本發(fā)明屬于含分布式電源配電網(wǎng)繼電保護(hù)
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及基于多智能體的含分布式電源配電網(wǎng)保護(hù)控制系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
：如今，隨著能源危機(jī)的持續(xù)加劇以及環(huán)境污染的加劇，以風(fēng)能和太陽(yáng)能為主要能量來(lái)源的分布式發(fā)電技術(shù)得到了快速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，同時(shí)也使越來(lái)越多的分布式電源就近接入了配電網(wǎng)。分布式電源接入配電系統(tǒng)后的保護(hù)控制問(wèn)題逐漸成為配電網(wǎng)面臨的重要挑戰(zhàn)之一。國(guó)內(nèi)外研究指出，由于分布式電源自身的靈活性，其接入點(diǎn)的不同將會(huì)改變傳統(tǒng)配電網(wǎng)的潮流分布，特別是在故障條件下，故障電流大小和方向的變化會(huì)對(duì)依靠電流整定的傳統(tǒng)三段式保護(hù)造成影響，選擇性和靈敏性下降。與此同時(shí)，由于分布式電源自身的特殊性，如接入容量的不確定性以及運(yùn)行模式和控制策略的多樣性，造成其故障電流的大小和時(shí)間不同于傳統(tǒng)電源，這同樣給傳統(tǒng)保護(hù)的保護(hù)方案的確定增加了難度。針對(duì)有分布式電源接入的配電網(wǎng)，在保護(hù)控制方面，國(guó)內(nèi)外也展開(kāi)了一系列的研究工作?，F(xiàn)在的主要方式還是對(duì)原配電網(wǎng)三段式保護(hù)進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)。以故障后切斷分布式電源的供電為主要手段，如此一來(lái)，極大的降低了分布式電源的利用率，一定程度上違背了發(fā)展分布式電源的初衷。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出基于多智能體的含分布式電源配電網(wǎng)保護(hù)控制系統(tǒng)及方法。本發(fā)明技術(shù)方案如下：一種基于多智能體的含分布式電源配電網(wǎng)保護(hù)控制系統(tǒng)，包括基礎(chǔ)層和決策層；所述基礎(chǔ)層，包括配置于含分布式電源的配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)斷路器處的智能體；所述基礎(chǔ)層，用于采集含分布式電源配電網(wǎng)的各安裝點(diǎn)處的故障電流信號(hào)、對(duì)應(yīng)斷路器的開(kāi)關(guān)狀態(tài)、以及對(duì)應(yīng)的智能體的位置信息，對(duì)各安裝點(diǎn)處的故障電流信號(hào)進(jìn)行處理得到各安裝點(diǎn)處的所測(cè)故障電流信號(hào)的暫態(tài)高頻分量的極性，將所測(cè)故障電流信號(hào)的暫態(tài)高頻分量的極性及其對(duì)應(yīng)智能體的位置信息上傳至決策層，并在得到?jīng)Q策層的關(guān)斷對(duì)應(yīng)斷路器的指令信號(hào)時(shí)，發(fā)送跳閘指令，關(guān)斷對(duì)應(yīng)的斷路器；所述基礎(chǔ)層的各個(gè)智能體均包括：信號(hào)檢測(cè)模塊、信號(hào)變換模塊、智能體及支路位置檢測(cè)模塊、信號(hào)極性計(jì)算模塊和故障隔離模塊；所述信號(hào)檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)其安裝點(diǎn)處的故障電流信號(hào)和對(duì)應(yīng)斷路器的開(kāi)關(guān)狀態(tài)；所述智能體及支路位置檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)智能體的位置信息，傳送至決策層；所述信號(hào)變換模塊，用于對(duì)檢測(cè)到的故障電流信號(hào)進(jìn)行相模變換及小波變換，得到所測(cè)故障電流信號(hào)的暫態(tài)高頻分量；所述信號(hào)極性計(jì)算模塊，用于根據(jù)所測(cè)故障電流信號(hào)的暫態(tài)高頻分量計(jì)算出所測(cè)故障電流信號(hào)的暫態(tài)高頻分量的極性，得出其極性輸出，傳送至決策層；所述故障隔離模塊，用于在得到?jīng)Q策層的關(guān)斷對(duì)應(yīng)斷路器的指令信號(hào)時(shí)，發(fā)送跳閘指令，關(guān)斷對(duì)應(yīng)的斷路器；所述決策層，為配置于含分布式電源的配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中的中低壓變電站的信息集中處理器；所述決策層，用于接收基礎(chǔ)層各智能體傳輸?shù)乃鶞y(cè)故障電流信號(hào)的暫態(tài)高頻分量的極性及其對(duì)應(yīng)智能體的位置信息，根據(jù)各智能體的位置信息確定出存在共輸電線相鄰關(guān)系的智能體和存在共母線相鄰關(guān)系的智能體，根據(jù)各智能體位置關(guān)系和其極性輸出，確定故障發(fā)生區(qū)段，并依據(jù)故障判斷結(jié)果對(duì)基礎(chǔ)層的對(duì)應(yīng)智能體發(fā)送關(guān)斷對(duì)應(yīng)斷路器的指令信號(hào)；所述決策層的信息集中處理器主要包括：智能體位置關(guān)系判斷模塊和故障判斷模塊；所述智能體位置關(guān)系判斷模塊，用于根據(jù)各智能體的位置信息確定智能體關(guān)系矩陣R，并確定出存在共輸電線相鄰關(guān)系的智能體和存在共母線相鄰關(guān)系的智能體，并分別發(fā)送至故障判斷模塊；所述故障判斷模塊，用于對(duì)存在共輸電線相鄰關(guān)系的智能體的極性輸出進(jìn)行邏輯計(jì)算，判斷共輸電線相鄰關(guān)系的智能體之間的輸電線上是否存在故障，對(duì)存在共母線相鄰關(guān)系的智能體的極性輸出進(jìn)行邏輯計(jì)算，判斷共母線相鄰關(guān)系的智能體之間的母線上是否發(fā)生故障，并依據(jù)故障判斷結(jié)果對(duì)基礎(chǔ)層的對(duì)應(yīng)智能體發(fā)送關(guān)斷對(duì)應(yīng)斷路器的指令信號(hào)；所述基礎(chǔ)層各智能體與決策層的信息集中處理器之間采用光纖通信。所述根據(jù)所測(cè)故障電流信號(hào)的暫態(tài)高頻分量計(jì)算出所測(cè)故障電流信號(hào)的暫態(tài)高頻分量的極性，得出其極性輸出的具體過(guò)程如下：提取所測(cè)故障電流信號(hào)的暫態(tài)高頻分量i的第一個(gè)峰值imax1及其對(duì)應(yīng)的時(shí)間值t；計(jì)算所測(cè)故障電流信號(hào)的暫態(tài)高頻分量的極性值k，即故障電流信號(hào)的暫態(tài)高頻分量i的第一個(gè)峰值imax1與其對(duì)應(yīng)的時(shí)間值t的比值；根據(jù)所測(cè)故障電流信號(hào)的暫態(tài)高頻分量的極性值k確定所測(cè)故障電流信號(hào)的暫態(tài)高頻分量的極性，即當(dāng)k＞0時(shí)，所測(cè)故障電流信號(hào)的暫態(tài)高頻分量的極性為正，極性輸出為1，當(dāng)k＜0時(shí)，所測(cè)故障電流信號(hào)的暫態(tài)高頻分量的極性為負(fù)，極性輸出為0。所述根據(jù)各智能體的位置信息確定智能體關(guān)系矩陣R，并確定出存在共輸電線相鄰關(guān)系的智能體和存在共母線相鄰關(guān)系的智能體的具體過(guò)程如下：根據(jù)各智能體的位置信息將含分布式電源配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換成開(kāi)關(guān)-支路矩陣C；根據(jù)開(kāi)關(guān)-支路矩陣C確定體現(xiàn)含分布式電源配電網(wǎng)中各智能體間相鄰關(guān)系的智能體關(guān)系矩陣R＝CCT，其中，CT為開(kāi)關(guān)-支路矩陣C的轉(zhuǎn)置；沿著兩條搜索路徑對(duì)智能體關(guān)系矩陣R進(jìn)行拆分，確定出所有存在共輸電線相鄰關(guān)系的智能體和所有存在共母線相鄰關(guān)系的智能體。所述根據(jù)各智能體的位置信息將含分布式電源配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換成開(kāi)關(guān)-支路矩陣C的具體過(guò)程如下：將含分布式電源配電網(wǎng)的每個(gè)智能體所在斷路器作為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械墓?jié)點(diǎn)，兩節(jié)點(diǎn)之間的所有輸電線線路作為支路，將有分布式電源接入的支路同樣作為拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)支路，依據(jù)節(jié)點(diǎn)和支路的關(guān)系，形成開(kāi)關(guān)-支路矩陣C：其中，cij為第i號(hào)智能體與第j條支路的連接關(guān)系，{1≤i≤m|i∈Z}，m為網(wǎng)絡(luò)中智能體的個(gè)數(shù)，{1≤j≤n|j∈Z}，n為網(wǎng)絡(luò)中支路的條數(shù)，當(dāng)智能體與輸電線支路存在直接連接關(guān)系，且智能體在輸電線支路的右邊時(shí)cij＝1，當(dāng)智能體與輸電線支路存在直接連接關(guān)系，且智能體在輸電線支路的左邊時(shí)cij＝-1，當(dāng)智能體與輸電線支路之間無(wú)直接連接關(guān)系或通過(guò)母線與輸電線支路相連時(shí)cij＝0；所述沿著兩條搜索路徑對(duì)智能體關(guān)系矩陣R進(jìn)行拆分，確定出所有存在共輸電線相鄰關(guān)系的智能體和所有存在共母線相鄰關(guān)系的智能體的具體過(guò)程如下：確定存在共輸電線相鄰關(guān)系的智能體：對(duì)體現(xiàn)各智能體間相鄰關(guān)系的智能體關(guān)系矩陣R按照行向量ri＝[ri1，…，rij′，…，rim]進(jìn)行搜索，若rij′≠0時(shí)，則第i號(hào)智能體和第j′號(hào)智能體之間存在共輸電線支路相鄰關(guān)系，若rij′＝0時(shí)，則第i號(hào)智能體和第j′號(hào)智能體之間不存在共輸電線支路相鄰關(guān)系，確定出所有存在共輸電線相鄰關(guān)系的智能體，其中，ri為智能體關(guān)系矩陣R中第i行元素組成的行向量，rij′為第i號(hào)智能體與第j′號(hào)智能體之間的關(guān)系，{1≤i，j′≤m|i，j′∈Z}，m為網(wǎng)絡(