本發(fā)明屬于含分布式電源配電網(wǎng)繼電保護
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)保護控制系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
：如今，隨著能源危機的持續(xù)加劇以及環(huán)境污染的加劇，以風(fēng)能和太陽能為主要能量來源的分布式發(fā)電技術(shù)得到了快速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，同時也使越來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)后的保護控制問題逐漸成為配電網(wǎng)面臨的重要挑戰(zhàn)之一。國內(nèi)外研究指出，由于分布式電源自身的靈活性，其接入點的不同將會改變傳統(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對依靠電流整定的傳統(tǒng)三段式保護造成影響，選擇性和靈敏性下降。與此同時，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行模式和控制策略的多樣性，造成其故障電流的大小和時間不同于傳統(tǒng)電源，這同樣給傳統(tǒng)保護的保護方案的確定增加了難度。針對有分布式電源接入的配電網(wǎng)，在保護控制方面，國內(nèi)外也展開了一系列的研究工作?，F(xiàn)在的主要方式還是對原配電網(wǎng)三段式保護進行相應(yīng)的改進。以故障后切斷分布式電源的供電為主要手段，如此一來，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)實現(xiàn)要素：針對現(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)的各安裝點處的故障電流信號、對應(yīng)斷路器的開關(guān)狀態(tài)、以及對應(yīng)的智能體的位置信息，對各安裝點處的故障電流信號進行處理得到各安裝點處的所測故障電流信號的暫態(tài)高頻分量的極性，將所測故障電流信號的暫態(tài)高頻分量的極性及其對應(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)斷對應(yīng)斷路器的指令信號時，發(fā)送跳閘指令，關(guān)斷對應(yīng)的斷路器；所述基礎(chǔ)層的各個智能體均包括：信號檢測模塊、信號變換模塊、智能體及支路位置檢測模塊、信號極性計算模塊和故障隔離模塊；所述信號檢測模塊，用于檢測其安裝點處的故障電流信號和對應(yīng)斷路器的開關(guān)狀態(tài)；所述智能體及支路位置檢測模塊，用于檢測智能體的位置信息，傳送至決策層；所述信號變換模塊，用于對檢測到的故障電流信號進行相模變換及小波變換，得到所測故障電流信號的暫態(tài)高頻分量；所述信號極性計算模塊，用于根據(jù)所測故障電流信號的暫態(tài)高頻分量計算出所測故障電流信號的暫態(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)斷對應(yīng)斷路器的指令信號時，發(fā)送跳閘指令，關(guān)斷對應(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故障電流信號的暫態(tài)高頻分量的極性及其對應(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)果對基礎(chǔ)層的對應(yīng)智能體發(fā)送關(guān)斷對應(yīng)斷路器的指令信號；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，用于對存在共輸電線相鄰關(guān)系的智能體的極性輸出進行邏輯計算，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，對存在共母線相鄰關(guān)系的智能體的極性輸出進行邏輯計算，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)果對基礎(chǔ)層的對應(yīng)智能體發(fā)送關(guān)斷對應(yīng)斷路器的指令信號；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)所測故障電流信號的暫態(tài)高頻分量計算出所測故障電流信號的暫態(tài)高頻分量的極性，得出其極性輸出的具體過程如下：提取所測故障電流信號的暫態(tài)高頻分量i的第一個峰值imax1及其對應(yīng)的時間值t；計算所測故障電流信號的暫態(tài)高頻分量的極性值k，即故障電流信號的暫態(tài)高頻分量i的第一個峰值imax1與其對應(yīng)的時間值t的比值；根據(jù)所測故障電流信號的暫態(tài)高頻分量的極性值k確定所測故障電流信號的暫