專利名稱：基于大規(guī)模并行處理的電網(wǎng)在線綜合預警方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電網(wǎng)技術(shù)，尤其涉及一種基于大規(guī)模并行處理的電網(wǎng)在線 綜合預警方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
從整體上看，我國電網(wǎng)的暫穩(wěn)問題和動態(tài)穩(wěn)定問題不同程度的存在，電網(wǎng) 的低頻振蕩事件也有發(fā)生，這要求在線預警功能必須實現(xiàn)包括暫態(tài)穩(wěn)定、電壓
穩(wěn)定、小干擾穩(wěn)定在內(nèi)的電網(wǎng)安全綜合預警功能；長過程的相繼故障(或開斷) 誘發(fā)大面積停電事故的風險始終存在，使得在線預警功能還需要考慮分析計算 效率，在相繼故障發(fā)生過程中就能發(fā)現(xiàn)安全穩(wěn)定問題；跨區(qū)互聯(lián)電網(wǎng)規(guī)模大， 覆蓋地域廣，電網(wǎng)建設(shè)滯后，電網(wǎng)分屬不同的調(diào)度機構(gòu)運行和管理，運行方式 的安排和理復雜，要求在線預警功能支持全網(wǎng)范圍的大規(guī)模電網(wǎng)仿真計算；傳 統(tǒng)離線計算具備豐富成熟的電網(wǎng)分析手段和經(jīng)驗，是當前電網(wǎng)日常運行指導的 主要基礎(chǔ)，在線預警功能必須以離線分析計算為基礎(chǔ)，實現(xiàn)在線/離線分析一體 化，保障分析結(jié)論的正確性。
現(xiàn)有的安全穩(wěn)定分析方法主要依靠離線計算軟件實現(xiàn)，而適合大規(guī)模并行 計算平臺的在線安全穩(wěn)定分析軟件急需開發(fā)，在離線計算軟件改造的基礎(chǔ)上， 滿足大規(guī)模電網(wǎng)安全分析計算及其效率的要求。
目前電力系統(tǒng)離線穩(wěn)定計算采用的軟件包(如，PSASP、 BPA兩種)均包 含暫態(tài)穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定、小干擾穩(wěn)定以及其他各種常用穩(wěn)定計算方法，但其基 礎(chǔ)計算數(shù)據(jù)主要通過年度預想方式構(gòu)建，主要應(yīng)用于離線計算，沒有大規(guī)模在 線應(yīng)用實現(xiàn)，尤其支持數(shù)據(jù)的周期性更新和觸發(fā)計算，計算結(jié)果的自動判別，穩(wěn)定結(jié)果的匯總分析等在線化應(yīng)用方面尚缺。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例提供了 一種基于大規(guī)模并行處理的電網(wǎng)在線綜合預警方 法和系統(tǒng)，可解決現(xiàn)有技術(shù)不能在線預警的問題，可提高電網(wǎng)預警的準確度。 本發(fā)明的實施例提供了 一種基于大規(guī)模并行處理的電網(wǎng)在線綜合預警方
法，包括如下步驟
各個計算節(jié)點進行在線并行計算準備；
管理節(jié)點向各個計算節(jié)點廣播在線運行計算數(shù)據(jù)；
計算節(jié)點根據(jù)在線運行計算數(shù)據(jù)進行穩(wěn)定計算； 計算節(jié)點根據(jù)判斷條件對穩(wěn)定計算結(jié)果進行判別，以進行綜合預警。
本發(fā)明的實施例還提供了 一種基于大規(guī)模并行處理的電網(wǎng)在線綜合預警 系統(tǒng)，包括計算節(jié)點和管理節(jié)點；
所述計算節(jié)點，用于進行在線并行計算準備，并接收管理節(jié)點廣播的在線 運行計算數(shù)據(jù)，根據(jù)在線運行計算數(shù)據(jù)進行安全穩(wěn)定計算，根據(jù)判斷條件對計 算結(jié)果進行判別，以進行綜合預警；
所述管理節(jié)點向各個計算節(jié)點廣播在線運行計算數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明實施例，實現(xiàn)的基于大規(guī)模并行處理的電網(wǎng)在線綜合預警方 法，通過基于離線分析方法的在線化以及現(xiàn)有在線分析軟件的集成改造，綜合 使用了PSASP、 BPA、 FASTEST、安全域在內(nèi)的，包括暫態(tài)穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定、 小干擾穩(wěn)定等多種穩(wěn)定分析軟件，在在線/離線分析一體化的基礎(chǔ)上，充分利用 了大電網(wǎng)實時數(shù)據(jù)和并行計算優(yōu)勢，完整地實現(xiàn)了跨區(qū)電網(wǎng)運行中在線、快速、 周期性的全面綜合預警功能，改變了傳統(tǒng)的基于典型方式離線進行電網(wǎng)穩(wěn)定分 析的模式，解決了電網(wǎng)運行所急需的電力系統(tǒng)長過程多重相繼故障(或開斷) 情況下的在線安全穩(wěn)定分析問題，提高了調(diào)度人員實時掌握大電網(wǎng)安全穩(wěn)定狀 況的能力，為應(yīng)對電網(wǎng)的大面積停電事故提供了寶貴的技術(shù)手段。


圖l示出了本發(fā)明實施例一的基于大M^莫并行處理的電網(wǎng)在線綜合預警方
法；
圖2示出了本發(fā)明實施例二的基于大規(guī)模并行處理的電網(wǎng)在線綜合預警系統(tǒng)。
具體實施例方式
為了便于本領(lǐng)域一般技術(shù)人員理解和實現(xiàn)本發(fā)明，現(xiàn)結(jié)合附圖描繪本發(fā)明 的實施例。 實施例一
本實施例提供了 一種基于大規(guī)模并行處理的電網(wǎng)在線綜合預警方法，所述
方法包括如下步驟
步驟ll、各個計算節(jié)點進行在線并行計算準備
電力系統(tǒng)離線穩(wěn)定計算采用分析軟件包，如PSASP、 BPA、 FASTEST 和TJU等，為實現(xiàn)電網(wǎng)安全穩(wěn)定問題的綜合預警，需要集成這些分析軟件的功 能，通過對比比較各類分析軟件的計算結(jié)果，同時對包括暫態(tài)穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定、 小干擾穩(wěn)定在內(nèi)的電網(wǎng)安全穩(wěn)定性做全面的、綜合性的評估，從而實現(xiàn)電網(wǎng)安 全綜合預警功 肯b。
然而電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定分析的計算工作量非常繁重，傳統(tǒng)依靠單才幾進4亍
的離線計算方法需要20小時才能完成，如果同時考慮 PSASP/BPA/FASTEST/TJU穩(wěn)定分析手段，計算耗時需要成倍增加，無法滿足 在線安全穩(wěn)定預警系統(tǒng)的計算時間要求，需要依靠并行計算技術(shù)實現(xiàn)。
為了滿足并行計算的要求，綜合預警方法需要在并行計算開始前做準備， 主要包括計算軟件進程的啟動、計算數(shù)據(jù)準備等2個方面。
其中，計算軟件進程的啟動階段中，預先啟動每類穩(wěn)定計算軟件進程，在 整個計算過程中常駐內(nèi)存，并根據(jù)并行計算平臺計算節(jié)點的特點，通過計算管理進程，啟動數(shù)量合適的計算子進程，依次分配計算任務(wù)。即，計算數(shù)據(jù)準備 階段，每類穩(wěn)定計算軟件預先讀入各自的固定數(shù)據(jù)，包括在線離線映射表、計 算設(shè)置參數(shù)等，為在線運行數(shù)據(jù)觸發(fā)做好計算準備。
步驟12、管理節(jié)點向各個計算節(jié)點廣播在線運行計算數(shù)據(jù)。 在線數(shù)據(jù)平臺通過整合潮流，把反應(yīng)大型互聯(lián)電網(wǎng)的在線運行數(shù)據(jù)發(fā)送給 并行計算平臺，在收到在線運行數(shù)據(jù)后，穩(wěn)定計算進入在線運行數(shù)據(jù)觸發(fā)階段。
管理節(jié)點通過平臺通信進程將計算數(shù)據(jù)(包括基于EMS (energy management system,能量管理系統(tǒng))狀態(tài)估計的潮流整合數(shù)據(jù)等)廣播到計算節(jié)點，計算 節(jié)點接收數(shù)據(jù)后通過信號機制通知應(yīng)用計算管理4妻口進程，計算管理接口進程 接收到啟動信號后，立即通知應(yīng)用計算任務(wù)子進程進行計算。
