基于Agent的变电站通信研究
发布时间：2022-02-15 06:01
多智能体（Agent）系统能有效解决分布式问题,电力系统属于分布式结构。文章以智能变电站为研究对象,将Agent技术与IEC 61850标准相结合,分析了Agent技术解决IEC 61850通信时可能的通信对象冲突问题。将IED设备作为Agent,在相同局域网内通过实现多Agent自治算法协调系统,设置消息过滤和创建轮询Agent,来避免通信的混乱;在不同局域网间依靠TCP/IP协议传输消息,解决了变电站复杂的分布式通信问题。
【文章来源】：华东交通大学学报. 2020,37(03)
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
Agent发送消息的过程图
IEC61850协议中，核心的服务是MMS服务（manufacturing message specification,MMS）。如图2所示为MMS服务的通信过程图。左侧为客户端，右侧为服务器。客户端设置套接字Socket的参数为服务器的IP地址和端口Port，服务器以端口Port为参数，创建Socket，监听到客户端的连接请求后，建立连接。客户端有两种获取服务端的SCL模型文件方式：离线和在线。获取到SCL模型后，以Java语言为基础，利用JDOM方式实现对SCL文档的解析，将SCL文档以节点树的形式显示出来[14]。离线方式是直接得到存储在本地的SCL文件，接着对SCL模型进行解析；在线方式是通过发送读目录的ACSI服务给服务器，服务器返回自身SCL模型。根据数据模型，得到含路径名和功能约束参数的对象，将对象和ACSI服务映射为MMS对象和服务。MMS编码采用ASN.1的基本编码规则（basic encoding rules,BER），对得到的MMS的域、变量、数据类型、服务等进行编码。MMS服务底层使用TCP/IP协议，用Socket输出流把编码数据发送出去。
Agent之间通信使用的是基于FIPA协议的语言。JADE为了方便Agent之间交互，提供了一些框架，如协商，拍卖，任务代理等。把Agent技术与IEC 61850结合目的是把IED设备封装为Agent，使多Agent系统的分布性、协作性等满足变电站的需要，同时，在IED设备中实现了Agent的优势。在各IED设备组成的多Agent系统中，Agent之间处于平等地位，Agent根据自身的行为程序实现自治。后文的轮询Agent协调Agen之间的通信，当自身不能满足需求时，通过轮询Agent与其他Agent通信，共享自身的信息，获取区域或全局信息，经过决策分析，给相关Agent发送控制命令或参数。Agent管理平台参考模型如图3所示。它包括Agent管理系统（agent management system,AMS）、目录服务（directory facilitator,DF）和信息传输服务（message transport service,MTS），所有这三个组成都在Agent平台启动时自动激活。当把IED设备封装为Agent，就可以与Agent一样，当Agent的AID(agent identifier）的标识符为唯一时，在创建时即可在AMS上注册。此时，其他Agent就可以通过DF服务发现这个Agent。由于Agent通信只需要确定对方的AID标识即可，因此，当设备检修或更新信息后，用原来AID注册，就可以被其他Agent识别并可以互相通信，这增强了IEC 61850的互操作性。如图4所示，为Agent与IEC 61850结合的通信流程图。首先通过SetUp（）方法创建Agent，在AMS上创建成功后，就可以把IED设备封装为Agent,Agent之间通过GUID确定通信对象。因此，把IED设备封装为Agent后，ICD文件不需要重新配置，即可由GUID确定对象，增强了设备间的“互操作性”。AID标识符可以唯一确定Agent，在IEC 61850中，许多设备可能处于同一地址中，对这些设备进行操作时，需要客户端对服务器Socket连接，相同地址处不同设备对客户端来说无法区分，每一次对服务器设备进行操作，都需要指明具体的哪个IED设备，IED设备的具体逻辑节点，这影响了IEC 61850的互操作性。而Agent的标识符是唯一确定的，将Agent接入到一个新的地址，能被唯一识别，将Agent通信技术与IEC61850结合起来，可以增强IEC 61850的“即插即用”的特性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于红外图像处理的变电设备热故障自动诊断方法[J]. 王小芳,康琛,程宏波,曾晗,辛建波,纪清照. 华东交通大学学报. 2019(03)
[2]基于多智能体迁移强化学习算法的电力系统最优碳–能复合流求解[J]. 陈艺璇,张孝顺,郭乐欣,余涛. 高电压技术. 2019(03)
[3]列车运行建模与速度控制方法综述[J]. 杨辉,付雅婷. 华东交通大学学报. 2018(05)
[4]基于IEC 61850和MAS的ADN信息通信技术研究[J]. 张京伦,马永红,王申. 广东电力. 2017(11)
[5]基于继电保护隐藏故障的系统连锁故障风险评估[J]. 高斯泊,董博. 电测与仪表. 2017(22)
[6]基于多智能体的交流微网电流保护研究[J]. 翁利国,练德强,谭卓强,汤霄. 电力系统保护与控制. 2017(15)
[7]交直流混合电网的多智能体自律分散控制[J]. 高扬,艾芊,郝然,张昭丞,Muhammad Yousif. 电网技术. 2017(04)
[8]继电保护的柔性动作特性[J]. 柳焕章,王德林,周泽昕. 电力系统自动化. 2016(13)
[9]计及保护和断路器动作不确定性的隐性故障检测模型[J]. 田园,胡炎. 电网技术. 2016(09)
