一種將微電網多代理控制映射到iec61850-goose的方法
【專利摘要】本發明公開了一種將微電網多代理控制映射到IEC61850-GOOSE的方法，包括兩個部分：數據模型映射部分和通信服務映射部分，數據模型映射部分又包括兩種機制：微電網內Agent建立機制、基于代理通信語言和IEC61850的子代理信息建模機制。通信服務映射部分也包括兩種機制：基于代理通信語言的GOOSE狀態機建立機制、GOOSE報文處理流程設定機制。本發明充分考慮微電網內的代理特性和IEC61850信息模型特性，映射后建立的微電網功能代理及其通信規則使得微電網能夠滿足不斷涌現的新需求，有利于建立高效、有序的競爭和協商體系，能在更大的范圍內與站外系統和設備交互操作，共同完成微電網的分布式交互功能。
【專利說明】—種將微電網多代理控制映射到IEC61850-G00SE的方法
[0001]
【技術領域】
[0002]本發明屬于微電網【技術領域】，涉及一種將微電網中的多代理控制映射到IEC61850-G00SE 的方法。
【背景技術】
[0003]隨著分布式發電技術的發展，傳統的集中式智能控制方法由于缺乏靈活性和可擴展性已難以適應分布式電源的快速增長。微電網是一種將分布式電源、儲能裝置、可控負荷等單元結合在一起的新型電網形式，其運行方式分為并網和孤島2種穩態運行模式，以及由聯網到孤島模式切換、由孤島到聯網模式切換2種暫態運行模式。微電網中海量的控制數據、分布式特性以及多變的控制方式增加了其調度的難度。
[0004]多代理系統(Mult1-agent System，MAS)具有良好的集中-分散特性，在微電網管理和控制等多個領域受到關注。代理(Agent)是MAS的基本組成元素,各Agent的活動是相互獨立和自治的，不受其它Agent限制，各Agent的目標、矛盾和沖突通過競爭或協商解決。MAS將大而復雜的系統劃分成小的、彼此相互通信及協調的、易于管理的子系統，并建立子系統對應的Agent。在此模式下，以往需要整個系統集中完成的任務，可以通過幾個子系統代理來完成。Agent之間利用代理通信語言(Agent Communication Language, ACL)相互通信。ACL使各Agent間能夠相互感知當前狀態，即為Agent之間的信息交換提供了方法，也為實現Agent對微電網信息模型的表達提供了技術手段。
[0005]因此，為了提`高分布式電源之間、微電網之間的協調控制，可以將MAS引入微電網的控制之中。目前，MAS在微電網中的應用研究已取得不少成果，但大部分研究只提出了基于MAS的微電網框架，并未涉及具體的Agent協商過程，Agent之間的通信機制和通信語言也較為模糊。
[0006]另外，微電網中不同廠商設備之間存在顯著差異，通信信息內容、組織和交互方式也無統一規范。IEC61850是基于通用網絡通信平臺的變電站自動化系統的唯一國際標準。引入IEC61850標準為不同微電網內智能電子設備(IED)之間實現互操作性和系統無縫集成提供了途徑。IEC61850的核心內容包括:采用面向對象建模技術建模；為實現應用與通信分離，采用抽象通信服務接口映射到具體通信協議棧；基于擴展標識語言(XML)的變電站配置語言(SCL)對系統和智能設備進行配置。其中，利用面向對象的統一建模技術和獨立于網絡結構的抽象通信服務接口對實際IED進行建模是IEC61850標準應用的關鍵。
[0007]本發明提出了一種將微電網多代理控制映射到IEC61850-G00SE(面向通用對象的變電站事件)的方法，采用GOOSE作為微電網內Agent之間的通信實現方式，將Agent特性以及ACL融合進IEC61850標準體系，提高了微電網內Agent的互操作性，為微電網分層控制的實現提供了前提。映射后的Agent通過感知當地信息，經過相互競爭和協商，試圖使自己的利潤最大化，更易得出能夠促使微電網系統趨于全局最優的解決方案。
【發明內容】