luò)中智能體的個(gè)數(shù)；確定存在共母線相鄰關(guān)系的智能體：對(duì)體現(xiàn)各智能體間相鄰關(guān)系的智能體關(guān)系矩陣R按其主對(duì)角線進(jìn)行搜索，從智能體關(guān)系矩陣R左上角元素r11開(kāi)始，依次計(jì)算rii×rii+1，若rii×rii+1＝0則開(kāi)始累計(jì)，直至rii×rii+1≠0時(shí)停止，將累計(jì)的pj″個(gè)rii元素為主對(duì)角線，構(gòu)成一個(gè)pj″×pj″的單位矩陣依次找到與智能體關(guān)系矩陣R共主對(duì)角線的所有單位矩陣，同一個(gè)單位矩陣中的智能體為存在共母線相鄰關(guān)系的智能體，確定出所有存在共母線相鄰關(guān)系的智能體，其中，{1≤i≤m|i∈Z}，{2≤pj″＜m，|pj″∈Z}、{1≤j″≤q|j″∈Z}且p1+…+pj″-1+pj″+pj″+1+…+pq＝m，q為智能體關(guān)系矩陣R中單位矩陣個(gè)數(shù)。所述對(duì)存在共輸電線相鄰關(guān)系的智能體的極性輸出進(jìn)行邏輯計(jì)算，判斷共輸電線相鄰關(guān)系的智能體之間的輸電線上是否存在故障，對(duì)存在共母線相鄰關(guān)系的智能體的極性輸出進(jìn)行邏輯計(jì)算，判斷共母線相鄰關(guān)系的智能體之間的母線上是否發(fā)生故障的具體過(guò)程如下所示：對(duì)存在共輸電線相鄰關(guān)系的智能體之間的輸電線進(jìn)行有無(wú)故障發(fā)生的判斷方法如下：對(duì)存在共輸電線相鄰關(guān)系的第i號(hào)智能體與j′號(hào)智能體的極性輸出進(jìn)行同或邏輯運(yùn)算，得到智能體極性比較值ki，j′：其中，ki為第i號(hào)智能體的極性輸出，kj′為第j′號(hào)智能體的極性輸出；若ki，j′為1，則第i號(hào)智能體與j′號(hào)智能體之間的輸電線上存在故障，若ki，j′為0，則第i號(hào)智能體與j′號(hào)智能體之間的輸電線上未發(fā)生故障或者區(qū)外故障；對(duì)存在共母線相鄰關(guān)系的智能體的母線上有無(wú)故障發(fā)生的判斷方法如下：首先對(duì)存在共母線相鄰關(guān)系的智能體的極性輸出兩兩進(jìn)行同或邏輯運(yùn)算，再對(duì)同或邏輯運(yùn)算后所得的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行與邏輯運(yùn)算，得到第x號(hào)母線上各智能體極性綜合比較值kBus_x：其中，{1≤x≤n′|x∈Z}，m′為與x號(hào)母線直接相連的智能體個(gè)數(shù)，n′為含分布式電源配電網(wǎng)的母線個(gè)數(shù)，{1≤i＜m|i∈Z}，m為網(wǎng)絡(luò)中智能體的個(gè)數(shù)；若kBus_x＝1，則x號(hào)母線上發(fā)生故障，若kBus_x＝0，則x號(hào)母線上未發(fā)生故障或者區(qū)外故障。采用基于多智能體的含分布式電源配電網(wǎng)保護(hù)控制系統(tǒng)的含分布式電源配電網(wǎng)保護(hù)控制方法，包括以下步驟：S1：通過(guò)基礎(chǔ)層的各智能體采集含分布式電源配電網(wǎng)的各安裝點(diǎn)處的故障電流信號(hào)、對(duì)應(yīng)斷路器的開(kāi)關(guān)狀態(tài)、以及對(duì)應(yīng)的智能體的位置信息；S2：通過(guò)基礎(chǔ)層的各智能體對(duì)檢測(cè)到的故障電流信號(hào)進(jìn)行相模變換及小波變換，得到所測(cè)故障電流信號(hào)的暫態(tài)高頻分量；S3：通過(guò)基礎(chǔ)層的各智能體根據(jù)所測(cè)故障電流信號(hào)的暫態(tài)高頻分量計(jì)算出所測(cè)故障電流信號(hào)的暫態(tài)高頻分量的極性，得出其極性輸出；S31：提取所測(cè)故障電流信號(hào)的暫態(tài)高頻分量i的第一個(gè)峰值imax1及其對(duì)應(yīng)的時(shí)間值t；S32：計(jì)算所測(cè)故障電流信號(hào)的暫態(tài)高頻分量的極性值k，即故障電流信號(hào)的暫態(tài)高頻分量i的第一個(gè)峰值imax1與其對(duì)應(yīng)的時(shí)間值t的比值；S33：根據(jù)所測(cè)故障電流信號(hào)的暫態(tài)高頻分量的極性值k確定所測(cè)故障電流信號(hào)的暫態(tài)高頻分量的極性，即當(dāng)k＞0時(shí)，所測(cè)故障電流信號(hào)的暫態(tài)高頻分量的極性為正，極性輸出為1，當(dāng)k＜0時(shí)，所測(cè)故障電流信號(hào)的暫態(tài)高頻分量的極性為負(fù)，極性輸出為0。S4：通過(guò)基礎(chǔ)層的各智能體將對(duì)應(yīng)智能體的位置信息和極性輸出傳送至決策層；S5：通過(guò)決策層的信息集中處理器根據(jù)各智能體的位置信息確定智能體關(guān)系矩陣R，并確定出存在共輸電線相鄰關(guān)系的智能體和存在共母線相鄰關(guān)系的智能體；S51：根據(jù)各智能體的位置信息將含分布式電源配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換成開(kāi)關(guān)-支路矩陣C；S52：根據(jù)開(kāi)關(guān)-支路矩陣C確定體現(xiàn)含分布式電源配電網(wǎng)中各智能體間相鄰關(guān)系的智能體關(guān)系矩陣R＝CCT，其中，CT為開(kāi)關(guān)-支路矩陣C的轉(zhuǎn)置；S53：沿著兩條搜索路徑對(duì)智能體關(guān)系矩陣R進(jìn)行拆分，確定出所有存在共輸電線相鄰關(guān)系的智能體和所有存在共母線相鄰關(guān)系的智能體。