段亞飛 季紅春 王 崇

（鄭州博努力計算機科技有限公司，河南 鄭州 450000）

在電力系統(tǒng)中，控制終端與前端執(zhí)行設(shè)備之間頻繁進行數(shù)據(jù)交互，包括指令的下達、狀態(tài)信息的上傳等。隨著電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化，以及對實時數(shù)據(jù)要求的嚴格化，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互由于存在數(shù)據(jù)遲報、交互性差等問題，已經(jīng)無法滿足新的管理要求，探究和使用一種處理效率更高、響應(yīng)速度更快的數(shù)據(jù)交互模式勢在必行。智能體聯(lián)盟可以對系統(tǒng)內(nèi)海量異構(gòu)信息進行快速處理、智能分析，將其應(yīng)用到電力監(jiān)控系統(tǒng)中，有助于進一步提高實時數(shù)據(jù)的交互能力，進而很好地滿足全時段、全方位、全過程的監(jiān)控需要。在這一背景下探究基于信息智能聯(lián)盟的電力監(jiān)控實時數(shù)據(jù)交互應(yīng)用技術(shù)具有重要的現(xiàn)實意義。

1 電力監(jiān)控實時數(shù)據(jù)交互的實現(xiàn)方式

1.1 消息觸發(fā)流程

適用于電力監(jiān)控的信息聯(lián)盟智能體，每完成一次信息交互，可同時獲得多個消息事件。為避免多個消息事件同時觸發(fā)導(dǎo)致信道堵塞、消息延遲的情況，在信息智能體設(shè)計中增加一個消息觸發(fā)器代替原來的定時器，改良后的消息觸發(fā)系統(tǒng)如圖1 所示。

圖1 消息觸發(fā)系統(tǒng)功能

當(dāng)電力系統(tǒng)中有實時消息事件發(fā)生后，所有消息事件均需要在接收智能體的Message 映射表中進行注冊。然后接收智能體會根據(jù)映射表中各條消息的類型、范圍、時間等進行排序。這樣就能保證優(yōu)先級較高的消息事件最先發(fā)送到消息觸發(fā)器中。接收到消息事件后，消息觸發(fā)器動作，將該消息發(fā)送至監(jiān)控終端。按照順序依次發(fā)送消息事件，有效避免了輪詢信息時產(chǎn)生的額外開銷，對減輕通信負載、提高通信效率有積極幫助。

除了智能體與前端執(zhí)行設(shè)備進行通信外，多個智能體之間也會相互通信。這種設(shè)計方式的好處在于分擔(dān)了單臺智能體的信息處理壓力，有助于提高電力監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。智能體之間的消息觸發(fā)流程如圖2所示。

圖2 智能體與外部環(huán)境消息觸發(fā)流程

智能體每隔一段時間執(zhí)行一次“外界環(huán)境是否改變”的判斷程序。如果外界環(huán)境沒有變化，則說明未產(chǎn)生新的消息事件；反之，如果判斷程序的輸出結(jié)果為“是”，即感知到外部環(huán)境發(fā)生變化，此時智能體會對該消息事件做初始化處理。之后，使用Posts 消息觸發(fā)器，將該消息事件傳遞給信息智能體感知器。此時，智能體感知到外部傳來消息事件，從規(guī)劃集中選擇一個具有相關(guān)性的規(guī)劃，標記接收到的事件。只有當(dāng)事件被標記后，信息智能體知識庫才能識別該事件并執(zhí)行相關(guān)性檢查。若檢測結(jié)果為“TURE”，則生成Post 信息規(guī)劃報文，并有信息智能體執(zhí)行器執(zhí)行該規(guī)劃；反之，若檢測結(jié)果為“FALSE”，則說明智能體對該事件不感興趣，不執(zhí)行規(guī)劃。

1.2 實時交互流程

使用消息觸發(fā)器進行智能體之間的消息事件傳輸，使得發(fā)出信息的智能體，不用在信息發(fā)出后一直等待對方的回應(yīng)，從而保證了在多條消息事件并發(fā)的情況下，智能體也能不間斷地發(fā)出消息，最大程度上減少了信息等待，做到了實時交互。智能體除了感知事件外，還具有執(zhí)行規(guī)劃能力。在測控終端接收量測消息（如電流消息、功率消息等）后，由Send 監(jiān)測器進行記錄，并將其發(fā)送至通信智能體感知器，根據(jù)該量測消息的來源、類型等編制信息報文規(guī)劃。將規(guī)劃發(fā)送給通信智能體執(zhí)行器，識別信息報文規(guī)劃內(nèi)容后，以Send 消息事件的形式傳遞給信息智能聯(lián)盟感知器，并執(zhí)行該規(guī)劃。將執(zhí)行結(jié)果發(fā)送至監(jiān)控智能體，確認結(jié)果后刷新一次監(jiān)控智能體的監(jiān)控界面，展示被監(jiān)控對象的最新信息，以便于管理員進行調(diào)度處理。實時交互流程如圖3 所示。