態(tài)高頻分量的極性，即當(dāng)k＞0時，所測故障電流信號的暫態(tài)高頻分量的極性為正，極性輸出為1，當(dāng)k＜0時，所測故障電流信號的暫態(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)換成開關(guān)-支路矩陣C；根據(jù)開關(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為開關(guān)-支路矩陣C的轉(zhuǎn)置；沿著兩條搜索路徑對智能體關(guān)系矩陣R進行拆分，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)換成開關(guān)-支路矩陣C的具體過程如下：將含分布式電源配電網(wǎng)的每個智能體所在斷路器作為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械墓?jié)點，兩節(jié)點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)點和支路的關(guān)系，形成開關(guān)-支路矩陣C：其中，cij為第i號智能體與第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cij＝-1，當(dāng)智能體與輸電線支路之間無直接連接關(guān)系或通過母線與輸電線支路相連時cij＝0；所述沿著兩條搜索路徑對智能體關(guān)系矩陣R進行拆分，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程如下：確定存在共輸電線相鄰關(guān)系的智能體：對體現(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]進行搜索，若rij′≠0時，則第i號智能體和第j′號智能體之間存在共輸電線支路相鄰關(guān)系，若rij′＝0時，則第i號智能體和第j′號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號智能體與第j′號智能體之間的關(guān)系，{1≤i，j′≤m|i，j′∈Z}，m為網(wǎng)絡(luò)中智能體的個數(shù)；確定存在共母線相鄰關(guān)系的智能體：對體現(xiàn)各智能體間相鄰關(guān)系的智能體關(guān)系矩陣R按其主對角線進行搜索，從智能體關(guān)系矩陣R左上角元素r11開始，依次計算rii×rii+1，若rii×rii+1＝0則開始累計，直至rii×rii+1≠0時停止，將累計的pj″個rii元素為主對角線，構(gòu)成一個pj″×pj″的單位矩陣依次找到與智能體關(guān)系矩陣R共主對角線的所有單位矩陣，同一個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中單位矩陣個數(shù)。所述對存在共輸電線相鄰關(guān)系的智能體的極性輸出進行邏輯計算，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，對存在共母線相鄰關(guān)系的智能體的極性輸出進行邏輯計算，判斷共母線相鄰關(guān)系的智能體之間的母線上是否發(fā)生故障的具體過程如下所示：對存在共輸電線相鄰關(guān)系的智能體之間的輸電線進行有無故障發(fā)生的判斷方法如下：對存在共輸電線相鄰關(guān)系的第i號智能體與j′號智能體的極性輸出進行同或邏輯運算，得到智能體極性比較值ki，j′：其中，ki為第i號智能體的極性輸出，kj′為第j′號智能體的極性輸出；若ki，j′為1，則第i號智能體與j′號智能體之間的輸電線上存在故障，若ki，j′為0，則第i號智能體與j′號智能體之間的輸電線上未發(fā)生故障或者區(qū)外故障；對存在共母線相鄰關(guān)系的智能體的母線上有無故障發(fā)生的判斷方法如下：首先對存在共母線相鄰關(guān)系的智能體的極性輸出兩兩進行同或邏輯運算，再對同或邏輯運算后所得的計算結(jié)果進行與邏輯運算，得到第x號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號母線直接相連的智能體個數(shù)，n′為含分布式電源配電網(wǎng)的母線個數(shù)，{1≤i＜m|i∈Z}，m為網(wǎng)絡(luò)中智能體的個數(shù)；若kBus_x＝1，則x號母線上發(fā)生故障，若kBus_x＝0，則x號母線上未發(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)保護控制系統(tǒng)的含分布式電源配電網(wǎng)保護控制方法，包括以下步驟：S1：通過基礎(chǔ)層的各智能體采集含分布式電源配電網(wǎng)的各安裝點處的故障電流信號、對應(yīng)斷路器的開關(guān)狀態(tài)、以及對應(yīng)的智能體的位置信息；S2：通過基礎(chǔ)層的各智能體對檢測到的故障電流信號進行相