S6：通過(guò)決策層的信息集中處理器對(duì)存在共輸電線相鄰關(guān)系的智能體的極性輸出進(jìn)行邏輯計(jì)算，判斷共輸電線相鄰關(guān)系的智能體之間的輸電線上是否發(fā)生故障，對(duì)存在共母線相鄰關(guān)系的智能體的極性輸出進(jìn)行邏輯計(jì)算，判斷共母線相鄰關(guān)系的智能體之間的母線上是否發(fā)生故障，并根據(jù)故障判斷結(jié)果對(duì)基礎(chǔ)層的對(duì)應(yīng)智能體發(fā)送關(guān)斷對(duì)應(yīng)斷路器的指令信號(hào)；S61：對(duì)存在共輸電線相鄰關(guān)系的第i號(hào)智能體與j′號(hào)智能體的極性輸出進(jìn)行同或邏輯運(yùn)算，得到智能體極性比較值ki，j′：其中，ki為第i號(hào)智能體的極性輸出，kj′為第j′號(hào)智能體的極性輸出；S62：若ki，j′為1，則第i號(hào)智能體與j′號(hào)智能體之間的輸電線上存在故障，若ki，j′為0，則第i號(hào)智能體與j′號(hào)智能體之間的輸電線上未發(fā)生故障或者區(qū)外故障；S63：首先對(duì)存在共母線相鄰關(guān)系的智能體的極性輸出兩兩進(jìn)行同或邏輯運(yùn)算，再對(duì)同或邏輯運(yùn)算后所得的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行與邏輯運(yùn)算，得到第x號(hào)母線上各智能體極性綜合比較值kBus_x：其中，{1≤x≤n′|x∈Z}，m′為與x號(hào)母線直接相連的智能體個(gè)數(shù)，n′為含分布式電源配電網(wǎng)的母線個(gè)數(shù)，{1≤i＜m|i∈Z}，m為網(wǎng)絡(luò)中智能體的個(gè)數(shù)；S64：若kBus_x＝1，則x號(hào)母線上發(fā)生故障，若kBus_x＝0，則x號(hào)母線上未發(fā)生故障或者區(qū)外故障；S65：根據(jù)故障判斷結(jié)果對(duì)基礎(chǔ)層的對(duì)應(yīng)智能體發(fā)送關(guān)斷對(duì)應(yīng)斷路器的指令信號(hào)。S7：通過(guò)基礎(chǔ)層的各智能體在得到?jīng)Q策層的關(guān)斷對(duì)應(yīng)斷路器的指令信號(hào)時(shí)，發(fā)送跳閘指令至對(duì)應(yīng)斷路器，使其關(guān)斷。本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提出基于多智能體的含分布式電源配電網(wǎng)保護(hù)控制系統(tǒng)及方法，本發(fā)明在一次完成配置后，當(dāng)含分布式電源配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)，均能實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)，無(wú)需對(duì)保護(hù)進(jìn)行重新整定；對(duì)于分布式電源的容量的變化、投切時(shí)間的變化、投入位置的變化均有自適應(yīng)能力；能夠較好改善因分布式電源的接入對(duì)配電網(wǎng)保護(hù)帶來(lái)的影響。附圖說(shuō)明圖1為本發(fā)明具體實(shí)施方式中基于多智能體的含分布式電源配電網(wǎng)保護(hù)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本發(fā)明具體實(shí)施方式中多分布式電源接入的多端供電網(wǎng)絡(luò)示意圖；圖3為本發(fā)明具體實(shí)施方式中共輸電線相鄰關(guān)系的智能體關(guān)系圖；圖4為本發(fā)明具體實(shí)施方式中共母線相鄰關(guān)系的智能體關(guān)系圖；圖5為本發(fā)明具體實(shí)施方式中基于多智能體的含分布式電源配電網(wǎng)保護(hù)控制方法流程圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明具體實(shí)施方式加以詳細(xì)的說(shuō)明。本發(fā)明提出基于多智能體的含分布式電源配電網(wǎng)保護(hù)控制系統(tǒng)及方法。一種基于多智能體的含分布式電源配電網(wǎng)保護(hù)控制系統(tǒng)，如圖1所示，包括基礎(chǔ)層和決策層。本實(shí)施方式中，含分布式電源配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為有多分布式電源接入的多端供電網(wǎng)絡(luò)，如圖2所示，假設(shè)在f點(diǎn)發(fā)生短路故障，基礎(chǔ)層各智能體與決策層的信息集中處理器之間采用光纖通信?；A(chǔ)層，包括配置于含分布式電源的配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)斷路器處的智能體?