圖3 多智能體間信息流處理規(guī)劃

1.3 智能體聯(lián)盟的交互實現(xiàn)

當(dāng)電力監(jiān)控系統(tǒng)正常運行時，每個智能體都可以接收同一系統(tǒng)中其他智能體發(fā)送的消息事件，并且基于消息觸發(fā)系統(tǒng)執(zhí)行信息報文規(guī)劃，完成智能體之間的交互。測控終端采集到的開關(guān)狀態(tài)遙信報文，會同步傳輸至通信智能體，并在該模塊上完成報文解析處理。對于處理結(jié)果，執(zhí)行一個“數(shù)據(jù)是否變化”的判斷程序。如果判斷結(jié)果為“是”，在執(zhí)行信息傳輸規(guī)劃后將發(fā)生變位的遙信信息傳輸至信息智能體聯(lián)盟。在順利接收信息后，利用SQL 數(shù)據(jù)庫篩選數(shù)據(jù)，同時調(diào)用body（）函數(shù)執(zhí)行遙信信息接收處理規(guī)劃程序。信息處理完畢后，由監(jiān)控畫面智能體捕捉該消息時間，并同步刷新畫面。智能體聯(lián)盟的實時交互實現(xiàn)流程如圖4 所示。

圖4 智能體聯(lián)盟實時交互實現(xiàn)流程

通信智能體接收到遙信數(shù)據(jù)或遙測數(shù)據(jù)后，首先判斷該數(shù)據(jù)是否滿足消息事件的觸發(fā)條件。若不滿足，則直接將數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫的對應(yīng)分區(qū)中；若滿足，則導(dǎo)入Rtdb_Server_Agent_Name（信息聯(lián)盟智能體名字）、Status_lnput（輸入信息）等參數(shù)，然后執(zhí)行信息傳輸規(guī)劃，主動將此消息時間發(fā)送給對應(yīng)的信息聯(lián)盟智能體。當(dāng)智能體接收到該消息事件后，立即作出響應(yīng)，并啟動信息交互規(guī)劃，實時更新數(shù)據(jù)，并將更新結(jié)果展示給系統(tǒng)管理員。

2 電力監(jiān)控實時數(shù)據(jù)交互測試

2.1 信息智能體的消息觸發(fā)測試

某配電網(wǎng)使用基于信息聯(lián)盟智能體的電力監(jiān)控系統(tǒng)，執(zhí)行IEC870-5-101 通信規(guī)約，利用前端傳感裝置采集信息后，經(jīng)無線網(wǎng)絡(luò)傳輸給信息聯(lián)盟智能體。然后使用通信智能體對通信保溫進行解析后，即可將前端采集信息轉(zhuǎn)化成為電力監(jiān)控系統(tǒng)可識別的遙信信息和遙測信息。信息聯(lián)盟智能體調(diào)用Data_Changeed_Event 程序?qū)ο⑹录M行處理，判斷解析后的數(shù)據(jù)能否正常完成消息事件的觸發(fā)。

在測試中，斷路器的狀態(tài)量有0 和1 兩種，0 代表開通，1 代表閉合。配電網(wǎng)正常運行下，斷路器默認狀態(tài)為1。此時通過模擬報文將斷路器的實時狀態(tài)值調(diào)整為0。斷路器運行工況發(fā)生改變后，信息聯(lián)盟智能體會第一時間接收到該變位信息，從而執(zhí)行信息交互規(guī)劃。此時消息事件“斷路器狀態(tài)量由1 變?yōu)?”會發(fā)送至監(jiān)控畫面智能體，捕捉到該消息時間后，智能體刷新一次監(jiān)控畫面。原來表示斷路器閉合的綠燈變成表示斷開的紅燈，從而提醒管理員斷路器狀態(tài)發(fā)生變化。這樣就實現(xiàn)了通信智能體、信息聯(lián)盟智能體、監(jiān)控畫面智能體之間的消息觸發(fā)交互。

2.2 信息交互模擬試驗

在仿真實驗平臺JACK Compiler Utility 中運行Communication 智能體，在“Output/Errors”中設(shè)置詳細參數(shù)，其中“Output”中設(shè)置host（主機地址）=127.0.0.1；port（ 端 口 地 址）=1436?！癊rrors” 中 輸 入 starting Communication 指令，參數(shù)確認后點擊“確認”進行仿真試驗。試驗內(nèi)容分為兩部分，第一部分改變1 個模擬量，觀察仿真試驗的交互顯示結(jié)果。選擇1#供電臂，“object”設(shè)置為8，“physical”設(shè)置為2000，“變化量測”對象為03Ia，交互顯示結(jié)果為240.05→239.85。第二部分改變5 個模擬量，代表5 個消息事件并發(fā)，通過仿真試驗觀察此時的交互顯示結(jié)果。測試結(jié)果如表1 所示。