模變換及小波變換，得到所測故障電流信號的暫態(tài)高頻分量；S3：通過基礎(chǔ)層的各智能體根據(jù)所測故障電流信號的暫態(tài)高頻分量計算出所測故障電流信號的暫態(tài)高頻分量的極性，得出其極性輸出；S31：提取所測故障電流信號的暫態(tài)高頻分量i的第一個峰值imax1及其對應(yīng)的時間值t；S32：計算所測故障電流信號的暫態(tài)高頻分量的極性值k，即故障電流信號的暫態(tài)高頻分量i的第一個峰值imax1與其對應(yīng)的時間值t的比值；S33：根據(jù)所測故障電流信號的暫態(tài)高頻分量的極性值k確定所測故障電流信號的暫態(tài)高頻分量的極性，即當(dāng)k＞0時，所測故障電流信號的暫態(tài)高頻分量的極性為正，極性輸出為1，當(dāng)k＜0時，所測故障電流信號的暫態(tài)高頻分量的極性為負(fù)，極性輸出為0。S4：通過基礎(chǔ)層的各智能體將對應(yīng)智能體的位置信息和極性輸出傳送至決策層；S5：通過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)換成開關(guān)-支路矩陣C；S52：根據(jù)開關(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為開關(guān)-支路矩陣C的轉(zhuǎn)置；S53：沿著兩條搜索路徑對智能體關(guān)系矩陣R進行拆分，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：通過決策層的信息集中處理器對存在共輸電線相鄰關(guān)系的智能體的極性輸出進行邏輯計算，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，對存在共母線相鄰關(guān)系的智能體的極性輸出進行邏輯計算，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)果對基礎(chǔ)層的對應(yīng)智能體發(fā)送關(guān)斷對應(yīng)斷路器的指令信號；S61：對存在共輸電線相鄰關(guān)系的第i號智能體與j′號智能體的極性輸出進行同或邏輯運算，得到智能體極性比較值ki，j′：其中，ki為第i號智能體的極性輸出，kj′為第j′號智能體的極性輸出；S62：若ki，j′為1，則第i號智能體與j′號智能體之間的輸電線上存在故障，若ki，j′為0，則第i號智能體與j′號智能體之間的輸電線上未發(fā)生故障或者區(qū)外故障；S63：首先對存在共母線相鄰關(guān)系的智能體的極性輸出兩兩進行同或邏輯運算，再對同或邏輯運算后所得的計算結(jié)果進行與邏輯運算，得到第x號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號母線直接相連的智能體個數(shù)，n′為含分布式電源配電網(wǎng)的母線個數(shù)，{1≤i＜m|i∈Z}，m為網(wǎng)絡(luò)中智能體的個數(shù)；S64：若kBus_x＝1，則x號母線上發(fā)生故障，若kBus_x＝0，則x號母線上未發(fā)生故障或者區(qū)外故障；S65：根據(jù)故障判斷結(jié)果對基礎(chǔ)層的對應(yīng)智能體發(fā)送關(guān)斷對應(yīng)斷路器的指令信號。S7：通過基礎(chǔ)層的各智能體在得到?jīng)Q策層的關(guān)斷對應(yīng)斷路器的指令信號時，發(fā)送跳閘指令至對應(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，均能實現(xiàn)自適應(yīng)，無需對保護進行重新整定；對于分布式電源的容量的變化、投切時間的變化、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配電網(wǎng)保護帶來的影響。附圖說明圖1為本發(fā)明具體實施方式中基于多智能體的含分布式電源配電網(wǎng)保護控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本發(fā)明具體實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)明具體實施方式中基于多智能體的含分布式電源配電網(wǎng)保護控制方法流程圖。具體實施方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明具體實施方式加以詳細(xì)的說明。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)保護控制系統(tǒng)，如圖1所示，包括基礎(chǔ)層和決策層。本實施方式中，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。