；A(chǔ)層，用于采集含分布式電源配電網(wǎng)的各安裝點(diǎn)處的故障電流信號(hào)、對(duì)應(yīng)斷路器的開(kāi)關(guān)狀態(tài)、以及對(duì)應(yīng)的智能體的位置信息，對(duì)各安裝點(diǎn)處的故障電流信號(hào)進(jìn)行處理得到各安裝點(diǎn)處的所測(cè)故障電流信號(hào)的暫態(tài)高頻分量的極性，將所測(cè)故障電流信號(hào)的暫態(tài)高頻分量的極性及其對(duì)應(yīng)智能體的位置信息上傳至決策層，并在得到?jīng)Q策層的關(guān)斷對(duì)應(yīng)斷路器的指令信號(hào)時(shí)，發(fā)送跳閘指令，關(guān)斷對(duì)應(yīng)的斷路器?；A(chǔ)層的各個(gè)智能體均包括：信號(hào)檢測(cè)模塊、信號(hào)變換模塊、智能體及支路位置檢測(cè)模塊、信號(hào)極性計(jì)算模塊和故障隔離模塊。信號(hào)檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)其安裝點(diǎn)處的故障電流信號(hào)和對(duì)應(yīng)斷路器的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。智能體及支路位置檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)智能體對(duì)應(yīng)斷路器的位置信息，傳送至決策層。信號(hào)變換模塊，用于對(duì)檢測(cè)到的故障電流信號(hào)進(jìn)行相模變換及小波變換，得到所測(cè)故障電流信號(hào)的暫態(tài)高頻分量。本實(shí)施方式中，對(duì)對(duì)檢測(cè)到的故障電流信號(hào)進(jìn)行相模變換，在對(duì)其進(jìn)行小波變換，獲得所測(cè)故障電流信號(hào)的暫態(tài)高頻分量的波形，消除因分布式電源的接入對(duì)配電網(wǎng)故障電流幅值帶來(lái)的影響。信號(hào)極性計(jì)算模塊，用于根據(jù)所測(cè)故障電流信號(hào)的暫態(tài)高頻分量計(jì)算出所測(cè)故障電流信號(hào)的暫態(tài)高頻分量的極性，得出其極性輸出，傳送至決策層。本實(shí)施方式中，根據(jù)所測(cè)故障電流信號(hào)的暫態(tài)高頻分量計(jì)算出所測(cè)故障電流信號(hào)的暫態(tài)高頻分量的極性，得出其極性輸出的具體過(guò)程如下：提取所測(cè)故障電流信號(hào)的暫態(tài)高頻分量i的第一個(gè)峰值imax1及其對(duì)應(yīng)的時(shí)間值t；計(jì)算所測(cè)故障電流信號(hào)的暫態(tài)高頻分量的極性值k，即故障電流信號(hào)的暫態(tài)高頻分量i的第一個(gè)峰值imax1與其對(duì)應(yīng)的時(shí)間值t的比值；本實(shí)施方式中，計(jì)算所測(cè)故障電流信號(hào)的暫態(tài)高頻分量的極性值k如式(1)所示：根據(jù)所測(cè)故障電流信號(hào)的暫態(tài)高頻分量的極性值k確定所測(cè)故障電流信號(hào)的暫態(tài)高頻分量的極性，即當(dāng)k＞0時(shí)，所測(cè)故障電流信號(hào)的暫態(tài)高頻分量的極性為正，極性輸出為1，當(dāng)k＜0時(shí)，所測(cè)故障電流信號(hào)的暫態(tài)高頻分量的極性為負(fù)，極性輸出為0。故障隔離模塊，用于在得到?jīng)Q策層的關(guān)斷對(duì)應(yīng)斷路器的指令信號(hào)時(shí)，發(fā)送跳閘指令，關(guān)斷對(duì)應(yīng)的斷路器。決策層，為配置于含分布式電源的配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中的中低壓變電站的信息集中處理器。決策層，用于接收基礎(chǔ)層各智能體傳輸?shù)乃鶞y(cè)故障電流信號(hào)的暫態(tài)高頻分量的極性及其對(duì)應(yīng)智能體的位置信息，根據(jù)各智能體的位置信息確定出存在共輸電線相鄰關(guān)系的智能體和存在共母線相鄰關(guān)系的智能體，根據(jù)各智能體位置關(guān)系和其極性輸出，確定故障發(fā)生區(qū)段，并依據(jù)故障判斷結(jié)果對(duì)基礎(chǔ)層的對(duì)應(yīng)智能體發(fā)送關(guān)斷對(duì)應(yīng)斷路器的指令信號(hào)。決策層的信息集中處理器主要包括：智能體位置關(guān)系判斷模塊和故障判斷模塊。智能體位置關(guān)系判斷模塊，用于根據(jù)各智能體的位置信息確定智能體關(guān)系矩陣R，并確定出存在共輸電線相鄰關(guān)系的智能體和存在共母線相鄰關(guān)系的智能體，并分別發(fā)送至故障判斷模塊。