[0008]本發明所要解決的技術問題:提供一種將微電網多代理控制映射到IEC61850-G00SE的方法，實現代理間高效、有序的信息交互。
[0009]為解決上述技術問題，本發明提供一種將微電網多代理控制映射到IEC61850-G00SE的方法，其特征在于:包括數據模型映射和通信服務映射，所述數據模型映射包括:建立微電網內代理、基于代理通信語言和IEC61850的子代理信息建模；通信服務映射包括:建立基于代理通信語言的GOOSE狀態機、設定GOOSE報文處理流程；
1)建立微電網內代理，包括以下步驟:
(11)建立微電網內單個邏輯設備或邏輯設備集合對應的代理:把IEC61850標準與多代理系統結合起來，將微電網相對獨立的功能構造成對應的代理；
(12)建立各代理內的子代理:每個代理內的子代理包括內部節點子代理集合和外部節點子代理，內部節點子代理集合包括兩個子代理:自治子代理和反應子代理，自治子代理基于本地信息實施自治控制，用于實現代理的自治性，維持代理本身的正常運行和接入點的穩定；反應子代理用于實現代理的反應性，根據代理自身特點和運行狀況，對運行方式進行簡單的自我決策，調整控制指令和參數，實現更合理、更高效、更經濟的運行；外部節點子代理用于實現代理的社會性和主動性，借助與其它代理間的信息交互，自主進行協調配合，以完成微電網的分布式控制功能；
(13)根據各子代理功能劃分邏輯節點集合:不同功能的邏輯節點的分類聚集構成各類子代理，若邏輯節點未包含部分微電網功能單元，則按照IEC61850-7-4標準中有關自定義邏輯節點的規范，針對微電網功能單元的基本特征，以及微電網內多代理控制的基本要求新建邏輯節點；
2)基于代理通信語言和IEC61850的子代理信息建模:
通過代理通信語言ACL中performative、sender等參數,利用IEC61850定義的信息模型作為微電網中各Agent通信的信息載體，將代理通信語言ACL融合入到邏輯節點中，生成全新自定義的外部節點子代理模型EXAG屬性，實現數據模型映射；每個外部節點子代理模型包括8個數據對象:模式、性能、健康狀況和銘牌、代理通信行為類型、代理通信參與者、代理通信內容、代理對話控制；
3)建立基于代理通信語言的GOOSE狀態機:
通過代理通信語言建立代理間通信所需要的狀態機，根據代理通信語言中的唯一強制參數Performative (行為類型)在GOOSE報文中的屬性值確定接收報文和響應報文的通信行為；
4)建立GOOSE處理流程:設置報文發送流程和報文接受流程，針對已接收完畢的GOOSE報文，設定其主體內容的處理流程，實現微電網內功能代理間協調有序、快速高效的協商，有利于實現微電網的分布式協調控制功能。
[0010]在所述步驟2)中，將代理通信語言ACL融合到邏輯節點中包括以下步驟:(21)將代理通信行為類型AgentPerformative、代理通信參與者AgentParticipants、代理通信內容AgentOntology、代理對話控制AgentConversation定義為邏輯節點的數據對象；
(22)將代理通信語言ACL所包含的信息定義為各個數據對象的數據屬性； (23)定義各個數據對象的公共數據類、屬性類型及功能約束。
[0011]本發明所達到的有益效果:
本發明與現有技術相比，具有以下優點:
(I)關于多代理控制在微電網內應用的傳統研究，大多只給出了大體框架，本發明具體提出了將微電網多代理控制映射到IEC61850-G00SE的方法，給出了詳細的映射步驟。映射后建立的微電網功能代理及其通信規則使得微電網能夠滿足不斷涌現的新需求，能夠順應整個微電網的發展潮流，能在更大的范圍內與站外系統和設備交互操作，共同完成微電網的分布式控制功能。
[0012](2)本發明提出將IEC61850標準中的邏輯設備或者其集合看作代理，實現了多代理體系和IEC61850體系的對應；并給出了構造代理的具體方法，解決了 IEC61850標準分散功能的統一管理問題。依據本發明建立的微電網多層代理具有典型特性，能夠自治地執行本地功能,可通過代理間的相互協作,完成微電網系統的各種功能。
