專利名稱：電力系統(tǒng)調(diào)度日計劃分時段并行安全穩(wěn)定校核方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)分析技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電力系統(tǒng)調(diào)度日計劃安全穩(wěn)定校核包括靜態(tài)、暫態(tài)和動態(tài)等安全穩(wěn)定校核，為了確保日計劃方式的安全穩(wěn)定性，需要評估電力系統(tǒng)受到各種可能的擾動后的安全穩(wěn)定性。 隨著電力系統(tǒng)的規(guī)模逐漸增大，需要進(jìn)行安全穩(wěn)定評估的預(yù)想故障集會很大，通常日計劃方式包含96個方式(每15分鐘1個方式)，若對每個方式都進(jìn)行大量預(yù)想故障集的安全穩(wěn)定評估，則計算量巨大，即使采用大規(guī)模并行處理平臺，計算節(jié)點(diǎn)的核數(shù)與預(yù)想故障數(shù)相當(dāng)， 每個計劃方式所有考核故障的暫態(tài)安全穩(wěn)定評估能夠按單算例并行，并通過1次仿真計算完成，則對于20000個計算節(jié)點(diǎn)、3000臺發(fā)電機(jī)的電力系統(tǒng)，完成96個方式的安全穩(wěn)定校核，大約需要2小時。在電網(wǎng)的實(shí)際調(diào)度計劃安排中，每個日計劃方式的預(yù)想故障全集中包含了大量輕微故障，真正需要進(jìn)行仿真計算評估的嚴(yán)重故障并不多。專利“電力系統(tǒng)在線安全穩(wěn)定評估預(yù)想故障集自適應(yīng)篩選方法”(ZL 2008 1 0243660. 7)基于的電網(wǎng)安全穩(wěn)定裕度和安全穩(wěn)定模式是電網(wǎng)安全穩(wěn)定程度的量化指標(biāo)，以安全穩(wěn)定裕度為指標(biāo)，結(jié)合安全穩(wěn)定模式和電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的變化程度，從預(yù)想故障全集中篩選出需要重新計算的預(yù)想故障子集，作為滿足工程實(shí)用要求的隨電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)變化的動態(tài)預(yù)想故障集，大幅度減小了當(dāng)前時間斷面下在線安全穩(wěn)定評估中需要詳細(xì)計算的預(yù)想故障集的規(guī)模，有效提高了在線安全穩(wěn)定評估的計算速度。若在日計劃安全穩(wěn)定校核串行流程中應(yīng)用該專利技術(shù)，只會減少日計劃安全穩(wěn)定校核的計算量，即使并行處理平臺的計算規(guī)模不變，也不會減少日計劃安全穩(wěn)定校核的計算時間。因此，為了在同等并行處理平臺規(guī)模下，縮短日計劃方式安全穩(wěn)定校核的計算時間，不僅需要應(yīng)用該專利技術(shù)，而且需要對日計劃安全穩(wěn)定校核的計算流程進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是在確保安全穩(wěn)定校核結(jié)果可靠性的前提下，減少電力系統(tǒng)調(diào)度日計劃安全穩(wěn)定校核的計算時間。本發(fā)明采用以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)，包括下述步驟
1)根據(jù)并行處理平臺的算例并行計算能力和日計劃方式下經(jīng)篩選后的考核故障平均數(shù)，將多個計劃方式按斷面時間先后順序劃分成不同時段的計劃方式組；
2)針對各時段方式的安全穩(wěn)定評估，在并行處理平臺的管理節(jié)點(diǎn)上分別進(jìn)行故障篩選、計算任務(wù)組織和計算任務(wù)管理，采用計算任務(wù)“先申請，先執(zhí)行”和負(fù)載均衡的調(diào)度策略，充分利用并行處理平臺的計算資源，按計劃方式的斷面時間排序進(jìn)行評估；
3)若所有的日計劃方式的安全穩(wěn)定性都已評估結(jié)束，則根據(jù)其中不滿足安全穩(wěn)定要求的計劃方式數(shù)進(jìn)行分組，采用計算任務(wù)“先申請，先執(zhí)行”和負(fù)載均衡的調(diào)度策略，充分利用并行處理平臺的計算資源，對不同的計劃方式分別、并行進(jìn)行輔助決策計算。