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)的各安裝點處的故障電流信號、對應(yīng)斷路器的開關(guān)狀態(tài)、以及對應(yīng)的智能體的位置信息，對各安裝點處的故障電流信號進行處理得到各安裝點處的所測故障電流信號的暫態(tài)高頻分量的極性，將所測故障電流信號的暫態(tài)高頻分量的極性及其對應(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)斷對應(yīng)斷路器的指令信號時，發(fā)送跳閘指令，關(guān)斷對應(yīng)的斷路器?；A(chǔ)層的各個智能體均包括：信號檢測模塊、信號變換模塊、智能體及支路位置檢測模塊、信號極性計算模塊和故障隔離模塊。信號檢測模塊，用于檢測其安裝點處的故障電流信號和對應(yīng)斷路器的開關(guān)狀態(tài)。智能體及支路位置檢測模塊，用于檢測智能體對應(yīng)斷路器的位置信息，傳送至決策層。信號變換模塊，用于對檢測到的故障電流信號進行相模變換及小波變換，得到所測故障電流信號的暫態(tài)高頻分量。本實施方式中，對對檢測到的故障電流信號進行相模變換，在對其進行小波變換，獲得所測故障電流信號的暫態(tài)高頻分量的波形，消除因分布式電源的接入對配電網(wǎng)故障電流幅值帶來的影響。信號極性計算模塊，用于根據(jù)所測故障電流信號的暫態(tài)高頻分量計算出所測故障電流信號的暫態(tài)高頻分量的極性，得出其極性輸出，傳送至決策層。本實施方式中，根據(jù)所測故障電流信號的暫態(tài)高頻分量計算出所測故障電流信號的暫態(tài)高頻分量的極性，得出其極性輸出的具體過程如下：提取所測故障電流信號的暫態(tài)高頻分量i的第一個峰值imax1及其對應(yīng)的時間值t；計算所測故障電流信號的暫態(tài)高頻分量的極性值k，即故障電流信號的暫態(tài)高頻分量i的第一個峰值imax1與其對應(yīng)的時間值t的比值；本實施方式中，計算所測故障電流信號的暫態(tài)高頻分量的極性值k如式(1)所示：根據(jù)所測故障電流信號的暫態(tài)高頻分量的極性值k確定所測故障電流信號的暫態(tài)高頻分量的極性，即當(dāng)k＞0時，所測故障電流信號的暫態(tài)高頻分量的極性為正，極性輸出為1，當(dāng)k＜0時，所測故障電流信號的暫態(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)斷對應(yīng)斷路器的指令信號時，發(fā)送跳閘指令，關(guān)斷對應(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故障電流信號的暫態(tài)高頻分量的極性及其對應(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)果對基礎(chǔ)層的對應(yīng)智能體發(fā)送關(guān)斷對應(yīng)斷路器的指令信號。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)換成開關(guān)-支路矩陣C；本實施方式中，將含分布式電源配電網(wǎng)的每個智能體所在斷路器作為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械墓?jié)點，兩節(jié)點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)點和支路的關(guān)系，形成開關(guān)-支路矩陣C如式(2)所示：其中，形成開關(guān)-支路矩陣C的行數(shù)對應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的節(jié)點編號即智能體編號，列數(shù)對應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的支路編號，每行內(nèi)各元素的取值表示對應(yīng)節(jié)點與對應(yīng)支路間的連接關(guān)系，cij為第i號智能體與第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cij＝-1，當(dāng)智能體與輸電線支路之間無直接連接關(guān)系或通過母線與輸電線支路相連時cij＝0。本實施方式中，得到的開關(guān)-支路矩陣如式(3)所示：根據(jù)開關(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為開關(guān)-支路矩陣C的轉(zhuǎn)置；本實施方式中，根據(jù)各智能體的位置信息確定智能體關(guān)系矩陣R的計算公式如式(4)所示：本實施方式中，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智能體關(guān)系矩陣R進行拆分，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。