對于運行在并行計算平臺上的各類穩(wěn)定計算方法而言，基于合適的在線并 行計算準備，能在收到在線運行數(shù)據(jù)后的，立即同時開始所有的計算穩(wěn)定分析， 在并行計算平臺的龐大計算節(jié)點數(shù)量支持下，即使對于大型互聯(lián)電網(wǎng)規(guī)模的安 全穩(wěn)定問題，各類并行穩(wěn)定計的計算任務(wù)也均能在短時間內(nèi)全部完成。
步驟13、計算節(jié)點進行安全穩(wěn)定計算
在進入安全穩(wěn)定計算階段，調(diào)用的計算核心采用離線PSASP/BPA完全一致 的計算軟件，同時被調(diào)用的計算核心還包括FASTEST/TJU，為了滿足在線計算 的要求，在不修改計算核心的基礎(chǔ)上，計算方法在計算穩(wěn)定性、常駐內(nèi)存等方 面做了大量在線化改動，并同時支持在線數(shù)據(jù)和離線數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了在線/離線分 析一體化。
對于大量計算任務(wù)，安全穩(wěn)定計算還采用時序控制的方式安排計算任務(wù)， 每一類計算穩(wěn)定任務(wù)按照時間先后安排分析計算順序，在某類計算任務(wù)完成
后，自動開始下一類計算任務(wù)，大大增加了綜合預警計算方法的穩(wěn)定性和計算 效率。
步驟14、計算節(jié)點進行計算結(jié)果自動判別
為了滿足在線計算的要求，所有安全穩(wěn)定計算方法增加了計算結(jié)果自動判
6別功能，針對原有的離線計算人工觀察穩(wěn)定計算的情況，計算方法可對計算結(jié) 果自動進行判別，依靠離線每一類穩(wěn)定的判斷標準和在線計算的分析結(jié)論，自 動進行電氣分島與計算結(jié):淪數(shù)據(jù)分析，得出自動判別結(jié)果。例如對于暫態(tài)穩(wěn)定 種的功角穩(wěn)定問題，在線計算分析對于仿真過程中不同電氣分島內(nèi)的所有發(fā)電 機之間的功角進行監(jiān)視，當發(fā)現(xiàn)存在兩臺發(fā)電機的功角超過報警值時，就自動 判別為功角失穩(wěn)。對于需要報警的計算結(jié)果，還可自動生成摘要信息結(jié)論。在 所有計算任務(wù)完成后，在線計算方法通過并行計算平臺上傳結(jié)果。
步驟15、管理節(jié)點對穩(wěn)定計算結(jié)果進行匯總
計算節(jié)點將穩(wěn)定計算結(jié)果發(fā)給管理節(jié)點，以管理節(jié)點通過匯總所有計算軟 件的分析結(jié)論，通過規(guī)定所有穩(wěn)定計算統(tǒng)一的計算結(jié)果格式，把包括 PSASP/BPA/FASTEST/TJU在內(nèi)的所有安全穩(wěn)定計算結(jié)^論形成統(tǒng)一的結(jié)果文 件，并告知給電網(wǎng)運行生產(chǎn)人員，最終實現(xiàn)了暫態(tài)穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定、小干擾穩(wěn) 定在內(nèi)的電網(wǎng)安全綜合預警功能。
實施例二
如圖2所示，本實施例提供了 一種基于大規(guī)模并行處理的電網(wǎng)在線綜合預 警系統(tǒng)，包括計算節(jié)點和管理節(jié)點；
所述計算節(jié)點，用于進行在線并行計算準備，并接收管理節(jié)點廣播的在線 運行計算數(shù)據(jù)，根據(jù)在線運行計算數(shù)據(jù)進行安全穩(wěn)定計算，根據(jù)判斷條件對計
算結(jié)果進行判別，以進行綜合預警；
所述管理節(jié)點向各個計算節(jié)點廣播在線運行計算數(shù)據(jù)。 所述計算節(jié)點還用于將穩(wěn)定計算結(jié)果發(fā)給管理節(jié)點，以^便管理節(jié)點對穩(wěn)定 分析結(jié)果進^^'〔總。計算節(jié)點和管理節(jié)點工作可參照實施例一的描述。
