一种配电网接地故障混合优化决策处理方法与流程

1.本发明涉及配电网接地控制技术领域，特别涉及一种配电网接地故障混合优化决策处理方法。


背景技术：

2.配电网接地故障频发，造成电力设备和电网运行事故，以及人身伤亡等，后果严重，造成巨大的经济损失和恶劣的社会影响。
3.目前，配电网接地故障处理的设备和系统较多，且不同设备和系统归属电力企业的不同部门，目前尚未建立一套较为健全的全局协调处理体系。配电网接地故障发生后，各设备和系统的“孤岛”现象较为突出，配电网接地故障诊断和后续处理容易发生混乱和无序的现象，常常存在各自为政、效率较低和问题处理成效较差等突出问题。
4.另外，在配电网接地故障处理以及恢复供电的过程中，各种决策、分析过程繁多，没有能够有效实施的统一处理的方案，也需要进行各决策、分析过程的重新优化整合，提高配电网接地故障诊断和后续处理的效率。


技术实现要素：

5.为了解决背景技术提出的技术问题，本发明提供一种配电网接地故障混合优化决策处理方法，采用多智能体分级方案及多重优化方案，进行接地故障后各阶段决策、分析过程的重新优化整合，提高配电网接地故障诊断和后续处理的效率，解决配电网接地故障诊断和后续处理容易发生混乱和无序的现象，常常存在各自为政、效率较低和问题处理成效较差的问题，解决配电网接地故障诊断和后续处理效率低的问题。
6.为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
7.一种配电网接地故障混合优化决策处理方法，所述的方法包括如下步骤：
8.步骤1：建立配电网多智能体分级系统，进行接地检测及故障处理的协同优化；
9.步骤2：恢复供电决策优化；
10.步骤3：配电网恢复供电校验优化；
11.步骤4：恢复供电操作优化；
12.步骤5：配电网恢复正常运行后的优化。
13.进一步地，所述的步骤1中，配电网多智能体分级系统包括配电网系统的全网智能体、区域智能体、线路智能体、分段智能体和终端智能体，全网智能体、区域智能体、线路智能体、分段智能体和终端智能体在配电网系统中由上级至下级分级布置，各智能体仅与邻近范围内的上级或下级智能体通信，所述的邻近范围为直接连接的上级或下级。
14.进一步地，所述的步骤1中，多智能体分级系统的协同优化的目标包括：
15.1)各智能体之间不产生决策命令冲突；
16.2)接地故障处理时间最短；
17.3)各智能体之间配合度最好。
18.进一步地，所述的步骤1中，多智能体分级系统的接地检测及故障处理的协同优化具体包括如下：
19.1)根据各智能体的上级至下级分级定位，赋予各智能体不同的决策模式、职能；赋予全网智能体集中决策单项模式和职能；赋予区域智能体、线路智能体和分段智能体协同决策、边缘决策两项模式和职能；赋予终端智能体协同决策和边缘决策两项模式职能；其中，协调决策是针对上级集中决策而言的，边缘决策是针对下级协调决策；
20.2)当全网智能体、区域智能体、线路智能体和分段智能体逐级两两通信中断时，低一级智能体自动进入边缘决策模式；
21.3)当配电网接地故障发生后，线路智能体、分段智能体和终端智能体中任一智能体检测到接地故障判定启动信号即首检信号，该智能体立即进入连续高频率测点校验模式，同时发起所属分段或线路的同级、上级和下级智能体协同确认机制，首检信号智能体连续测点校验通过，如果同级、上、下级智能体接地故障联合确认结果不一致，按照灵敏度累积后对比的方式，确认接地故障是否发生；
22.4)当接地故障确定灵敏度较高时或全部智能体接地故障结果确认一致的情况下，启动配电网接地故障类型、故障定位分析诊断，基于专家系统和知识库实现配电网接地故障诊断和定位。
23.5)配电网接地故障类型和位置确定后，依据最小影响和损失原则，利用专家系统确定故障隔离方案，形成相关操作指令发布给终端智能体操作控制；接地故障位置包括区段、线路、相位等。
24.进一步地，所述的步骤2中，恢复供电决策优化包括：
25.启动配电网接地故障隔离后恢复供电决策，基于网络拓扑分析，搜寻负荷转供恢复供电路径，采用负荷转供优化算法计算决策形成方案；如最优化算法陷入局部最优或发散，采用专家系统决策次优解；配电网接地故障隔离后恢复供电以最小区域配电网为范围开展。