[0013](3)本發明提出了基于代理通信語言和IEC61850標準的子代理模型，該模型充分利用了代理特性和IEC61850特性，封裝了標準化的邏輯節點模型，為代理間高效、有序的通信提供了實現前提，使得微電網內的代理變得更加智能化。采用這種方法，不僅能有效管理微電網邏輯節點和邏輯設備，還能降低微電網多代理控制映射到IEC61850-G00SE的復雜度。
[0014](4)本發明運用GOOSE通信服務作為代理間的通信實現方式，建立了基于代理通信語言的GOOSE狀態機，將原本簡單的GOOSE廣播或組播機制修改為具有應答、討論機制的多代理控制。這樣既快速又節省資源，有利于在微電網內實現更加詳細的代理交互機制。借助具體的通信規則，微電網內代理之間經過相互競爭和協商后，更易得出趨于全局最優的解決方案，能夠更迅速地完成微電網的本地功能和分布式功能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是將微電網多代理控制映射到IEC61850-G00SE的方法示意圖；
圖2是建立的微電網內代理多層結構示意圖；
圖3基于代理通信語言和IEC61850標準建立的子代理信息模型示意圖；
圖4是枚舉型數據屬性peformative值域定義圖；
圖5是枚舉型數據屬性ontology值域定義圖；
圖6是基于代理通彳目語目的GOOSE狀態機不意圖；
圖7是GOOSE報文發送流程圖；
圖8是GOOSE報文接受流程圖；
圖9是GOOSE報文處理流程圖；
圖10是微電網并網聯絡線功率管理實驗中Agent之間的GOOSE傳送示意圖。
【具體實施方式】
[0016]本發明提出的一種將微電網多代理控制映射到IEC61850-G00SE的方法包括兩個部分:數據模型映射和通信服務映射，如圖1所示。
[0017](一)數據模型映射 數據模型映射部分主要完成將微電網內多代理典型特性與ACL映射到IEC61850的功能，包括以下機制:微電網內Agent建立機制、基于ACL和IEC61850的子代理信息建模機制。
[0018]1.微電網內Agent建立:
多代理系統將復雜問題分解，并交由基本組成單元Agent實現。Agent具有自治性、反應性、社會性和主動性四種典型特性。各Agent具有獨立完成任務及與其他Agent通信協作的能力，能夠獨立解決問題域中的子問題，彼此間依賴性和耦合度低，增強了系統的魯棒性。因此，多代理系統特別適合應用于微電網的分布式控制之中。
[0019]作為IEC61850標準中最小功能單位的邏輯節點(LN)，其粒度太細，所代表的功能往往不足以構成能夠自治的Agent。因此本發明將IEC61850標準與多代理系統結合起來，提供一種以微電網相對獨立功能構造Agent的方法，以解決IEC61850標準內分散功能的統
一管理問題。
[0020]本發明把IEC61850標準中單個邏輯設備(LD)或多個LN的集合看成Agent，統一稱為LD Agent,后文簡稱為Agent。每個Agent中包含多個子代理,各個子代理包含完成功能所需的LN集合。這樣建立的每個Agent將會具有典型特性，可自治地執行本地功能,并通過Agent間的相互協作，完成微電網系統的各種功能。基于代理典型特性的Agent建立方法如下:
(1)建立各LN或LN集合對應的Agent:如微型燃氣輪機代理MT_Agent、并網聯絡線代理CX_Agent、負荷代理LA_Agent、風力發電代理WT_Agent、光伏發電代理PV_Agent等；
(2)建立各Agent內的子代理:每個Agent內的子代理由內部節點子代理集合I_Agent和外部節點子代理0_Agent組成。I_Agent又包含兩個子代理:自治子代理I_Agentl和反應子代理I_Agent2 ；