本實(shí)施方式中，根據(jù)各智能體的位置信息確定智能體關(guān)系矩陣R，并確定出存在共輸電線相鄰關(guān)系的智能體和存在共母線相鄰關(guān)系的智能體的具體過(guò)程如下：根據(jù)各智能體的位置信息將含分布式電源配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換成開(kāi)關(guān)-支路矩陣C；本實(shí)施方式中，將含分布式電源配電網(wǎng)的每個(gè)智能體所在斷路器作為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械墓?jié)點(diǎn)，兩節(jié)點(diǎn)之間的所有輸電線線路作為支路，將有分布式電源接入的支路同樣作為拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)支路，依據(jù)節(jié)點(diǎn)和支路的關(guān)系，形成開(kāi)關(guān)-支路矩陣C如式(2)所示：其中，形成開(kāi)關(guān)-支路矩陣C的行數(shù)對(duì)應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的節(jié)點(diǎn)編號(hào)即智能體編號(hào)，列數(shù)對(duì)應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的支路編號(hào)，每行內(nèi)各元素的取值表示對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)與對(duì)應(yīng)支路間的連接關(guān)系，cij為第i號(hào)智能體與第j條支路的連接關(guān)系，{1≤i≤m|i∈Z}，m為網(wǎng)絡(luò)中智能體的個(gè)數(shù)，{1≤j≤n|j∈Z}，n為網(wǎng)絡(luò)中支路的條數(shù)，當(dāng)智能體與輸電線支路存在直接連接關(guān)系，且智能體在輸電線支路的右邊時(shí)cij＝1，當(dāng)智能體與輸電線支路存在直接連接關(guān)系，且智能體在輸電線支路的左邊時(shí)cij＝-1，當(dāng)智能體與輸電線支路之間無(wú)直接連接關(guān)系或通過(guò)母線與輸電線支路相連時(shí)cij＝0。本實(shí)施方式中，得到的開(kāi)關(guān)-支路矩陣如式(3)所示：根據(jù)開(kāi)關(guān)-支路矩陣C確定含分布式電源配電網(wǎng)中各智能體間相鄰關(guān)系的智能體關(guān)系矩陣R＝CCT，其中，CT為開(kāi)關(guān)-支路矩陣C的轉(zhuǎn)置；本實(shí)施方式中，根據(jù)各智能體的位置信息確定智能體關(guān)系矩陣R的計(jì)算公式如式(4)所示：本實(shí)施方式中，得到的各智能體關(guān)系矩陣R如式(5)所示：沿著兩條搜索路徑對(duì)智能體關(guān)系矩陣R進(jìn)行拆分，確定出所有存在共輸電線相鄰關(guān)系的智能體和所有存在共母線相鄰關(guān)系的智能體。本實(shí)施方式中，沿著兩條搜索路徑對(duì)智能體關(guān)系矩陣R進(jìn)行拆分，確定出所有存在共輸電線相鄰關(guān)系的智能體和所有存在共母線相鄰關(guān)系的智能體的具體過(guò)程如下：確定存在共輸電線相鄰關(guān)系的智能體：對(duì)體現(xiàn)各智能體間相鄰關(guān)系的智能體關(guān)系矩陣R按照行向量ri＝[ri1，…，rij′，…，rim]進(jìn)行搜索，若rij′≠0時(shí)，則第i號(hào)智能體和第j′號(hào)智能體之間存在共輸電線支路相鄰關(guān)系，如圖3所示，若rij′＝0時(shí)，則第i號(hào)智能體和第j′號(hào)智能體之間不存在共輸電線支路相鄰關(guān)系，確定出所有存在共輸電線相鄰關(guān)系的智能體，其中，ri為智能體關(guān)系矩陣R中第i行元素組成的行向量，rij′為第i號(hào)智能體與第j′號(hào)智能體之間的關(guān)系，{1≤i，j′≤m|i，j′∈Z}，m為網(wǎng)絡(luò)中智能體的個(gè)數(shù)。本實(shí)施方式中，ri與R的關(guān)系如式(6)所示：確定存在共母線相鄰關(guān)系的智能體：對(duì)體現(xiàn)各智能體間相鄰關(guān)系的智能體關(guān)系矩陣R按其主對(duì)角線進(jìn)行搜索，從智能體關(guān)系矩陣R左上角元素r11開(kāi)始，依次計(jì)算rii×rii+1，若rii×rii+1＝0則開(kāi)始累計(jì)，直至rii×rii+1≠0時(shí)停止，將累計(jì)的pj″個(gè)rii元素為主對(duì)角線，構(gòu)成一個(gè)pj″×pj″的單位矩陣依次找到與智能體關(guān)系矩陣R共主對(duì)角線的所有單位矩陣，同一個(gè)單位矩陣中的智能體為存在共母線相鄰關(guān)系的智能體，如圖4所示，確定出所有存在共母線相鄰關(guān)系的智能體，其中，{1≤i≤m|i∈Z}，{2≤pj″＜m，|pj″∈Z}、{1≤j″≤q|j″∈Z}且p1+…+pj″-1+pj″+pj″+1+…+pq＝m，q為智能體關(guān)系矩陣R中單位矩陣個(gè)數(shù)。本實(shí)施方式中，單位矩陣與智能體關(guān)系矩陣R的關(guān)系如式(7)所示：式中，為與智能體關(guān)系矩陣R共主對(duì)角線的所有單位陣，為相應(yīng)的矩陣塊，pj″為各分塊矩陣中行列數(shù)。本實(shí)施方式中，根據(jù)圖2中含分布式電源配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中各智能體的共輸電線相鄰關(guān)系和共母線相鄰關(guān)系如表1所示：表1各智能體的共輸電線相鄰關(guān)系和共母線相鄰關(guān)系智能體編號(hào)共輸電線相鄰關(guān)系共母線相鄰關(guān)系S1無(wú)S2、S3S2S8S1、S3S3S4S1、S2S4S3S5、S6S5無(wú)S4、S6S6S7S4、S5S7S6S8、S9S8S2S7、S9S9無(wú)S7、S8故障判斷模塊，用于對(duì)存在共輸電線相鄰關(guān)系的智能體的極性輸出進(jìn)行邏輯計(jì)算，判斷共輸電線相鄰關(guān)系的智能體之間的輸電線上是否存在故障，對(duì)存在共母線相鄰關(guān)系的智能體的極性輸出進(jìn)行邏輯計(jì)算，判斷共母線相鄰關(guān)系的智能體之間的母線上是否發(fā)生故障，并依據(jù)故障判斷結(jié)果對(duì)基礎(chǔ)層的對(duì)應(yīng)智能體發(fā)送關(guān)斷對(duì)應(yīng)斷路器的指令信號(hào)。