基于面向服务架构的调度计划安全校核网格计算

电力调度安全校核业务的多样性对电网调度模式和信息化技术提出了重大挑战。通过分析面向服务系统架构的松耦合信息集成特点和并行化编程的思想,提出了智能电网调度计划安全校核网格计算模型及其关键技术。介绍了该系统的参考架构和详细设计;通过引入电网分区的方法来保证校核断面区域电网交换功率和交流潮流的收敛性;采用基于分时段并行的方法对日前计划安全校核,实现调度计划安全校核的快速智能计算。大电网的仿真计算结果表明此算法可行,并具有较高的计算效率,为智能电网调度计划安全校核网格计算的研究提供了一种可行的方法。     

基于面向服务架构的调度计划安全校核网格计算

电力调度安全校核业务的多样性对电网调度模式和信息化技术提出了重大挑战.通过分析面向服务系统架构的松耦合信息集成特点和并行化编程的思想,提出了智能电网调度计划安全校核网格计算模型及其关键技术.介绍了该系统的参考架构和详细设计;通过引入电网分区的方法来保证校核断面区域电网交换功率和交流潮流的收敛性;采用基于分时段并行的方法对日前计划安全校核,实现调度计划安全校核的快速智能计算.大电网的仿真计算结果表明此算法可行,并具有较高的计算效率,为智能电网调度计划安全校核网格计算的研究提供了一种可行的方法.     

基于平均化理论的PWM变流器电磁暂态快速仿真方法：(三)适用于图像处理器的改进EMTP并行仿真算法

智能电网技术的发展需要快速电磁暂态程序(EMTP),而日益广泛应用的图像处理器(GPU)为电磁暂态仿真提供了高效的仿真环境和平台。文中首先提出了细粒度并行算法的运算级并行策略,即基于单指令多数据流(SIMD)的运算级并行策略和基于共享内存的运算级并行策略。随后,设计了应用这两种并行策略的改进电磁暂态细粒度并行算法。三相脉宽调制(PWM)变流器仿真测试表明,适用于GPU的细粒度并行算法能够在保证仿真正确性的同时,显著提高仿真效率,从而验证了基于GPU的细粒度并行仿真算法适用于带有开关过程和复杂控制的大规模电力系统快速电磁暂态仿真应用的可行性。     

基于PC机群的电力系统机电暂态仿真并行算法

在电力系统的动态稳定在线评估和实时仿真计算中，并行处理是一种非常有发展前途的技术。许多种类的并行算法已被提出，并在不同类型的并行计算机上实现。由于具有性价比高、升级和扩展性能好的特点，PC机群并行计算机吸引了越来越多的注意力。本文综述和讨论了几种机电暂态并行算法，特别是在PC机群上实现这些算法的有利和不利条件。本文讨论的并行算法包括：网络分割、线性方程并行求解、牛顿类算法和一些时间并行算法。     

电力系统暂态稳定计算的一种时间并行算法

介绍了一种电力系统暂态稳定计算的时间并行算法。该算法应用隐式梯形积分法将描述电力系统有关元件动态特性的微分方程转化成差分方程，采用牛顿法对相应的差分方程和网络代数方程进行联立求解。借助于流水线处理技术的思想方法，实现了对暂态稳定计算中多个积分时间步的并行求解。描述了所提出的算法在IBM-SP2并行计算机上的实现方法。通过大型电力系统的仿真计算，对所提出的时间并行算法进行了评估。     

基于MPI的电力系统潮流并行算法研究

为适应电力系统潮流在线计算实时性要求,提出一种基于消息传递接口MPI的PQ分解法并行潮流算法。分别以IEEE118、IEEE300和IEEE622母线标准测试系统为例,在自行搭建的计算机机群上对提出的并行算法进行了仿真实验。结果表明,该算法减少了计算时间,具有较高的加速比和并行效率。     