[10]基于IEC 61850的主动配电网故障自恢复多代理系统[J]. 刘丹丹,段斌,王俊,苏永新. 电力系统自动化. 2015(09)
本文编号：3626056
【文章来源】：华东交通大学学报. 2020,37(03)
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
Agent发送消息的过程图
IEC61850协议中，核心的服务是MMS服务（manufacturing message specification,MMS）。如图2所示为MMS服务的通信过程图。左侧为客户端，右侧为服务器。客户端设置套接字Socket的参数为服务器的IP地址和端口Port，服务器以端口Port为参数，创建Socket，监听到客户端的连接请求后，建立连接。客户端有两种获取服务端的SCL模型文件方式：离线和在线。获取到SCL模型后，以Java语言为基础，利用JDOM方式实现对SCL文档的解析，将SCL文档以节点树的形式显示出来[14]。离线方式是直接得到存储在本地的SCL文件，接着对SCL模型进行解析；在线方式是通过发送读目录的ACSI服务给服务器，服务器返回自身SCL模型。根据数据模型，得到含路径名和功能约束参数的对象，将对象和ACSI服务映射为MMS对象和服务。MMS编码采用ASN.1的基本编码规则（basic encoding rules,BER），对得到的MMS的域、变量、数据类型、服务等进行编码。MMS服务底层使用TCP/IP协议，用Socket输出流把编码数据发送出去。
Agent之间通信使用的是基于FIPA协议的语言。JADE为了方便Agent之间交互，提供了一些框架，如协商，拍卖，任务代理等。把Agent技术与IEC 61850结合目的是把IED设备封装为Agent，使多Agent系统的分布性、协作性等满足变电站的需要，同时，在IED设备中实现了Agent的优势。在各IED设备组成的多Agent系统中，Agent之间处于平等地位，Agent根据自身的行为程序实现自治。后文的轮询Agent协调Agen之间的通信，当自身不能满足需求时，通过轮询Agent与其他Agent通信，共享自身的信息，获取区域或全局信息，经过决策分析，给相关Agent发送控制命令或参数。Agent管理平台参考模型如图3所示。它包括Agent管理系统（agent management system,AMS）、目录服务（directory facilitator,DF）和信息传输服务（message transport service,MTS），所有这三个组成都在Agent平台启动时自动激活。当把IED设备封装为Agent，就可以与Agent一样，当Agent的AID(agent identifier）的标识符为唯一时，在创建时即可在AMS上注册。此时，其他Agent就可以通过DF服务发现这个Agent。由于Agent通信只需要确定对方的AID标识即可，因此，当设备检修或更新信息后，用原来AID注册，就可以被其他Agent识别并可以互相通信，这增强了IEC 61850的互操作性。如图4所示，为Agent与IEC 61850结合的通信流程图。首先通过SetUp（）方法创建Agent，在AMS上创建成功后，就可以把IED设备封装为Agent,Agent之间通过GUID确定通信对象。因此，把IED设备封装为Agent后，ICD文件不需要重新配置，即可由GUID确定对象，增强了设备间的“互操作性”。AID标识符可以唯一确定Agent，在IEC 61850中，许多设备可能处于同一地址中，对这些设备进行操作时，需要客户端对服务器Socket连接，相同地址处不同设备对客户端来说无法区分，每一次对服务器设备进行操作，都需要指明具体的哪个IED设备，IED设备的具体逻辑节点，这影响了IEC 61850的互操作性。而Agent的标识符是唯一确定的，将Agent接入到一个新的地址，能被唯一识别，将Agent通信技术与IEC61850结合起来，可以增强IEC 61850的“即插即用”的特性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于红外图像处理的变电设备热故障自动诊断方法[J]. 王小芳,康琛,程宏波,曾晗,辛建波,纪清照. 华东交通大学学报. 2019(03)
[2]基于多智能体迁移强化学习算法的电力系统最优碳–能复合流求解[J]. 陈艺璇,张孝顺,郭乐欣,余涛. 高电压技术. 2019(03)
[3]列车运行建模与速度控制方法综述[J]. 杨辉,付雅婷. 华东交通大学学报. 2018(05)
[4]基于IEC 61850和MAS的ADN信息通信技术研究[J]. 张京伦,马永红,王申. 广东电力. 2017(11)
[5]基于继电保护隐藏故障的系统连锁故障风险评估[J]. 高斯泊,董博. 电测与仪表. 2017(22)
[6]基于多智能体的交流微网电流保护研究[J]. 翁利国,练德强,谭卓强,汤霄. 电力系统保护与控制. 2017(15)
[7]交直流混合电网的多智能体自律分散控制[J]. 高扬,艾芊,郝然,张昭丞,Muhammad Yousif. 电网技术. 2017(04)
[8]继电保护的柔性动作特性[J]. 柳焕章,王德林,周泽昕. 电力系统自动化. 2016(13)
[9]计及保护和断路器动作不确定性的隐性故障检测模型[J]. 田园,胡炎. 电网技术. 2016(09)
[10]基于IEC 61850的主动配电网故障自恢复多代理系统[J]. 刘丹丹,段斌,王俊,苏永新. 电力系统自动化. 2015(09)
本文编号：3626056
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