采用多智能体系统的数字化的变电站后备保护方法

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1、采用多智能体系统的数字化的变电站后备保护方法关键词：数字化变电站；后备保护；差动继电保护；电力系统仿真；多智能体系统。摘要:传统上，差动保护在变电站中用于保护重要的设备如母线和变压器。他们是单元保护计划，有良好的选择性和快速操作时间，但不具备后备保护能力。后备保护通常由过流，保护阻抗或距离区的2/3。他们的选择性差，因为需要协调，他们将需要相对长的延时。数字化变电站提供了一个过程总线允许保护设备之间共享信息。这扩展了这些设备的能力，这样不需要过多的成本就可以改变传统的后备保护理念和设计新的方案。本文采用多智能体系统（MAS）来

2、模拟保护之间的相互作用和开发后备保护新技术。MAS系统通过PSCAD来改进（java高级开发环境），在PSCAD提供电力系统仿真。单位边界变电站中的保护方案扩展到提供后备能力，与传统方案相比有更好的性能。对110kV模拟变电站是用来说明和验证这种方法，使用不同的故障机制的测试方案显示MAS的合作和自我修复的性能。1引言变电站是电力系统的关键组成部分，它是在系统的可靠性和安全性方面意义重大。在传统的变电站中，主要地点如母线和变压器受差动保护。他们是仅对发生在确定的区域内的故障条件作出反应的单元保护方案。他们的运作依靠比较保护区边

3、界上的由电流互感器的位置所定义的继电器状态。这些方案提供了良好的选择性和快速的操作时间，但传统上不提供后备能力。后备通常采用分段式的过电流保护，在阻抗或距离区域2和/或区域3保护方案[1]。他们使用测量仅在连接点的继电器状态，它们对保护区限制较少，因此他们需要与其他继电器进行时间配合，与单位保护方案相比运行时间有较长的延迟。母线和变压器有一个高度配合的故障MVA，慢故障间隙可造成重大损害，并可以引起电力系统不稳定。因此传统的后备保护方案提供的保护不能提供期望的性能。基于IEC61850标准的数字化变电站的现代化利用数字技术和通

4、信改善变电站能力。IEC61850是国际内基于以太网的通信标准变电站。除了提供标准化和互操作性，它还提供了一个过程总线，支持高级服务，如通用面向对象的变电站事件（GOOSE）和采样测量值（SMV）。这些设备可以使新的创新的应用被设计，那些设计在传统上是太昂贵的实施。这是因为变电站内的数据现在可以在其局域网以一种标准的形式被获取（LAN），并且可以使用标准协议访问。这允许不同保护设备之间共享信息，从而提高他们的能力和他们的合作[2]。建议的变电站后备保护利用数字化变电站的特殊能力开发新的性能较好但无需额外费用的方案。该计划需要设

5、备之间的合作与沟通，在它的发展阶段特别适合被建模为多智能体系统（MAS）。多智能体系统是人工智能的一门重要学科。这个系统感知环境的变化，然后使用单元之间的合作实现共同目标。多Agent的主要特征是它的灵活性，因为系统可以被添加、修改和重建，无需系统再次过度开发。该系统也倾向于防止故障的传播，可以自我恢复和容错，主要是由于单元之间的功能的冗余和重叠。随着计算机和通讯技术的飞速发展，MAS已应用于电力系统，并在以前广泛报道。分布式中继单元系统提出了实现自适应电流差动方案，本文提出一个总体的概念，但是没有给出实现的具体科技方案。参考

6、[4]应用MAS实现输电线路电流差动保护。本文演示在不同通信流量条件下的表现及其设备故障检测能力。参考[5]提出了一种基于单元自愈的保护系统。作者使用图论分区网络，用电流差动实现主保护和后备保护。参考[6]描绘了基于单元的电力系统与通信仿真平台名叫EPOCHS，它可以在强电环境下模拟MAS。参考[7]描述了MAS级联事件在广域保护中的应用。而多智能体应用于电力系统保护是公认的，很少有参考探讨其在数字化变电站保护中的应用，通过利用基于IEC61850标准的以太网使用技术及其信息共享能力。2变电站后备保护某110kV网络如图1所示

7、。母线和变压器的主保护通过差动保护方案实现的。而母线的后备保护传统上是由远端距离继电器2元提供，或由变电站局部反看距离区3元提供。传统变压器的后备保护由无定向过电流、定向过电流和欠阻抗继电器。他们是不具有选择性的，因为需要协调所以要有一个相对较长的时间延迟。为给数字化变电站提供先进的后备保护，一个新的计划设计产生了，它同时保持现有的硬件配置。以太网IEC61850通信在变电站允许设备之间的信息共享的出现使得这成为可能。拥有IEC61850标准的数字化变电站体系结构的典型通讯如图2所示。图1110kv变电站的构成图2采用IEC6

8、1850通信典型的数字化变电站多单元系统是用来模拟计划。单位的配置如图3所示。A、B、E、F、G、H是母线保护单元，C，D是变压器保护单元。R1到R12是馈线保护单元。在基本层面上讲，所有单元通过变电站进程总线获取当地信息并执行其预先分配的保护功能。图3等效的多智能体系统的配