根據(jù)本發(fā)明實施例，實現(xiàn)的基于大規(guī)模并行處理的電網(wǎng)在線綜合預警方 法，通過基于離線分析方法的在線化以及現(xiàn)有在線分析軟件的集成改造，綜合 使用了PSASP、 BPA、 FASTEST、安全域在內(nèi)的，包括暫態(tài)穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定、 小干擾穩(wěn)定等多種穩(wěn)定分析軟件，在在線/離線分析一體化的基礎(chǔ)上，充分利用了大電網(wǎng)實時數(shù)據(jù)和并行計算優(yōu)勢，完整地實現(xiàn)了跨區(qū)電網(wǎng)運行中在線、快速、 周期性的全面綜合預警功能，改變了傳統(tǒng)的基于典型方式離線進行電網(wǎng)穩(wěn)定分 析的模式，解決了電網(wǎng)運行所急需的電力系統(tǒng)長過程多重相繼故障(或開斷) 情況下的在線安全穩(wěn)定分析問題，提高了調(diào)度人員實時掌握大電網(wǎng)安全穩(wěn)定狀 況的能力，為應(yīng)對電網(wǎng)的大面積停電事故提供了寶貴的技術(shù)手H
雖然通過實施例描繪了本發(fā)明，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員知道，在不脫離本 發(fā)明的精神和實質(zhì)的情況下，就可使本發(fā)明有許多變形和變化，本發(fā)明的范圍 由所附的權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求
1、一種基于大規(guī)模并行處理的電網(wǎng)在線綜合預警方法，其特征在于，包括如下步驟各個計算節(jié)點進行在線并行計算準備；管理節(jié)點向各個計算節(jié)點廣播在線運行計算數(shù)據(jù)；計算節(jié)點根據(jù)在線運行計算數(shù)據(jù)進行穩(wěn)定計算；計算節(jié)點根據(jù)判斷條件對穩(wěn)定計算結(jié)果進行判別，以進行綜合預警。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述方法還包括計算節(jié)點 將穩(wěn)定計算結(jié)果發(fā)給管理節(jié)點，以便管理節(jié)點對穩(wěn)定計算結(jié)果進行匯總。
3、 一種基于大規(guī)模并行處理的電網(wǎng)在線綜合預警系統(tǒng)，其特征在于，包 括計算節(jié)點和管理節(jié)點；所述計算節(jié)點，用于進行在線并行計算準備，并接收管理節(jié)點廣播的在線 運行計算數(shù)據(jù)，根據(jù)在線運行計算數(shù)據(jù)進行安全穩(wěn)定計算，根據(jù)判斷條件對計 算結(jié)果進行判別，以進行綜合預警；所述管理節(jié)點向各個計算節(jié)點廣播在線運行計算數(shù)據(jù)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述計算節(jié)點還用于將穩(wěn)定 計算結(jié)果發(fā)給管理節(jié)點，以便管理節(jié)點對穩(wěn)定分析結(jié)果進行匯總。
全文摘要
本發(fā)明的實施例提供了一種基于大規(guī)模并行處理的電網(wǎng)在線綜合預警方法和系統(tǒng)，可解決現(xiàn)有技術(shù)不能在線預警的問題，可提高電網(wǎng)預警的準確度。所述方法包括各個計算節(jié)點進行在線并行計算準備；管理節(jié)點向各個計算節(jié)點廣播在線運行計算數(shù)據(jù)；計算節(jié)點根據(jù)在線運行計算數(shù)據(jù)進行穩(wěn)定計算；計算節(jié)點根據(jù)判斷條件對穩(wěn)定計算結(jié)果進行判別，以進行綜合預警。所述系統(tǒng)包括計算節(jié)點和管理節(jié)點。根據(jù)本發(fā)明實施例，可解決現(xiàn)有技術(shù)不能在線預警的問題，可提高電網(wǎng)預警的準確度。提高了調(diào)度人員實時掌握大電網(wǎng)安全穩(wěn)定狀況的能力，為應(yīng)對電網(wǎng)的大面積停電事故提供了寶貴的技術(shù)手段。
文檔編號G06F19/00GK101685479SQ200810168189
公開日2010年3月31日 申請日期2008年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月27日
發(fā)明者嚴劍峰, 侯俊賢, 施浩波, 朱偉江, 王勝明, 趙玉柱, 辛耀中, 亮 鄭, 超 鄭, 陶洪鑄 申請人:國家電力調(diào)度通信中心