效果和優(yōu)點(diǎn)
本發(fā)明通過優(yōu)化設(shè)計電力系統(tǒng)調(diào)度日計劃安全穩(wěn)定校核計算流程，應(yīng)用預(yù)想故障集自適應(yīng)篩選方法，不需要憑經(jīng)驗設(shè)置安全穩(wěn)定校核預(yù)想故障集，即可實(shí)現(xiàn)日計劃安全穩(wěn)定的快速校核。若每個計劃方式的嚴(yán)重故障數(shù)目占預(yù)想故障全集的10%，且日計劃方式中有10% 的計劃方式需要計算輔助決策，并行處理平臺的計算節(jié)點(diǎn)核數(shù)與預(yù)想故障全集的故障數(shù)基本相等，應(yīng)用本發(fā)明，進(jìn)行日計劃96點(diǎn)方式的安全穩(wěn)定校核，計算速度將提高8倍左右。


圖1是本發(fā)明方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖1，對本發(fā)明方法進(jìn)行詳細(xì)描述。本發(fā)明將日計劃安全穩(wěn)定校核分為兩階段，第一階段完成所有計劃方式的安全穩(wěn)定評估，第二階段針對不滿足安全穩(wěn)定要求的方式進(jìn)行輔助決策計算。步驟1到步驟6為安全穩(wěn)定評估階段，步驟7到步驟10為安全穩(wěn)定輔助決策階段。圖1中步驟1描述的是如何將日計劃方式按斷面時間先后順序劃分成不同時段的計劃方式組。具體劃分方法如下。若并行處理平臺所有計算節(jié)點(diǎn)的總核數(shù)為M，計劃方式下考核故障全集經(jīng)篩選后的暫態(tài)安全穩(wěn)定考核故障平均數(shù)目為f，可人為設(shè)定，也可設(shè)定為相似日的計劃方式安全穩(wěn)定校核計算中篩選后的暫態(tài)安全穩(wěn)定考核故障平均數(shù)；
力分配給1個計劃方式小擾動穩(wěn)定評估的核數(shù)，可根據(jù)小擾動穩(wěn)定評估的計算量與單
算例暫態(tài)安全穩(wěn)定評估的計算量之間的比值進(jìn)行設(shè)定“力分配給1個計劃方式靜態(tài)安全評估的核數(shù)，可根據(jù)靜態(tài)安全評估的計算量與單算例暫態(tài)安全穩(wěn)定評估的計算量之間的比值進(jìn)行設(shè)定；t為設(shè)定的日計劃安全穩(wěn)定評估計算任務(wù)占用計算節(jié)點(diǎn)核的系數(shù)。則根據(jù)公式(1)將N個日計劃方式按斷面時間先后順序盡可能平均分配成k組α取整數(shù)值)，以 。 Ci來分別表示A個計劃方式組，即從q到Ci方式組的時間段是按先后順序排列
的，斷面時間處于不同時段的計劃方式分在不同的計劃方式組中。若N可以被i整除，則將N 個計劃方式平均分配成A個計劃方式組。若N不能被A整除，則優(yōu)先給排序號為奇數(shù)的計劃方式組多分配1個計劃方式。即假設(shè)N不能被A整除，其商為^余數(shù)為i，則對于A為偶數(shù)
的情況，當(dāng)i小于等于對于排序號為奇數(shù)的計劃方式組ρ廣廣共i個計劃方式
組分別分配Ci + 1)個計劃方式，否則，對于所有排序號為奇數(shù)的計劃方式組均分配Ci + 1)
L·
個計劃方式，再對排序號為偶數(shù)的(i - 個計劃方式組分別分配^ , ι “個計劃方式；對
2KJ + D
I--Ll
于左為奇數(shù)的情況，當(dāng)i小于等于；一，對于排序號為奇數(shù)的計劃方式組一一 r 共 i個計劃方式組分別分配(i +1)個計劃方式，否則，對于所有排序號為奇數(shù)的計劃方式組均分配(f + υ個計劃方式，再對排序號為偶數(shù)的O -j)個計劃方式組分別分配(;+ υ
個計劃方式。其他計劃方式組則平均分配J·個計劃方式。
權(quán)利要求