26.进一步地，所述的步骤3中，配电网恢复供电校验优化包括：
27.针对配电网接地故障隔离后恢复供电方案建立校验体系，依据配电网解合环分析方法及其影响因素、约束条件包括电压、功率因数、保护定值、载流量、电源容量，基于专家系统和配电网潮流计算分析，求解满足约束条件的可操作方案；当所有可操作方案无法满足约束条件或数量小于n；返回上一步并以最小区域配电网为单位，进行同级电网路径搜索、进行恢复供电最优化计算或次优解求解，以及可操作方案求解；如同级电网无法求得满足约束条件的可操作方案，则向上一级电网进行路径搜索、进行恢复供电最优化计算或次优解求解，以及可操作方案求解；以此类推，如无解，则终止搜索并推送告警，提醒电网调控人员。
28.进一步地，所述的步骤4中，恢复供电操作优化包括：
29.针对配电网接地故障隔离和恢复供电可操作方案，构建多目标优化模型，模型的优化目标为：
30.1)终端智能体动作可靠性最高；
31.2)终端智能体操作总次数最少；
32.3)电网运行最经济；
33.确定配电网接地故障故障隔离和恢复供电最终方案，输出终端智能体恢复供电操作控制指令。
34.进一步地，所述的方法还包括：
35.终端智能体故障隔离操作控制和恢复供电操作控制，建立区域或线路智能体操作控制嵌套“申请-许可”和嵌套“闭锁-解锁”机制，严格按照调规要求逐步进行顺序操作；每个终端智能体原始状态均为“闭锁”，接到操作指令后，终端智能体需逐级“申请”，获得可操作方案中最高级智能体“许可”后，“闭锁”状态转为“解锁”状态，进行指令操作，其它终端智能体保持“闭锁”；当前终端智能体操作成功后，进入“闭锁”状态；下一个指令终端智能体“申请
”‑“
许可
”‑“
解锁
”‑
操作
‑“
闭锁”，以此类推；某个终端智能体执行操作失败后，允许重复操作，次数最多不超过3次或人工干预设定，如果连续操作失败，则依次进行操作指令回退，恢复原始状态并推送告警，提醒电网调控人员；回退操作也要依据配电网解合环分析方法及其影响因素、约束条件进行校验，期间如发生无法回退情况，终止回退并推送告警，提醒电网调控人员。
36.进一步地，所述的步骤5包括：
37.配电网接地故障诊断、判定、定位、隔离和恢复供电执行完毕后，记录事件并推送给调控人员阅读分析，配电网接地故障诊断、判定、定位、隔离和恢复供电期间，如配电网接地故障消失，经连续测点和联合诊断判断为恢复正常后，则依次进行操作指令回退，恢复原始状态并记录事件；回退操作依据配电网解合环分析方法及其影响因素、约束条件进行校验，期间如发生无法回退情况，终止回退并推送告警，提醒电网调控人员。
38.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
39.本发明的方法采用多智能体分级方案及多重优化方案，进行接地故障后各阶段决策、分析过程的重新优化整合，提高配电网接地故障诊断和后续处理的效率，解决配电网接地故障诊断和后续处理容易发生混乱和无序的现象，常常存在各自为政、效率较低和问题处理成效较差的问题，解决配电网接地故障诊断和后续处理效率低的问题。
附图说明
40.图1为本发明的一种配电网接地故障混合优化决策处理方法流程图；
41.图2为本发明的配电网多智能体分级系统结构图。
具体实施方式
42.以下结合附图对本发明提供的具体实施方式进行详细说明。
43.如图1所示，一种配电网接地故障混合优化决策处理方法，所述的方法包括如下步骤：
44.步骤1：建立配电网多智能体分级系统，进行接地检测及故障处理的协同优化；
45.步骤2：恢复供电决策优化；
46.步骤3：配电网恢复供电校验优化；
47.步骤4：恢复供电操作优化；
48.步骤5：配电网恢复正常运行后的优化。
49.以下为具体实施过程的描述
50.一、步骤1
51.如图2所示，所述的步骤1中，配电网多智能体分级系统包括配电网系统的全网智能体、区域智能体、线路智能体、分段智能体和终端智能体，全网智能体、区域智能体、线路智能体、分段智能体和终端智能体在配电网系统中由上级至下级分级布置，各智能体仅与邻近范围内的上级或下级智能体通信，所述的邻近范围为直接连接的上级或下级。