本實(shí)施方式中，對(duì)來(lái)自智能體位置關(guān)系判斷模塊中的信息進(jìn)行分類儲(chǔ)存，記錄下每個(gè)智能體及與其存在共母線相鄰關(guān)系以及共輸電線相鄰關(guān)系的智能體編號(hào)，且編號(hào)一一對(duì)應(yīng)。對(duì)存在共輸電線相鄰關(guān)系的智能體的極性輸出進(jìn)行邏輯計(jì)算，判斷共輸電線相鄰關(guān)系的智能體之間的輸電線上是否存在故障，對(duì)存在共母線相鄰關(guān)系的智能體的極性輸出進(jìn)行邏輯計(jì)算，判斷共母線相鄰關(guān)系的智能體之間的母線上是否發(fā)生故障的具體過(guò)程如下所示：本實(shí)施方式中，根據(jù)圖2所示的有多分布式電源接入的多端供電網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)含分布式電源配電網(wǎng)中f點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，各智能體通過(guò)對(duì)所在點(diǎn)故障電流信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，變換及計(jì)算，最后各智能體的極性輸出結(jié)果如表2所示：表2各智能體的極性輸出結(jié)果智能體編號(hào)極性結(jié)果輸出S1k1＝1S2k2＝0S3k3＝0S4k4＝1S5k5＝1S6k6＝0S7k7＝1S8k8＝0S9k9＝1對(duì)存在共輸電線相鄰關(guān)系的智能體之間的輸電線進(jìn)行有無(wú)故障發(fā)生的判斷方法如下：對(duì)存在共輸電線相鄰關(guān)系的第i號(hào)智能體與j′號(hào)智能體的極性輸出進(jìn)行同或邏輯運(yùn)算，得到智能體極性比較值ki，j′如式(8)所示：其中，ki為第i號(hào)智能體的極性輸出，kj″為第j′號(hào)智能體的極性輸出，為同或邏輯運(yùn)算符。若ki，j″為1，表示第i號(hào)智能體與j′號(hào)智能體極性輸出結(jié)果相同，則第i號(hào)智能體與j′號(hào)智能體之間的輸電線上存在故障，若ki，j′為0，表示第i號(hào)智能體與j′號(hào)智能體極性輸出結(jié)果不同，則第i號(hào)智能體與j′號(hào)智能體之間的輸電線上未發(fā)生故障或者區(qū)外故障。對(duì)存在共母線相鄰關(guān)系的智能體的母線上有無(wú)故障發(fā)生的判斷方法如下：首先對(duì)存在共母線相鄰關(guān)系的智能體的極性輸出兩兩進(jìn)行同或邏輯運(yùn)算，再對(duì)同或邏輯運(yùn)算后所得的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行與邏輯運(yùn)算，得到第x號(hào)母線上各智能體極性綜合比較值kBus_x如式(9)所示：其中，&為與邏輯運(yùn)算符，{1≤x≤n′|x∈Z}，m′為與x號(hào)母線直接相連的智能體個(gè)數(shù)，n′為含分布式電源配電網(wǎng)的母線個(gè)數(shù)，{1≤i＜m|i∈Z}，m為網(wǎng)絡(luò)中智能體的個(gè)數(shù)。若kBus_x＝1，表示與x號(hào)母線相連接的所有智能體極性輸出相同，則x號(hào)母線上發(fā)生故障，此時(shí)需發(fā)指令命其對(duì)應(yīng)斷路器動(dòng)作，若kBus_x＝0，表示與x號(hào)母線相連接的智能體中存在某一個(gè)或幾個(gè)智能體極性輸出與其他智能體不同，則x號(hào)母線上未發(fā)生故障或者區(qū)外故障。本實(shí)施方式中，在已知各智能體相鄰位置關(guān)系和各智能體極性輸出的基礎(chǔ)上，對(duì)具有共輸電線相鄰關(guān)系的智能體和具有共母線相鄰關(guān)系的智能體進(jìn)行極性比較，分別計(jì)算出智能體極性比較值ki，j′和第x號(hào)母線上各智能體極性綜合比較值kBus_x，并依據(jù)ki，j′和kBusX的結(jié)果確定故障區(qū)段，在如圖2所示的含分布式電源配電網(wǎng)系統(tǒng)中，ki，j′和kBusX的計(jì)算結(jié)果如表3所示：表3ki，j′和kBusX的計(jì)算結(jié)果確定故障發(fā)生在智能體2、3之間后，立即向相應(yīng)智能體發(fā)送斷開(kāi)對(duì)應(yīng)斷路器的指令信號(hào)，智能體在接收到相應(yīng)指令信號(hào)后向相應(yīng)斷路器發(fā)送跳閘指令，迅速切除該區(qū)段，隔離故障。采用基于多智能體的含分布式電源配電網(wǎng)保護(hù)控制系統(tǒng)的含分布式電源配電網(wǎng)保護(hù)控制方法，如圖5所示，包括以下步驟：S1：通過(guò)基礎(chǔ)層的各智能體采集含分布式電源配電網(wǎng)的各安裝點(diǎn)處的故障電流信號(hào)、對(duì)應(yīng)斷路器的開(kāi)關(guān)狀態(tài)、以及對(duì)應(yīng)的智能體的位置信息。