I_Agentl基于本地信息實施自治控制，用于實現Agent的自治性,維持Agent本身的正常運行和接入點的穩定。I_Agent2用于實現Agent的反應性,根據Agent自身特點和運行狀況，對運行方式進行簡單的自我決策，調整控制指令和參數，實現更合理、更高效、更經濟的運行。0_Agent用于實現Agent的社會性和主動性，借助與其它Agent間的信息交互，在系統運行模式變化、分布式電源/負荷接入或退出、發電量/負荷波動以及故障等情況下自主進行協調配合，以完成微電網的分布式控制功能。
[0021](3)根據各子代理功能劃分LN集合:不同功能LN的分類聚集構成各類子代理。另夕卜，本發明按照IEC61850-7-4標準中有關自定義邏輯節點的規范，針對負荷、并網聯絡線的基本特征，以及按照微電網內多代理控制的基本要求新建了有關邏輯節點。
[0022]微電網內的Agent分層結構如圖2所示。以PV_Agent為例說明，其I_Agentl由光伏發電單元的基本LN組成，包括LLNO (邏輯設備公共數據)、LPHD (物理設備公共數據)、DPVM (光伏模塊額定參數)、DPVA (光伏陣列特性)、DTRC (跟隨控制器)、STMP (溫度)等LN，維持PV_Agent正常發電；其I_Agent2由光伏發電的電連接點(ECP)和逆變控制等功能單元的LN組成，包括XCBR (斷路器)、CSWI (開關控制器)、MMDC (直流電氣測量)、MMXU (交流電氣測量)、ZINV (逆變器)等LN，實現PV_Agent的主動接入、退出及逆變并網等功能。0_Agent由Agent內新增的I個用于專用存放ACL的協調控制邏輯節點(EXAG)充當。
[0023]2.基于代理通信語言ACL和IEC61850的子代理信息建模ACL 是 FIPA (Foundation for Intelligent Physical Agents)定義的、基于語言行為理論的Agent通信語言。一條ACL包括通信性質、發送者、接收者、消息內容、本體等13項基本元素。
[0024]本發明將ACL信息融合進協調控制邏輯節點EXAG，并在每個Agent內建立結構相同的EXAG，為不同Agent之間的通信協商提供基礎。基于ACL和IEC61850標準建立的EXAG信息模型，如圖3所示。
[0025]EXAG模型包含8個數據對象:Mod (模式)、Beh (性能)、Health (健康狀況)和NamPlt (銘牌)、AgentPerformative (代理通信行為類型)、AgentParticipants (代理通信參與者)、AgentOntology (代理通信內容)、AgentConversation (代理對話控制)。Mod、Beh、Health和NamPlt是每個LN必須包含的數據，用以代表LN的公共信息，其對應的公共數據類(⑶C)分別為INC (可控的整數狀態)、INS (整數狀態)、INS、LPL (邏輯節點銘牌)。
[0026]AgentPerformative定義了 Agent間的交際行為和言語行為類型,用以體現信息發送Agent的基本態度，通過此參數對信息進行分類確保了接收Agent和發送Agent對信息含義理解的一致，是Agent智能性的體現。其對應的⑶C為A⑶(方向保護激活信息)，包括I個數據屬性performative (行為類型)。performative為枚舉類型(ENUMERATED),功能約束為ST (狀態信息)，是ACL中的唯一強制參數，具有22個枚舉值。每一個枚舉值對應特定的Agent通信行為，具體值域定義如圖4所示。
[0027]AgentParticipants代表參與通信的Agent,對應的Q)C為SPS,包含三個數據屬性:sender (報文發送者)、receiver (報文接收者)、reply-to (指定的回復報文接收者)，用于解決報文的指向性問題。sender、receiver和r印ly-to都為VISBLE STRING25 (字符串)類型，功能約束都為ST。