52.所述的步骤1中，多智能体分级系统的协同优化的优化目标包括：
53.1)各智能体之间不产生决策命令冲突；
54.2)接地故障处理时间最短；
55.3)各智能体之间配合度最好。
56.所述的步骤1中，多智能体分级系统的接地检测及故障处理的协同优化具体包括如下：
57.1)根据各智能体的上级至下级分级定位，赋予各智能体不同的决策模式、职能；赋予全网智能体集中决策单项模式和职能；赋予区域智能体、线路智能体和分段智能体协同决策、边缘决策两项模式和职能；赋予终端智能体协同决策和边缘决策两项模式职能；其中，协调决策是针对上级集中决策而言的，边缘决策是针对下级协调决策；
58.2)当全网智能体、区域智能体、线路智能体和分段智能体逐级两两通信中断时，低一级智能体自动进入边缘决策模式；
59.3)当配电网接地故障发生后，线路智能体、分段智能体和终端智能体中任一智能体检测到接地故障判定启动信号即首检信号，该智能体立即进入连续高频率测点校验模式，同时发起所属分段或线路的同级、上级和下级智能体协同确认机制，首检信号智能体连续测点校验通过，如果同级、上、下级智能体接地故障联合确认结果不一致，按照灵敏度累积后对比的方式，确认接地故障是否发生；
60.4)当接地故障确定灵敏度较高时或全部智能体接地故障结果确认一致的情况下，启动配电网接地故障类型、故障定位分析诊断，基于专家系统和知识库实现配电网接地故障诊断和定位。
61.5)配电网接地故障类型和位置确定后，依据最小影响和损失原则，利用专家系统确定故障隔离方案，形成相关操作指令发布给终端智能体操作控制；接地故障位置包括区段、线路、相位等。
62.二、步骤2
63.所述的步骤2中，恢复供电决策优化包括：
64.启动配电网接地故障隔离后恢复供电决策，基于网络拓扑分析，搜寻负荷转供恢复供电路径，采用负荷转供优化算法计算决策形成方案；如最优化算法陷入局部最优或发散，采用专家系统决策次优解；配电网接地故障隔离后恢复供电以最小区域配电网为范围开展。
65.三、步骤3
66.所述的步骤3中，配电网恢复供电校验优化包括：
67.针对配电网接地故障隔离后恢复供电方案建立校验体系，依据配电网解合环分析方法及其影响因素、约束条件包括电压、功率因数、保护定值、载流量、电源容量，基于专家系统和配电网潮流计算分析，求解满足约束条件的可操作方案；当所有可操作方案无法满
足约束条件或数量小于n；n取3或人工干预设定，返回上一步并以最小区域配电网为单位，进行同级电网路径搜索、进行恢复供电最优化计算或次优解求解，以及可操作方案求解；如同级电网无法求得满足约束条件的可操作方案，则向上一级电网进行路径搜索、进行恢复供电最优化计算或次优解求解，以及可操作方案求解；以此类推，如无解，则终止搜索并推送告警，提醒电网调控人员。
68.四、步骤4
69.所述的步骤4中，恢复供电优化操作包括：
70.针对配电网接地故障隔离和恢复供电可操作方案，构建多目标优化模型，模型的优化目标为：
71.1)终端智能体动作可靠性最高；
72.2)终端智能体操作总次数最少；
73.3)电网运行最经济；
74.确定配电网接地故障故障隔离和恢复供电最终方案，输出终端智能体恢复供电操作控制指令。
75.五、终端智能体在步骤1的故障隔离操作和步骤4的恢复供电操作中，还进行如下的控制过程：
76.终端智能体故障隔离操作控制和恢复供电操作控制，建立区域或线路智能体操作控制嵌套“申请-许可”和嵌套“闭锁-解锁”机制，严格按照调规要求逐步进行顺序操作；每个终端智能体原始状态均为“闭锁”，接到操作指令后，终端智能体需逐级“申请”，获得可操作方案中最高级智能体“许可”后，“闭锁”状态转为“解锁”状态，进行指令操作，其它终端智能体保持“闭锁”；当前终端智能体操作成功后，进入“闭锁”状态；下一个指令终端智能体“申请
”‑“
许可
”‑“
解锁
”‑
操作
‑“
