НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Файл статьи: SE-BMSTU...o214.pdf (870.60Кб)

УДК 004.89

1 Россия, ИСЭМ СО РАН им. Л.А. Мелентьева

Цель работы – предложить методический подход к разработке многоагентных систем (МАС) в энергетике. Агентный подход декларируется как неотъемлемая составляющая концепции Smart Grid (интеллектуальных энергетических систем), но пока в этой области фактически отсутствуют как методические разработки, так и практические реализации. Задача оценивания состояний электроэнергетических систем (ЭЭС) - одна из наиболее важных в энергетике. Децентрализация расчетов при оценивании состояний ЭЭС позволит снизить нагрузку на главный диспетчерский центр и уменьшить количество данных, передаваемых по сети. Для достижения поставленной цели использовались теория и методы оценивания состояния ЭЭС, методы искусственного интеллекта, методы объектного проектирования и программирования, многоагентные технологии, алгебраические сети Joiner-net.
Выполнен анализ существующих агентных решений, выявлены их недостатки и  предложен авторский подход к разработке многоагентных систем в энергетике, включающий 5 этапов: 1) описание будущей системы, 2) построение и описание агентных сценариев, 3) разработка архитектуры МАС, 4) проектирование МАС, 5) реализация МАС. Новизна предлагаемого подхода заключается во введении агентных сценариев взаимодействия агентов и применении Joiner-сетей для описания сценариев. Агентные сценарии позволяют эксперту-непрограммисту менять алгоритм работы программы. Joiner-сеть сценария состоит из процессов функционирования агентов (узлов), и событий, запускающих или оканчивающих процесс. Выходные события одного процесса могут являться входными для другого.
Описан алгоритм функционирования для разрабатываемой системы оценивания ЭЭС. На первом этапе выполняется декомпозиция расчетной схемы на области, соответствующие уровням узловых напряжений. Далее полученные в результате декомпозиции схемы распределяются между агентами оценивания состояния и рассчитываются параллельно. На следующем этапе все схемы вновь соединяются в одну. Приведена схема архитектуры будущей системы, построена Joiner-сеть агентного сценария, описывающего алгоритм работы системы, описаны пусковые и флаговые функции. Разработан агент разбивки, отвечающий за декомпозицию схемы на отдельные подсистемы. Проведен вычислительный эксперимент на иллюстративной модели.
Описанный подход применяется при разработке конкретной многоагентной системы оценивания состояний ЭЭС, но может тиражироваться и для других типовых задач. Использование данного подхода позволяет вносить изменения в существующую систему, масштабировать и расширять ее функциональность без необходимости редактировать исходный код уже существующих модулей.

Работа выполнена при частичной финансовой поддержке грантов РФФИ №13-07-140, №14-07-116, №14-07-31268, №15-07-01284, №15-57-04074.

1. Гамм А.З., Герасимов Л.Н., Голуб И.И., Гришин Ю.А., Колосок И.Н. Оценивание состояния в электроэнергетике. М.: Наука, 1983. 302 с.
2. Гамм А.З. Статистические методы оценивания состояния электроэнергетических систем. М.: Наука, 1976. 220 с.
3. Кобец Б.Б., Волкова И.О. Инновационное развитие электроэнергетики на базе концепции Smart Grid . М.: ИАЦ «Энергия», 2010. 208 с.
4. Phadke A.G. Synchronized Phasor Measurements. A Historical Overview // IEEE/PES Transmission and Distribution Conference. Vol . 1. IEEE Publ ., 2002. P . 476-479. DOI: 10.1109/TDC.2002.1178427
5. Гальперов В.И., Колосок И.Н., Массель Л.В., Пальцев А.С. Постановка задачи разработки мультиагентной системы для оценивания состояний ЭЭС с учетом структурной и функциональной декомпозиции // Труды XVIII Байкальской Всероссийской конференции «Информационные и математические технологии в науке и управлении». Ч. 3. Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 2013. С. 231-234.
6. Многоагентные системы. 2014 // AI Portal : Портал искусственного интеллекта. Режим доступа:http://www.aiportal.ru/articles/multiagent-systems/multiagent-systems.html (дата обращения 15.04.2015).
7. FIPA Abstract Architecture Specification. Document no. SC00001L // FIPA TC Architecture. Foundation for Intelligent Physical Agents (FIPA), Geneva, Switzerland, 12 March 2002. Режим доступа:http://www.fipa.org/specs/fipa00001/SC00001L.html (дата обращения 01.08.2015).
8. Poslad S., Buckle P., Hadingham R. The FIPA-OS agent platform: Open Source for Open Standards // Proceedings of 5th International Conference and Exhibition on the Practical Application of Intelligent Agents and Multi-Agents (PAAM2000) . Manchester, UK, 2000. P. 355-368.
9. JAVA Agent DEvelopment Framework: website. Режим доступа: http://jade.tilab.com/ (дата обращения 15.04.2015).
10. Колосок И.Н., Пальцев А.С. Двухуровневый иерархический алгоритм оценивания состояния ЭЭС и его реализация на основе мультиагентного подхода // III Международная научно-практическая конференция «Энергосистема: управление, конкуренция, образование»: сб. докл. Т. 1. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2008. С. 354-359.
11. Новик К.В. Сеть автоматов для моделирования асинхронного взаимодействия процессов: автореф. дис. … канд. физ.-мат. наук. М., МФТИ, 2006. 22 с.
12. Норенков И.П., Кузьмик П.К. Информационная поддержка наукоемких изделий. CALS -технологии. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. 320 с.
13. Столяров Л.Н., Новик К.В. Joiner-сеть для моделирования взаимодействующих параллельных процессов // Моделирование процессов управления: сб. науч. тр. М.: МФТИ, 2004. С. 81-97.
14. Столяров Л.Н., Новик К.В. Реализация параллельных процессов с помощью сетей Joiner-net // Информационные и математические технологии: сб. науч. тр. Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 2004. С. 11-14.
15. Аршинский В.Л. Joiner-сети как инструмент управления взаимодействием агентов в мультиагентном программном комплексе // Системные исследования в энергетике: тр. молодых ученых ИСЭМ СО РАН. Вып. 39. Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 2009. С. 147-151.