[0028]AgentOntology代表Agent間的通信內容，負責解釋此次報文的功能,對應的Q)C為MV (測量值)，具有兩個數據屬性:ontology和instMag。ontology表示控制命令，為枚舉類型，功能約束為MX (模擬值)，具有7個枚舉值，每一個枚舉值對應特定的微電網控制命令，枚舉值O用于補充未納入的控制命令,具體值域定義見圖5 ;instMag用以對ontology進行補充說明，為FL0AT32 (浮點型)類型，功能約束為EX (擴展定義)。
[0029]AgentConversation代表Agent的對話控制，對應的Q)C為INS,具有4個數據屬性:id (會話地址)、reply-with (報文回復)、in-reply-to (報文性質)和reply-by (回復時間)，其對應的功能約束分別為ST、EX、EX和ST。其中id為INT32 (整數型)類型，用于識別兩個Agent間不同會話報文，使得Agent可查詢會話歷史記錄，該參數的值全局唯一；reply-with為VISBLE STRING25類型，用于判別報文是否需要回復；in-reply-to為VISBLESTRING25類型，用于判別報文性質；i^ply-by為INT32 (整數型)類型，用于判別報文的回復時間。
[0030]如上所述，本發明通過ACL中performative、sender等參數，利用IEC61850定義的信息模型作為微電網中各Agent通信的信息載體，將ACL融合入到邏輯節點中，生成全新自定義的子代理信息模型EXAG屬性，實現了數據模型映射。
`[0031]本發明提出的數據模型映射與原有應用于微電網中的IEC61850標準相兼容,可實現對原有系統的無縫接入。即便微電網中存在不按本發明中所述方法建模的其它傳統設備，也能實現傳統設備與映射后的多代理系統之間的互操作。基于IEC61850和ACL建立的子代理信息模型為通信服務映射提供了實現前提。
[0032](二)通信服務映射
本發明采用GOOSE (面向通用對象的變電站事件)作為微電網內Agent之間的通信實現方式，所提出的通信服務映射部分主要完成將ACL映射進GOOSE的功能，包括以下步驟:建立基于ACL的GOOSE狀態機和設定GOOSE報文處理流程。
[0033]1.建立基于ACL的GOOSE狀態機
為了保證Agent間高效、有序的信息交互，本發明建立了 Agent之間通信所需要的GOOSE狀態機，如圖6所示。
[0034]狀態機設定了 Agent利用GOOSE通信時所產生的交互信息的處理機制。Performative作為ACL中的唯一強制參數，Agent根據其在GOOSE報文中的屬性值得知所接收報文的通信行為。根據接受報文的通信性質，Agent組織回復報文時可確定回復報文的通信性質。
[0035]如Performative屬性值為Inform的GOOSE報文(簡稱Inform報文,后文及附圖中相同)用于應答 Inform、Inform Ref、Subscribe、Query If>Query Ref 報文；Failure 報文用于應答Call for Proposal報文，也可應答Inform報文。Agree報文用于應答Request、Request When、Request Whenever 報文。Refuse 報文也可用于應答 Agree、Request 報文。Propose用于應答Reject Proposal、Accept Proposal報文。對于Propagate、Proxy、InformIf報文，此類屬性報文不需回復；Agent若不明白所接受報文，可組織Not Understood報文發出質疑；屬性為Disconfirm、Confirm、Cancel的報文可對Agent發布端所發報文作出進一步解釋，告訴Agent接收端上條報文決策的正確與否或取消執行上條報文中的控制命令。
[0036]2.建立G00SE處理流程
(I)GOOSE報文發送流程