闭锁”，以此类推；某个终端智能体执行操作失败后，允许重复操作，次数最多不超过3次或人工干预设定，如果连续操作失败，则依次进行操作指令回退，恢复原始状态并推送告警，提醒电网调控人员；回退操作也要依据配电网解合环分析方法及其影响因素、约束条件进行校验，期间如发生无法回退情况，终止回退并推送告警，提醒电网调控人员。
77.六、步骤5：
78.配电网接地故障处理完毕，依据配电网解合环分析方法及其影响因素、约束条件进行计算校验，得到恢复供电操作控制指令，配电网恢复正常运行。
79.配电网恢复正常运行后还进行如下操作过程：
80.配电网接地故障诊断、判定、定位、隔离和恢复供电执行完毕后，记录事件并推送给调控人员阅读分析，配电网接地故障诊断、判定、定位、隔离和恢复供电期间，如配电网接地故障消失，经连续测点和联合诊断判断为恢复正常后，则依次进行操作指令回退，恢复原始状态并记录事件；回退操作依据配电网解合环分析方法及其影响因素、约束条件进行校验，期间如发生无法回退情况，终止回退并推送告警，提醒电网调控人员。
81.本发明的方法采用多智能体分级方案及多重优化方案，解决配电网接地故障诊断和后续处理容易发生混乱和无序的现象，常常存在各自为政、效率较低和问题处理成效较差的问题。
82.以上实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具
体的操作过程，但本发明的保护范围不限于上述的实施例。上述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。

技术特征：
1.一种配电网接地故障混合优化决策处理方法，其特征在于，所述的方法包括如下步骤：步骤1：建立配电网多智能体分级系统，进行接地检测及故障处理的协同优化；步骤2：恢复供电决策优化；步骤3：配电网恢复供电校验优化；步骤4：恢复供电操作优化；步骤5：配电网恢复正常运行后的优化。2.根据权利要求1所述的一种配电网接地故障混合优化决策处理方法，其特征在于，所述的步骤1中，配电网多智能体分级系统包括配电网系统的全网智能体、区域智能体、线路智能体、分段智能体和终端智能体，全网智能体、区域智能体、线路智能体、分段智能体和终端智能体在配电网系统中由上级至下级分级布置，各智能体仅与邻近范围内的上级或下级智能体通信，所述的邻近范围为直接连接的上级或下级。3.根据权利要求1所述的一种配电网接地故障混合优化决策处理方法，其特征在于，所述的步骤1中，多智能体分级系统的协同优化的优化目标包括：1)各智能体之间不产生决策命令冲突；2)接地故障处理时间最短；3)各智能体之间配合度最好。4.根据权利要求1所述的一种配电网接地故障混合优化决策处理方法，其特征在于，所述的步骤1中，多智能体分级系统的接地检测及故障处理的协同优化具体包括如下：1)根据各智能体的上级至下级分级定位，赋予各智能体不同的决策模式、职能；赋予全网智能体集中决策单项模式和职能；赋予区域智能体、线路智能体和分段智能体协同决策、边缘决策两项模式和职能；赋予终端智能体协同决策和边缘决策两项模式职能；其中，协调决策是针对上级集中决策而言的，边缘决策是针对下级协调决策；2)当全网智能体、区域智能体、线路智能体和分段智能体逐级两两通信中断时，低一级智能体自动进入边缘决策模式；3)当配电网接地故障发生后，线路智能体、分段智能体和终端智能体中任一智能体检测到接地故障判定启动信号即首检信号，该智能体立即进入连续高频率测点校验模式，同时发起所属分段或线路的同级、上级和下级智能体协同确认机制，首检信号智能体连续测点校验通过，如果同级、上、下级智能体接地故障联合确认结果不一致，按照灵敏度累积后对比的方式，确认接地故障是否发生；4)当接地故障确定灵敏度较高时或全部智能体接地故障结果确认一致的情况下，启动配电网接地故障类型、故障定位分析诊断，基于专家系统和知识库实现配电网接地故障诊断和定位。5)配电网接地故障类型和位置确定后，依据最小影响和损失原则，利用专家系统确定故障隔离方案，形成相关操作指令发布给终端智能体操作控制；接地故障位置包括区段、线路、相位等。5.根据权利要求1所述的一种配电网接地故障混合优化决策处理方法，其特征在于，所述的步骤2中，恢复供电决策优化包括：启动配电网接地故障隔离后恢复供电决策，基于网络拓扑分析，搜寻负荷转供恢复供