S2：通過(guò)基礎(chǔ)層的各智能體對(duì)檢測(cè)到的故障電流信號(hào)進(jìn)行相模變換及小波變換，得到所測(cè)故障電流信號(hào)的暫態(tài)高頻分量。S3：通過(guò)基礎(chǔ)層的各智能體根據(jù)所測(cè)故障電流信號(hào)的暫態(tài)高頻分量計(jì)算出所測(cè)故障電流信號(hào)的暫態(tài)高頻分量的極性，得出其極性輸出。S31：提取所測(cè)故障電流信號(hào)的暫態(tài)高頻分量i的第一個(gè)峰值imax1及其對(duì)應(yīng)的時(shí)間值t。S32：計(jì)算所測(cè)故障電流信號(hào)的暫態(tài)高頻分量的極性值k，即故障電流信號(hào)的暫態(tài)高頻分量i的第一個(gè)峰值imax1與其對(duì)應(yīng)的時(shí)間值t的比值。S33：根據(jù)所測(cè)故障電流信號(hào)的暫態(tài)高頻分量的極性值k確定所測(cè)故障電流信號(hào)的暫態(tài)高頻分量的極性，即當(dāng)k＞0時(shí)，所測(cè)故障電流信號(hào)的暫態(tài)高頻分量的極性為正，極性輸出為1，當(dāng)k＜0時(shí)，所測(cè)故障電流信號(hào)的暫態(tài)高頻分量的極性為負(fù)，極性輸出為0。S4：通過(guò)基礎(chǔ)層的各智能體將對(duì)應(yīng)智能體的位置信息和極性輸出傳送至決策層。S5：通過(guò)決策層的信息集中處理器根據(jù)各智能體的位置信息確定智能體關(guān)系矩陣R，并確定出存在共輸電線相鄰關(guān)系的智能體和存在共母線相鄰關(guān)系的智能體。S51：根據(jù)各智能體的位置信息將含分布式電源配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換成開(kāi)關(guān)-支路矩陣C。S52：根據(jù)開(kāi)關(guān)-支路矩陣C確定體現(xiàn)含分布式電源配電網(wǎng)中各智能體間相鄰關(guān)系的智能體關(guān)系矩陣R＝CCT，其中，CT為開(kāi)關(guān)-支路矩陣C的轉(zhuǎn)置。S53：沿著兩條搜索路徑對(duì)智能體關(guān)系矩陣R進(jìn)行拆分，確定出所有存在共輸電線相鄰關(guān)系的智能體和所有存在共母線相鄰關(guān)系的智能體。S6：通過(guò)決策層的信息集中處理器對(duì)存在共輸電線相鄰關(guān)系的智能體的極性輸出進(jìn)行邏輯計(jì)算，判斷共輸電線相鄰關(guān)系的智能體之間的輸電線上是否發(fā)生故障，對(duì)存在共母線相鄰關(guān)系的智能體的極性輸出進(jìn)行邏輯計(jì)算，判斷共母線相鄰關(guān)系的智能體之間的母線上是否發(fā)生故障，并根據(jù)故障判斷結(jié)果對(duì)基礎(chǔ)層的對(duì)應(yīng)智能體發(fā)送關(guān)斷對(duì)應(yīng)斷路器的指令信號(hào)。S61：對(duì)存在共輸電線相鄰關(guān)系的第i號(hào)智能體與j′號(hào)智能體的極性輸出進(jìn)行同或邏輯運(yùn)算，得到智能體極性比較值ki，j′如式(8)所示。S62：若ki，j′為1，則第i號(hào)智能體與j′號(hào)智能體之間的輸電線上存在故障，若ki，j′為0，則第i號(hào)智能體與j′號(hào)智能體之間的輸電線上未發(fā)生故障或者區(qū)外故障。S63：首先對(duì)存在共母線相鄰關(guān)系的智能體的極性輸出兩兩進(jìn)行同或邏輯運(yùn)算，再對(duì)同或邏輯運(yùn)算后所得的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行與邏輯運(yùn)算，得到第x號(hào)母線上各智能體極性綜合比較值kBus_x如式(9)所示。S64：若kBus_x＝1，則x號(hào)母線上發(fā)生故障，若kBus_x＝0，則x號(hào)母線上未發(fā)生故障或者區(qū)外故障。S65：根據(jù)故障判斷結(jié)果對(duì)基礎(chǔ)層的對(duì)應(yīng)智能體發(fā)送關(guān)斷對(duì)應(yīng)斷路器的指令信號(hào)。S7：通過(guò)基礎(chǔ)層的各智能體在得到?jīng)Q策層的關(guān)斷對(duì)應(yīng)斷路器的指令信號(hào)時(shí)，發(fā)送跳閘指令至對(duì)應(yīng)斷路器，使其關(guān)斷。本發(fā)明能夠快速應(yīng)對(duì)含分布式電源配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的變化，由于分布式電源的投入或退出，網(wǎng)絡(luò)的故障或檢修，本發(fā)明均能依據(jù)智能體檢測(cè)到的最新信息以及安全快速可靠的通訊網(wǎng)絡(luò)，形成最新的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，及時(shí)確定各智能體之間的相鄰關(guān)系，這些均能通過(guò)軟件快速自動(dòng)完成，同時(shí)，利用小波變換技術(shù)，徹底的消除了因分布式電源接入而給故障電流帶來(lái)的負(fù)面影響。更夠較好的實(shí)現(xiàn)對(duì)含分布式電源配電網(wǎng)的保護(hù)作用。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3