采用G00SE通信的Agent模型信息收發基于發布/訂閱機制，可利用多路組播服務向多個Agent傳輸信息。發布方Agent根據實際應用需求把需要發送的功能約束數據和功能約束數據屬性組織在一起形成G00SE數據集。數據集中的各個成員取自數據模型EXAG。數據集中的數據值更新后被寫入發送緩沖區，然后根據G00SE控制塊(GoCB)規定的通信要求傳輸G00SE報文。如圖7所示。
[0037](2 ) G00SE報文接受流程
訂閱方Agent根據發布方的組播地址成功訂閱G00SE報文后，從其他Agent處接收所需要的G00SE信息，并暫存于接收緩沖區，訂閱方Agent獲取緩沖區報文，并傳給上層應用進行BER解碼，然后對G00SE信息進行相應處理。具體流程如圖8所示。
[0038](3 ) G00SE報文處理流程
Agent端的G00SE接受流程配置完畢后，本發明建立了 G00SE報文處理流程。在G00SE報文處理流程中，特別設定報文中應用協議數據單元(APDU)內allData (G00SE報文主體內容)的處理流程。Agent針對解碼后的G00SE報文后，根據圖9提取控制命令信息。首先進入步驟I)。
[0039]步驟I)判定是否本Agent所應接收報文，如若是則進入步驟2)；
步驟2)辨別同一時刻Agent接收的多重對話和對應報文的回復時間，Agent在同一段時間內可能參與微電網內多個優化方案的協商制定，此時通過id保證多個協商會話的正確進行，確定會話id和回復時間后，進入步驟3)；
id維護:一個多代理事件所產生的GOOSE會話群對應同一個id，id初始值為1，每產生I次多代理事件，id加I ;計滿4294967295后，id復歸I ;
步驟3)判定此報文是Agent主動發出的報文還是用于回復其他Agent請求的響應報文，若是主動發出報文則進入步驟4)，若是響應報文則進入步驟11 )，第一種情況，進入步驟4)后:
步驟4)判定報文通信行為，以運用之前所設定的GOOSE狀態機，進入步驟5)；
步驟5)提取出此次報文的具體控制命令，Agent根據控制命令進行決策后進入步驟
6)；
步驟6) Agent進行決策后得出解決方案，進入步驟7)；
步驟7)判定此報文是否需要回復，若不需要回復，信息處理流程結束，若需回復，進入步驟8);
步驟8)判定報文是否需要回復至指定Agent，若需要，則組織GOOSE報文通知指定Agent ;若不需要，則只回復給報文發送Agent ；
第二種情況，進入步驟11)后:
步驟11)、12)與步驟4)、5)過程相同，由于此時Agent所接受的報文是發送Agent對某種解決方案的回應，若發送Agent同意建議方案則直接進入步驟7);若發送Agent不同意建議方案，則進入步驟13)；
步驟13)制定新的解決方案，方案完成后也進入步驟7)。
[0040]GOOSE報文處理流程建立了微電網內功能代理之間協調有序、快速高效的協商環境，是實現微電網多代理控制映射到IEC61850標準不可缺少的步驟，有利于實現微電網的分布式協調控制功能。
[0041]由此可見，根據本發明提出的通信服務映射方法，將微電網內原本簡單的GOOSE廣播或組播機制修改為具有應答和討論機制的多代理控制，由此實現了微電網多代理控制到 IEC61850-G00SE 的映射。
[0042]
以并網聯絡線功率管理實驗為例，展示微電網多代理控制事情過程中Agent間的GOOSE報文傳送情況，如圖10所示。并網下并網聯絡線輸入功率突變，CX_Agent檢測到功率變化，與其他Agent協商，完成微電網多代理控制功能。
[0043]l)CX_Agent監測到并網流入突增功率超過微電網系統容量的20%，此時CX_Agent發揮主動性，獲得令牌，成為當次主導Agent,負責此次能量調度。CX_Agent向其他Agent發出GOOSE報文,通知(Inform)其他Agent自身情況,希望解決問題；
2)MT_Agent接受并解析報文，利用反應性進行決策后，回復報文通知(Inform)其他Agent表示自己有能力參加此次能量調度；