本實施方式中，沿著兩條搜索路徑對智能體關(guān)系矩陣R進行拆分，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程如下：確定存在共輸電線相鄰關(guān)系的智能體：對體現(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]進行搜索，若rij′≠0時，則第i號智能體和第j′號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，則第i號智能體和第j′號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號智能體與第j′號智能體之間的關(guān)系，{1≤i，j′≤m|i，j′∈Z}，m為網(wǎng)絡(luò)中智能體的個數(shù)。本實施方式中，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按其主對角線進行搜索，從智能體關(guān)系矩陣R左上角元素r11開始，依次計算rii×rii+1，若rii×rii+1＝0則開始累計，直至rii×rii+1≠0時停止，將累計的pj″個rii元素為主對角線，構(gòu)成一個pj″×pj″的單位矩陣依次找到與智能體關(guān)系矩陣R共主對角線的所有單位矩陣，同一個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中單位矩陣個數(shù)。本實施方式中，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)系智能體編號共輸電線相鄰關(guān)系共母線相鄰關(guān)系S1無S2、S3S2S8S1、S3S3S4S1、S2S4S3S5、S6S5無S4、S6S6S7S4、S5S7S6S8、S9S8S2S7、S9S9無S7、S8故障判斷模塊，用于對存在共輸電線相鄰關(guān)系的智能體的極性輸出進行邏輯計算，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，對存在共母線相鄰關(guān)系的智能體的極性輸出進行邏輯計算，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)果對基礎(chǔ)層的對應(yīng)智能體發(fā)送關(guān)斷對應(yīng)斷路器的指令信號。本實施方式中，對來自智能體位置關(guān)系判斷模塊中的信息進行分類儲存，記錄下每個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，且編號一一對應(yīng)。對存在共輸電線相鄰關(guān)系的智能體的極性輸出進行邏輯計算，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，對存在共母線相鄰關(guān)系的智能體的極性輸出進行邏輯計算，判斷共母線相鄰關(guān)系的智能體之間的母線上是否發(fā)生故障的具體過程如下所示：本實施方式中，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點發(fā)生故障時，各智能體通過對所在點故障電流信號進行檢測，變換及計算，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)果智能體編號極性結(jié)果輸出S1k1＝1S2k2＝0S3k3＝0S4k4＝1S5k5＝1S6k6＝0S7k7＝1S8k8＝0S9k9＝1對存在共輸電線相鄰關(guān)系的智能體之間的輸電線進行有無故障發(fā)生的判斷方法如下：對存在共輸電線相鄰關(guān)系的第i號智能體與j′號智能體的極性輸出進行同或邏輯運算，得到智能體極性比較值ki，j′如式(8)所示：其中，ki為第i號智能體的極性輸出，kj″為第j′號智能體的極性輸出，為同或邏輯運算符。若ki，j″為1，表示第i號智能體與j′號智能體極性輸出結(jié)果相同，則第i號智能體與j′號智能體之間的輸電線上存在故障，若ki，j′為0，表示第i號智能體與j′號智能體極性輸出結(jié)果不同，則第i號智能體與j′號智能體之間的輸電線上未發(fā)生故障或者區(qū)外故障。對存在共母線相鄰關(guān)系的智能體的母線上有無故障發(fā)生的判斷方法如下：首先對存在共母線相鄰關(guān)系的智能體的極性輸出兩兩進行同或邏輯運算，再對同或邏輯運算后所得的計算結(jié)果進行與邏輯運算，得到第x號母線上各智能體極性綜合比較值kBus_x如式(9)所示：其中，&為與邏輯運算符，{1≤x≤n′|x∈Z}，m′為與x號母線直接相連的智能體個數(shù)，n′為含分布式電源配電網(wǎng)的母線個數(shù)，{1≤i＜m|i∈Z}，m為網(wǎng)絡(luò)中智能體的個數(shù)。若kBus_x＝1，表示與x號母線相連接的所有智能體極性輸出相同，則x號母線上發(fā)生故障，此時需發(fā)指令命其對應(yīng)斷路器動作，若kBus_x＝0，表示與x號母線相連接的智能體中存在某一個或幾個智能體極性輸出與其他智能體不同，則x號母線上未發(fā)生故障或者區(qū)外故障。