P2P技术在电力网格中的应用

把P2P技术和网格技术结合起来,通过将P2P技术引入电力网格,提出了电力系统的P2P-Grid模型,实现这两种技术的优势互补,以解决电力网格应用于电力系统的大规模整合所带面临的瓶颈问题,并提高电力网格对部分电力系统计算服务的性能。通过利用JXTA技术搭建P2P电力计算网格,在IEEE118电力模型上实现了基于P2P计算的电力系统分布式潮流分析,验证了P2P技术和电力网格技术融合的可行性和有效性。     

探讨基于P2P的数据共享方式在电力系统通信网的实现

描述了新的数据共享模式P2P技术的发展现状,并以该技术在电网继电保护信息系统的应用为例,利用新一代编程语言C#开发了一个基于P2P及开发平台VS.NET的电力系统数据共享的程序,经过测试可以实现其设计的功能,并对P2P在电力系统中的应用前景进行了介绍。     

基于集群计算机的保护定值在线校核

采用分布式计算技术,研究并实现了基于集群计算机的保护定值在线校核并行计算方法.首先分析了保护定值校核计算的计算量和计算特点,接着对可能采用的并行计算方法进行比较,最后选择了基于电网分块的并行计算方法.采用协调机加计算子机的计算模式,在协调机上执行分块算法,通过基于主导节点的图划分方法把电网分成几块,每台计算子机只校核1块电网内的保护定值,最后由协调机收集汇总计算结果.现场应用证明,该并行计算方法正确、有效.     

基于动态短路电流计算的继电保护定值在线校核系统

基于暂态仿真得到动态短路电流计算方法,比较了动态短路电流计算方法与静态阻抗等值方法对电网模型处理的差异,指出了动态短路电流计算方法的优越性。基于动态短路电流计算方法设计,建立了继电保护定值在线校核系统。通过能量管理系统获得当前电网真实的运行状态,自动进行各类故障情况下的暂态仿真计算,获得系统各处的短路电流,实现了对继电保护定值的实时在线校核计算;与继电保护装置的当前定值进行比对,对存在安全隐患的情况进行预警。阐述了继电保护定值在线校核系统的实现方案和具体功能。介绍了继电保护定值在线校核系统在华北电网的应用情况。     

潮流计算的对等式计算模式研究

为克服当前串行和并行计算的不足,在阐述P2P的网络计算模式的优点,分析网络计算环境下潮流计算的数学模型和计算方法的基础上,研究了此计算模式的对等式管理调度、动态交互特点及调度算法,以实现应用基于P2P的网络计算模式于潮流计算。此计算模式采取静态和动态调度相结合,可灵活根据计算任务的具体情况调整计算资源拓扑结构,使负载平衡实现更容易。算例计算结果表明了此计算模式的有效性。     

大规模电网并行潮流算法

提出了一种大规模电力系统并行潮流算法。该算法将电力网络划分成若干个子网,以子网为计算节点、联络线为支路构造浓缩网格,进行潮流计算时通过双向迭代方法交替实现对网格和网格中计算节点的牛顿法线性增量方程的求解。该算法有效提高了电力系统潮流方程联立求解的效率,为大规模电力系统并行潮流计算提供了方法。在新英格兰测试系统和我国东北电网上进行了验算,结果验证了算法的有效性和合理性。     

对等计算环境下的电力系统仿真应用研究

为解决集中式大型计算系统的计算瓶颈问题,提高电力仿真计算的响应速度和可靠性,充分利用大量闲置的计算资源,构建了基于P2P（Peer to Peer）机制的电力系统仿真计算平台。分析P2P技术与电力系统仿真结合的可行性;采用混合的P2P结构设计了仿真平台总体架构;针对电力仿真平台的特定需求,规定了P2P通信协议并分析了协议的语法和语义;在研究P2P分布式存储系统结构的基础上,提出了仿真平台的存储方案。经算例验证,该平台在解决大规模计算方面展现了较大的优越性,具有广泛的应用前景。     

一种电网等值分解及短路计算新方法

近年来我国电网规模及复杂性不断增加,现有继电保护离线整定方法已越来越难满足保护性能的要求。随着广域信息测量及电网通信技术的快速发展,继电保护在线整定无疑是解决上述问题的有效措施,而对大型电力系统网络结构及运行方式进行快速短路计算是在线整定技术发展的一项重要前提。首先提出了一种电力系统扰动域划分方法,在此基础上将复杂大电网等值分解为若干小型子网以简化短路及整定计算求解过程,并进一步基于LDU分解法设计了一种采取并行运算的快速短路计算新方法。基于OPENMP并行计算平台的程序计算结果证明了新方法与传统单核串行计算相比运算速度显著提升,为在线整定技术的发展提供了新的思路及解决方案。     

