這些技術中，Agent技術在性能上支持分布式處理、在結構上具有可適應性、可伸縮性，兼容性好，便于推廣應用，在自動化控制中具有廣闊的應用前景。

2 移動智能體系統(tǒng)分析及體系結構介紹

電力系統(tǒng)是一個典型的大規(guī)模分布式網絡系統(tǒng)。這個系統(tǒng)具有以下三個明顯的特點：（1）超大規(guī)模、實時動態(tài)性強、復雜性高。隨著問題規(guī)模和復雜程度的不斷增加，利用已有的算法和計算機條件，無法在較短的時間內取得滿意的計算結果；（2）電力系統(tǒng)是非線性的，很多問題無法建立精確的數學模型，不能完全用數學形式反映問題實質的約束條件；（3）由于人們對電力系統(tǒng)的了解還不夠精細，使許多問題具有模糊性。

作為Agent技術之一的移動Agent是一種能夠自主遷移到遠端執(zhí)行的程序。它可在本地或遠程控制下動態(tài)鏈接并自動執(zhí)行。具有移動性、自治性、智能性等優(yōu)點。基于移動Agent的網絡管理模型能夠改善網管體系統(tǒng)的整體性能和可擴展性，并具有分布式、靈活性、主動性和可靠性等特點，可以支持智能電網的有效運行。

Agent廣義上是指具有智能性的，在一定環(huán)境中包裝的計算機軟件系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有相應的知識、目標和能力，能夠對外部事件做出響應，能夠單獨或在人的少許指導下進行推理決策，是一個具有自主行為能力的主體[2]，具體結構如圖1所示。

圖1 Agent結構

從圖1中可知，Agent內部包括內部狀態(tài)、知識庫、目標等三個相對獨立的數據實體。這三個數據實體具有通過環(huán)境參數進行不斷修改的自適應能力。而每一個Agent實體利用傳感器從外部環(huán)境中感知信息，并依據內部狀態(tài)進行信息的融合，以產生修改當前狀態(tài)的具體描述。然后，在知識庫支持下制定規(guī)劃，在目標指引下，形成動作序列，通過效應器對環(huán)境發(fā)生作用。

移動Agent（mobile agent，MA）是一種特殊的Agent體，它具備Agent實體的基本特性。但不同的是MA能夠在異構的網絡節(jié)點間移動，并通過與運行環(huán)境和其他Agent協(xié)商獲取信息或提供服務來完成全局目標。

移動Agent體系結構主要由MA、MA服務器、Agent傳輸協(xié)議、Agent通信語言等組成。MA服務器是移動Agent系統(tǒng)的核心部分，一般包括Agent管理器、隊列管理器、持續(xù)性管理器、事件管理器、目錄管理器、安全管理器、服務接口。其主要的功能是為MA提供生命周期管理、目錄服務、事件服務、持續(xù)性服務、安全保障等幾項服務。而Agent傳輸協(xié)議ATP的主要功能是對移動Agent傳輸的語法和語義進行定義，為實現(xiàn)移動Agent在服務設施間的遷移提供機制保證。Agent通信語言ACL的主要功能是完成多個Agent之間的有效通信，具體包括了多個Agent之間通訊的共同語言定義、對于所交換的知識的共同理解的定義、進行語言和知識交換的機制定義，具體結構如圖2所示[2]。

3 基于移動Agent的電力系統(tǒng)智能調度研究

圖2 移動Agent的體系結構模型

電力系統(tǒng)在地理范圍上分布是非常廣泛的，并且在整個電力網絡中包含有大量復雜性高、特性不同的設備和控制系統(tǒng)。加之目前電能的儲存技術滯后，生產與消費具有同時性。而消費方的負荷變化隨機，導致電力系統(tǒng)在一定程度上表現(xiàn)出不可觀測、運行變化不確定等基本特性。因此，要想準確地利用移動Agent體系實現(xiàn)電力系統(tǒng)的智能調度，首先要解決的就是準確地確定每一個Agent實體的參量描述。

電力系統(tǒng)是由發(fā)電、變電、輸電、配電、用電等環(huán)節(jié)組成的實時動態(tài)系統(tǒng)。電力系統(tǒng)的合理調度是具有前提條件的，那就是必須滿足電力系統(tǒng)運行參數的平衡和有效。具體規(guī)則很多，例如：節(jié)點調度前后的有功功率和無功功率應處于平衡狀態(tài)，符合有功無功等式約束條件；節(jié)點調度前后各設備的運行狀態(tài)參數：電壓、頻率、有功、無功等應滿足極限范圍，符合參數不等式約束條件，我們將這些限制條件列為相應的方程式，從而解出構建Agent實體的基本要素，形成相應的實體參量描述數據。

構建移動Agent體系的第二步是為電力系統(tǒng)運行狀態(tài)及環(huán)境要素進行劃分，可以依據Agent實體參數描述數據將系統(tǒng)的運行狀態(tài)劃分為正常、警戒、緊急、極端、恢復等五種狀態(tài)，并定義出相應的轉變關系。這五種基本狀態(tài)及之間的轉換對應著不同的控制過程，形成Agent實體的數據資源層，進而根據系統(tǒng)所在網絡的實際情況構成通信服務層及網絡分析層，從而形成移動Agent的移動規(guī)范條件。

這些條件形成之后，就可以按照相應的原則來構建Agent電力系統(tǒng)實體的知識庫和目標庫，進而形成決策規(guī)則。

4 總結

隨著智能電網的進一步深入研究，在不久的將來，電力系統(tǒng)必將發(fā)生革命性的變化。而電力調度作為智能電網的重要一環(huán)，其智能化水平的高低直接關系到電網的安全穩(wěn)定運行。智能型調度已成為電力系統(tǒng)調度發(fā)展的新方向，是建設堅強智能電網的重要組成部分。

本文根據智能電網的電力調度要求，提出了一種基于移動Agent的智能調度方式。該方式充分利用了移動Agent智能性、適時移動性等優(yōu)點，將原本完全或大部分由中央監(jiān)控中心所承擔的管理計算任務分布到電力網絡的各個節(jié)點中，從而實現(xiàn)網絡節(jié)點狀態(tài)的自適應變化，以加強網絡的安全性和可靠性。

[1] 狄義偉.面向未來智能電網的智能調度研究[D].濟南：山東大學，2010:1-3.

[2] 賀穎.移動Agent在網絡性能監(jiān)測系統(tǒng)中的應用研究[D].武漢：武漢理工大學，2009:9-11.