本實施方式中，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)系的智能體進行極性比較，分別計算出智能體極性比較值ki，j′和第x號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的計算結(jié)果如表3所示：表3ki，j′和kBusX的計算結(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)送斷開對應(yīng)斷路器的指令信號，智能體在接收到相應(yīng)指令信號后向相應(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)保護控制系統(tǒng)的含分布式電源配電網(wǎng)保護控制方法，如圖5所示，包括以下步驟：S1：通過基礎(chǔ)層的各智能體采集含分布式電源配電網(wǎng)的各安裝點處的故障電流信號、對應(yīng)斷路器的開關(guān)狀態(tài)、以及對應(yīng)的智能體的位置信息。S2：通過基礎(chǔ)層的各智能體對檢測到的故障電流信號進行相模變換及小波變換，得到所測故障電流信號的暫態(tài)高頻分量。S3：通過基礎(chǔ)層的各智能體根據(jù)所測故障電流信號的暫態(tài)高頻分量計算出所測故障電流信號的暫態(tài)高頻分量的極性，得出其極性輸出。S31：提取所測故障電流信號的暫態(tài)高頻分量i的第一個峰值imax1及其對應(yīng)的時間值t。S32：計算所測故障電流信號的暫態(tài)高頻分量的極性值k，即故障電流信號的暫態(tài)高頻分量i的第一個峰值imax1與其對應(yīng)的時間值t的比值。S33：根據(jù)所測故障電流信號的暫態(tài)高頻分量的極性值k確定所測故障電流信號的暫態(tài)高頻分量的極性，即當(dāng)k＞0時，所測故障電流信號的暫態(tài)高頻分量的極性為正，極性輸出為1，當(dāng)k＜0時，所測故障電流信號的暫態(tài)高頻分量的極性為負(fù)，極性輸出為0。S4：通過基礎(chǔ)層的各智能體將對應(yīng)智能體的位置信息和極性輸出傳送至決策層。S5：通過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)換成開關(guān)-支路矩陣C。S52：根據(jù)開關(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為開關(guān)-支路矩陣C的轉(zhuǎn)置。S53：沿著兩條搜索路徑對智能體關(guān)系矩陣R進行拆分，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：通過決策層的信息集中處理器對存在共輸電線相鄰關(guān)系的智能體的極性輸出進行邏輯計算，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，對存在共母線相鄰關(guān)系的智能體的極性輸出進行邏輯計算，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)果對基礎(chǔ)層的對應(yīng)智能體發(fā)送關(guān)斷對應(yīng)斷路器的指令信號。S61：對存在共輸電線相鄰關(guān)系的第i號智能體與j′號智能體的極性輸出進行同或邏輯運算，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號智能體與j′號智能體之間的輸電線上存在故障，若ki，j′為0，則第i號智能體與j′號智能體之間的輸電線上未發(fā)生故障或者區(qū)外故障。S63：首先對存在共母線相鄰關(guān)系的智能體的極性輸出兩兩進行同或邏輯運算，再對同或邏輯運算后所得的計算結(jié)果進行與邏輯運算，得到第x號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號母線上發(fā)生故障，若kBus_x＝0，則x號母線上未發(fā)生故障或者區(qū)外故障。S65：根據(jù)故障判斷結(jié)果對基礎(chǔ)層的對應(yīng)智能體發(fā)送關(guān)斷對應(yīng)斷路器的指令信號。S7：通過基礎(chǔ)層的各智能體在得到?jīng)Q策層的關(guān)斷對應(yīng)斷路器的指令信號時，發(fā)送跳閘指令至對應(yīng)斷路器，使其關(guān)斷。本發(fā)明能夠快速應(yīng)對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)，及時確定各智能體之間的相鄰關(guān)系，這些均能通過軟件快速自動完成，同時，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的負(fù)面影響。更夠較好的實現(xiàn)對含分布式電源配電網(wǎng)的保護作用。當(dāng)前第1頁1 2 3