跨平台的海量波形数据并行绘制算法

针对当前第三方电力暂态数据分析软件在绘制海量波形数据时出现的效率低下、反应缓慢情况,结合多核并行计算技术,提出了一种可跨平台的海量COMTRADE波形数据并行绘制算法及其技术。该算法在分析传统串行绘制系统内部关系的基础上,提出了基于并行绘制的新型关系:将原有单一图层分为波形图层和用户控制图层,其中以并行方式绘制波形图层,而后通过融合图层方式完成最终绘制。通过试验分析Windows和UNIX下的各种图形绘制技术,找到了最适合海量波形数据并行绘制的跨平台技术组合:“QImage+QPainter”技术模式。结合跨平台的线程库Pthreads,详细论述了并行绘制算法的每个步骤,给出了让通道绘制线程能负载平衡运行的绘制工作量均分公式,同时给出了通道绘制线程和图层融合详细算法的伪码。试验证明所提出的并行绘制算法可获得较大加速比,并可随着绘制工作量的加大和CPU核的增多,获得线性加速比。     

基于web技术的P2P系统计算力模型

通过研究已有P2P系统的特性,采用基于web技术的方法,从分析系统计算力入手,提出基于web技术的P2P系统计算力模型,论述该模型的体系结构和关键问题及性能优点,主要解决如何提高P2P系统的计算力的问题.     

基于PSCAD/EMTDC的大规模新能源并网电磁暂态并行仿真

随着大规模新能源并网,大量电力电子元器件的接入使传统电网电磁暂态特性发生了很大改变,无论从算法还是计算规模上都对电网仿真提出了新要求。在PSCAD（电力系统计算机辅助设计）上搭建了含新能源接入的内蒙古电网电磁暂态模型,实现全网的电磁暂态精确仿真;基于集群并行仿真技术,解决了因计算规模过大导致无法计算或仿真效率低的问题;进一步提出了基于节点矩阵规模的网络均衡整合方法,减少了计算资源的占用率。仿真结果表明,集群并行技术可有效提升新能源并网电磁暂态模型的仿真效率;同时,在保证仿真速度的前提下创新研究的网络均衡整合方法,可实现计算资源的利用效率优化。     

基于PSCAD/EMTDC的大规模新能源并网电磁暂态并行仿真

随着大规模新能源并网,大量电力电子元器件的接入使传统电网电磁暂态特性发生了很大改变,无论从算法还是计算规模上都对电网仿真提出了新要求。在PSCAD（电力系统计算机辅助设计）上搭建了含新能源接入的内蒙古电网电磁暂态模型,实现全网的电磁暂态精确仿真;基于集群并行仿真技术,解决了因计算规模过大导致无法计算或仿真效率低的问题;进一步提出了基于节点矩阵规模的网络均衡整合方法,减少了计算资源的占用率。仿真结果表明,集群并行技术可有效提升新能源并网电磁暂态模型的仿真效率;同时,在保证仿真速度的前提下创新研究的网络均衡整合方法,可实现计算资源的利用效率优化。     

云平台下全维度电力设备状态数据并行化处理技术

数据集成和信息共享是建立智能电网的必然趋势,设备状态数据越来越多地被发送到控制中心,如何快速处理大量的历史数据和实时在线监测数据成为亟待解决的问题。结合开源云平台和大型数据处理技术,对电力设备运行状态监控数据进行并行计算和诊断研究,提出基于Spark内存技术的集合经验模型的分解并行算法EEMD,以补偿复杂场景处理中HDoop Map Reduce的不足,设计实现了两种不同结构的并行EEMD算法,并通过对比实验分析算法的性能,研究工作可为我国电力设备状态数据并行处理技术的发展提供一定的参考和借鉴。