表1 五個模擬量同時發(fā)生變化的測試結(jié)果

結(jié)合表1 數(shù)據(jù)可知，基于信息智能聯(lián)盟的電力監(jiān)控系統(tǒng)，當(dāng)出現(xiàn)5 個并發(fā)的消息事件后，實時數(shù)據(jù)交互的通行時間為毫米級別。而傳統(tǒng)的電力監(jiān)控系統(tǒng)界面每刷新1 次需要2s。對比來看，信息智能聯(lián)盟體的應(yīng)用顯著提升了實時數(shù)據(jù)交互能力，從而讓現(xiàn)場畫面與監(jiān)控畫面實現(xiàn)了同步。

在信息交互模擬試驗中，除了使用Communication智能體測量模擬量的交互效果外，還運行Gui 智能體進行了狀態(tài)量的交互測試。仿真試驗的操作方法基本一致，首先選取1 個狀態(tài)量變位，選擇1#供電臂，“object”設(shè)置為8、“physical”設(shè)置為2，“變化測量對象”為01，交互顯示結(jié)果為1→0。然后選取5 個狀態(tài)同時變位的試驗。統(tǒng)計數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)，實時處理時間均達到了毫米級。由此可得，基于信息智能聯(lián)盟的電力監(jiān)控系統(tǒng)實時響應(yīng)性良好。

2.3 壓力響應(yīng)測試

電力監(jiān)控系統(tǒng)運行期間，如果出現(xiàn)消息事件，則通信智能體會將該事件上傳至消息聯(lián)盟智能體。在感知消息事件后，作出響應(yīng)規(guī)劃，同時使用ArrayList 列表封裝1000、3000、5000、10000、15000、20000、30000 個 模 擬 量變化信息。將其作為信息聯(lián)盟智能體的消息事件發(fā)送至監(jiān)控畫面智能體，然后測量不同模擬量下的實時壓力。為減小測試誤差，按照同樣的參數(shù)設(shè)置分別開展10 次測試，取平均用時，模擬量變化的交互時間歲模擬量信息點數(shù)的變化曲線如圖5 所示。按照同樣的方式，進行狀態(tài)量變位信息的測試，變化曲線與圖5 規(guī)律一致，不再贅述。

圖5 模擬量變化的交互時間

根據(jù)圖5 可知，信息聯(lián)盟智能體封裝1000-3000 個變化的信息點時，需要的交互時間變化不明顯；當(dāng)封裝3000-15000 個變化的信息點時，隨著模擬量信息點數(shù)的增加，需要的交互時間也快速增加；當(dāng)封裝的模擬量信息點數(shù)超過15000 時，交互時間趨于穩(wěn)定，最終維持在650ms。同樣的，信息聯(lián)盟智能體封裝變位信息點時，在達到狀態(tài)量信息點數(shù)達到10000 后，交互時間趨于穩(wěn)定，最終維持在580ms。由此可見，融合了信息智能聯(lián)盟和消息觸發(fā)技術(shù)的電力監(jiān)控系統(tǒng)，可實現(xiàn)對實時數(shù)據(jù)的批量化、高效率處理，并且通過消息主動觸發(fā)、實時交互，讓監(jiān)控畫面的延遲從2s 下降到了500-600ms，進一步提升了電力監(jiān)控系統(tǒng)的實用效果。

3 結(jié)論

近年來電力系統(tǒng)中各類智能化電氣設(shè)備的數(shù)量呈現(xiàn)出增多趨勢，電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變得日益復(fù)雜，相互之間的信息傳輸也變得更加頻繁。由于信息量巨大，電力監(jiān)控畫面與被監(jiān)控區(qū)域?qū)崟r場景之間往往有數(shù)秒的延遲，無法做到實時監(jiān)控。本文設(shè)計的一種基于信息智能聯(lián)盟的電力監(jiān)控系統(tǒng)，利用了信息智能體的感知性、觸發(fā)性、反映性等特點，可以實現(xiàn)監(jiān)控信息的主動觸發(fā)、實時交互，大幅度降低了系統(tǒng)響應(yīng)延時，從而保證監(jiān)控畫面與場景實時畫面的同步，進一步提高了電力監(jiān)控系統(tǒng)的實用價值。從測試結(jié)果來看，該電力監(jiān)控系統(tǒng)在消息事件觸發(fā)后，能夠順利完成多個智能體的即時交互，并且在多個消息事件并發(fā)時，系統(tǒng)響應(yīng)延遲僅為毫秒級，完全能夠滿足電力系統(tǒng)實時監(jiān)控的要求。