3)LA_Agent接受并解析報文，利用反應性進行決策后，回復報文通知(Inform)其他Agent表示自己有能力參加此次能量調度；
4)WT_Agent接受并解析報文,利用反應性進行決策后,通知(Failure)其他Agent自己處于MPPT (最大功率跟蹤)模式，沒有解決問題的能力，此次后續能量調度不再參加； 5)PV_Agent接受并解析報文,利用反應性進行決策后,通知(Failure)其他Agent自己處于MPPT模式，沒有解決問題的能力，此次后續能量調度不再參加；
6)LA_Agent向MT_Agent發出請求(Query If ),詢問是否能增加出力；
7)MT_Agent回復(Inform)結果描述，并處理；
8)第一種實驗情況下，MT_Agent利用自治性和反應性決策后，增加其自身出力，直到突增功率限制在20%以內。CX_Agent監測到能量調度完后通知(Propagate) LA_Agent處理結果，并希望它轉告MT_Agent，微電網并網聯絡線管理實驗完成。
[0044]9)第二種實驗情況下,CX_Agent告知MT_Agent沒有增加足夠出力，希望其與LA_Agent繼續協商；
10)MT_Agent 提議(Propose) LA_Agent 切負荷；
11)LA-Agent同意(Agree Propose) MT_Agent的請求,利用自治性和反應性決策后做出切負荷策略。
[0045]12)CX-Agent通知(Propagate )LA_Agent能量調度成功，并希望它轉告結果給MT_Agent;
13)能量調度結束后，LA_Agent發揮主動性,請求(Request)CX-Agent給予令牌，以繼續對可控負荷進行投切；
14)CX-Agent同意(Agree)請求，LA-Agent獲得令牌,實驗完成。
[0046]第二種實驗情況下Agent利用社會性實現了三次協商:確定參加調度的Agent和初步調度方案、確定第二次調度方案、轉換控制令牌；利用主動性領導了此次能量管理調度；利用自治性和反應性實施了三次自身決策:能量調度能力評估、增加出力、切負荷。本發明建立的微電網Agent利用自身特性，通過不同控制方式的轉換使用，實現了基于多代理和G00SE的微電網分布式控制。
【權利要求】
1.一種將微電網多代理控制映射到IEC61850-G00SE的方法，其特征在于:包括數據模型映射和通信服務映射，所述數據模型映射包括:建立微電網內代理、基于代理通信語言和IEC61850的子代理信息建模；通信服務映射包括:建立基于代理通信語言的GOOSE狀態機、設定GOOSE報文處理流程； .1)建立微電網內代理，包括以下步驟: (11)建立微電網內單個邏輯設備或邏輯設備集合對應的代理:把IEC61850標準與多代理系統結合起來，將微電網相對獨立的功能構造成對應的代理； (12)建立各代理內的子代理:每個代理內的子代理包括內部節點子代理集合和外部節點子代理，內部節點子代理集合包括兩個子代理:自治子代理和反應子代理，自治子代理基于本地信息實施自治控制，用于實現代理的自治性，維持代理本身的正常運行和接入點的穩定；反應子代理用于實現代理的反應性，根據代理自身特點和運行狀況，對運行方式進行簡單的自我決策，調整控制指令和參數，實現更合理、更高效、更經濟的運行；外部節點子代理用于實現代理的社會性和主動性，借助與其它代理間的信息交互，自主進行協調配合，以完成微電網的分布式控制功能； (13)根據各子代理功能劃分邏輯節點集合:不同功能的邏輯節點的分類聚集構成各類子代理，若邏輯節點未包含部分微電網功能單元，則按照IEC61850-7-4標準中有關自定義邏輯節點的規范，針對微電網功能單元的基本特征，以及微電網內多代理控制的基本要求新建邏輯節點； .2)基于代理通信語言和IEC61850的子代理信息建模: 通過代理通信語言ACL中參數，利用IEC61850定義的信息模型作為微電網中各Agent通信的信息載體，將代理通信語言ACL融合到邏輯節點中，生成全新自定義的EXAG屬性，實現數據模型映射； . 3)建立基于代理通信語言的GOOSE狀態機: 通過代理通信語言建立代理間通信所需要的狀態機，根據代理通信語言中的唯一強制參數Performative在GOOSE報文中的屬性值確定接收報文和響應報文的通信行為； .4)建立GOOSE處理流程:設置報文發送流程和報文接受流程，針對已接收完畢的GOOSE報文，設定其主體內容的處理流程，實現微電網內功能代理間的協商。