电路径，采用负荷转供优化算法计算决策形成方案；如最优化算法陷入局部最优或发散，采用专家系统决策次优解；配电网接地故障隔离后恢复供电以最小区域配电网为范围开展。6.根据权利要求1所述的一种配电网接地故障混合优化决策处理方法，其特征在于，所述的步骤3中，配电网恢复供电校验优化包括：针对配电网接地故障隔离后恢复供电方案建立校验体系，依据配电网解合环分析方法及其影响因素、约束条件包括电压、功率因数、保护定值、载流量、电源容量，基于专家系统和配电网潮流计算分析，求解满足约束条件的可操作方案；当所有可操作方案无法满足约束条件或数量小于n；返回上一步并以最小区域配电网为单位，进行同级电网路径搜索、进行恢复供电最优化计算或次优解求解，以及可操作方案求解；如同级电网无法求得满足约束条件的可操作方案，则向上一级电网进行路径搜索、进行恢复供电最优化计算或次优解求解，以及可操作方案求解；以此类推，如无解，则终止搜索并推送告警，提醒电网调控人员。7.根据权利要求1所述的一种配电网接地故障混合优化决策处理方法，其特征在于，所述的步骤4中，恢复供电优化操作包括：针对配电网接地故障隔离和恢复供电可操作方案，构建多目标优化模型，模型的优化目标为：1)终端智能体动作可靠性最高；2)终端智能体操作总次数最少；3)电网运行最经济；确定配电网接地故障故障隔离和恢复供电最终方案，输出终端智能体恢复供电操作控制指令。8.根据权利要求1所述的一种配电网接地故障混合优化决策处理方法，其特征在于，所述的方法还包括：终端智能体故障隔离操作控制和恢复供电操作控制，建立区域或线路智能体操作控制嵌套“申请-许可”和嵌套“闭锁-解锁”机制，严格按照调规要求逐步进行顺序操作；每个终端智能体原始状态均为“闭锁”，接到操作指令后，终端智能体需逐级“申请”，获得可操作方案中最高级智能体“许可”后，“闭锁”状态转为“解锁”状态，进行指令操作，其它终端智能体保持“闭锁”；当前终端智能体操作成功后，进入“闭锁”状态；下一个指令终端智能体“申请
”‑“
许可
”‑“
解锁
”‑
操作
‑“
闭锁”，以此类推；某个终端智能体执行操作失败后，允许重复操作，次数最多不超过3次或人工干预设定，如果连续操作失败，则依次进行操作指令回退，恢复原始状态并推送告警，提醒电网调控人员；回退操作也要依据配电网解合环分析方法及其影响因素、约束条件进行校验，期间如发生无法回退情况，终止回退并推送告警，提醒电网调控人员。9.根据权利要求1所述的一种配电网接地故障混合优化决策处理方法，其特征在于，所述的步骤5包括：配电网接地故障诊断、判定、定位、隔离和恢复供电执行完毕后，记录事件并推送给调控人员阅读分析，配电网接地故障诊断、判定、定位、隔离和恢复供电期间，如配电网接地故障消失，经连续测点和联合诊断判断为恢复正常后，则依次进行操作指令回退，恢复原始状态并记录事件；回退操作依据配电网解合环分析方法及其影响因素、约束条件进行校验，期
间如发生无法回退情况，终止回退并推送告警，提醒电网调控人员。

技术总结
本发明提供一种配电网接地故障混合优化决策处理方法，所述的方法包括如下步骤：步骤1：建立配电网多智能体分级系统，进行接地检测及故障处理的协同优化；步骤2：恢复供电决策优化；步骤3：配电网恢复供电校验优化；步骤4：恢复供电操作优化；步骤5：配电网恢复正常运行后的优化。本发明采用多智能体分级方案及多重优化方案，进行接地故障后各阶段决策、分析过程的重新优化整合，提高配电网接地故障诊断和后续处理的效率，解决配电网接地故障诊断和后续处理容易发生混乱和无序的现象，常常存在各自为政、效率较低和问题处理成效较差的问题。效率较低和问题处理成效较差的问题。效率较低和问题处理成效较差的问题。


技术研发人员：徐静 丛岩 王涛 宋丹 蔡利峰 于浩 刘东旭 杨子江 韩靖松 王语威 林江 李阳
受保护的技术使用者：南京德软信息科技发展有限公司 国家电网有限公司
技术研发日：2021.12.08
技术公布日：2022/3/8