2.根據權利要求1所述的將微電網多代理控制映射到IEC61850-G00SE的方法，其特征在于:在所述步驟2)中，將代理通信語言ACL融合到邏輯節點中包括以下步驟:(21)將代理通信行為類型AgentPerformative、代理通信參與者AgentParticipants、代理通信內容AgentOntology、代理對話控制AgentConversation定義為邏輯節點的數據對象； (22)將代理通信語言ACL所包含的信息定義為各個數據對象的數據屬性； (23)定義各個數據對象的公共數據類、屬性類型及功能約束。
3.根據權利要求1所述的將微電網多代理控制映射到IEC61850-G00SE的方法，其特征在于:在所述步驟4)中，建立G00SE處理流程包括以下步驟: G00SE報文發送流程: 發布方Agent根據實際應用需求把需要發送的功能約束數據和功能約束數據屬性組織在一起形成G00SE數據集，數據集中的各個成員取自數據模型EXAG，數據集中的數據值更新后被寫入發送緩沖區，然后根據G00SE控制塊規定的通信要求傳輸G00SE報文；(2)GOOSE報文接受流程: 訂閱方Agent根據發布方的組播地址成功訂閱GOOSE報文后，從其他Agent處接收所需要的GOOSE信息，并暫存于接收緩沖區，訂閱方Agent獲取緩沖區報文，并傳給上層應用進行BER解碼，然后對GOOSE信息進行相應處理； (3)GOOSE報文處理流程: 步驟I)判定是否本Agent所應接收報文，如若是則進入步驟2)； 步驟2)辨別同一時刻Agent接收的多重對話和對應報文的回復時間，Agent在同一段時間內可能參與微電網內多個優化方案的協商制定，此時通過id保證多個協商會話的正確進行，確定會話id和回復時間后，進入步驟3)； d維護:一個多代理事件所產生的GOOSE會話群對應同一個id，id初始值為1，每產生I次多代理事件，id加I ;計滿4294967295后，id復歸I ; 步驟3)判定此報文是Agent主動發出的報文還是用于回復其他Agent請求的響應報文，若是主動發出報文則進入步驟4)，若是響應報文則進入步驟11)； 步驟4)判定報文通信行為，以運用之前所設定的GOOSE狀態機，進入步驟5)； 步驟5)提取出此次報文的具體控制命令，Agent根據控制命令進行決策后進入步驟6)； 步驟6) Agent進行決策后得出解決方案，進入步驟7)；` 步驟7)判定此報文是否需要回復，若不需要回復，信息處理流程結束，若需回復，進入步驟8)； 步驟8)判定報文是否需要回復至指定Agent，若需要，則組織GOOSE報文通知指定Agent ;若不需要，則只回復給報文發送Agent ； 步驟11)、12)與步驟4)、5)過程相同，由于此時Agent所接受的報文是發送Agent對某種解決方案的回應，若發送Agent同意建議方案則直接進入步驟7);若發送Agent不同意建議方案，則進入步驟13)； 步驟13)制定新的解決方案，方案完成后也進入步驟7)。
【文檔編號】H02J13/00GK103560581SQ201310494763
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月21日 優先權日:2013年10月21日
【發明者】竇曉波, 王李東, 孫純軍, 吳在軍, 胡敏強, 錢康, 王作民, 宗柳, 朱東升, 蘇麟, 巫懷軍 申請人:江蘇省電力設計院, 東南大學