1.電力系統(tǒng)調(diào)度日計劃分時段并行安全穩(wěn)定校核方法，包括以下步驟根據(jù)并行處理平臺的算例并行計算能力和日計劃方式下經(jīng)篩選后的考核故障平均數(shù)， 將多個計劃方式按斷面時間先后順序劃分成不同時段的計劃方式組；針對各時段方式的安全穩(wěn)定評估，在并行處理平臺的管理節(jié)點(diǎn)上分別進(jìn)行故障篩選、 計算任務(wù)組織和計算任務(wù)管理，采用計算任務(wù)“先申請，先執(zhí)行”和負(fù)載均衡的調(diào)度策略，充分利用并行處理平臺的計算資源，按計劃方式的斷面時間排序進(jìn)行評估；若所有的日計劃方式的安全穩(wěn)定性都已評估結(jié)束，則根據(jù)其中不滿足安全穩(wěn)定要求的計劃方式數(shù)進(jìn)行分組，采用計算任務(wù)“先申請，先執(zhí)行”和負(fù)載均衡的調(diào)度策略，充分利用并行處理平臺的計算資源，對不同的計劃方式分別、并行進(jìn)行輔助決策計算。
2.根據(jù)權(quán)利1要求所述的電力系統(tǒng)調(diào)度日計劃分時段并行安全穩(wěn)定校核方法，其特征在于，步驟1)按斷面時間段對日計劃方式進(jìn)行分組，具體的劃分方法如下；若并行處理平臺所有計算節(jié)點(diǎn)的總核數(shù)為M,計劃方式下考核故障全集經(jīng)蹄選后的暫態(tài)安全穩(wěn)定考核故障平均數(shù)目為f，可人為設(shè)定，也可設(shè)定為相似日的it^iJ方式安全穩(wěn)定校核計算中蹄選后的暫態(tài)安全穩(wěn)定考核故障平均數(shù)；力分配給1個計劃方式小擾動穩(wěn)定評估的核數(shù)，可根據(jù)小擾動穩(wěn)定評估的計算量與單算例暫態(tài)安全穩(wěn)定評估的計算量之間的比值進(jìn)行設(shè)定；巧為分配給1個計劃方式靜態(tài)安全評估的核數(shù),可根據(jù)靜態(tài)安全評估的計算量與單算例暫態(tài)安全穩(wěn)定評估的計算量之間的比值進(jìn)行設(shè)定j為設(shè)定的日計劃安全穩(wěn)定評估計算任務(wù)占用計算節(jié)點(diǎn)核的系數(shù)；則根據(jù)公式(1)將N個日計劃方式按斷面時間先后順序盡可能平均分配成k組α取整數(shù)值)，以C1, …s Ci來分別表示k個計劃方式組，即從C1到Ci方式組的時間段是按先后順序排列的；若N可以被左整除，則將N個計劃方式平均分配成左個計劃方式組；若N不能被A整除，則優(yōu)先給排序號為奇數(shù)的計劃方式組多分配1個計劃方式；)(I)0JT + J^1 + i 2
3.根據(jù)權(quán)利1要求所述的電力系統(tǒng)調(diào)度日計劃分時段并行安全穩(wěn)定校核方法，其特征在于，步驟2)在日計劃安全穩(wěn)定校核計算啟動時，首先分別針對排序為奇數(shù)號的方式組中最后一個計劃方式(若A為奇數(shù)，則對第A個計劃方式組也可以從該方式組的第一個計劃方式開始)，進(jìn)行包括相應(yīng)方式所有考核故障的計算任務(wù)組織、計算任務(wù)提交、安全穩(wěn)定評估和計算結(jié)果收集與分析；各方式組的計算任務(wù)組織、計算任務(wù)執(zhí)行與管理相互獨(dú)立，并行處理平臺采用計算任務(wù)“先申請，先執(zhí)行”和負(fù)載均衡原則的計算任務(wù)調(diào)度策略，充分利用并行處理平臺的計算資源；一旦其中有一個計劃方式的安全穩(wěn)定評估已經(jīng)完成，則對排序為奇數(shù)號的相應(yīng)方式組中的方式按斷面時間倒序進(jìn)行故障篩選，即奇數(shù)組中方式的故障篩選是基于斷面時間排在其后面的方式的安全穩(wěn)定評估結(jié)果(若A為奇數(shù)，且第A個計劃方式組選擇的是第一個計劃方式，則對于該方式組要按斷面時間先后順序進(jìn)行故障篩選)；對于排序為偶數(shù)號的方式組中的方式按斷面時間先后順序進(jìn)行故障篩選，即偶數(shù)組中方式的故障篩選是基于斷面時間排在其前面的方式的安全穩(wěn)定評估結(jié)果；一旦其中有一個計劃方式的故障篩選已經(jīng)完成，則該方式組根據(jù)故障篩選結(jié)果，進(jìn)行包括相應(yīng)方式的篩選后故障的計算任務(wù)組織、計算任務(wù)提交、安全穩(wěn)定評估和計算結(jié)果收集與分析；各方式組的故障篩選、計算任務(wù)組織、計算任務(wù)執(zhí)行與管理相互獨(dú)立，并行處理平臺仍然采用計算任務(wù)“先申請， 先執(zhí)行”和負(fù)載均衡原則的計算任務(wù)調(diào)度策略，充分利用并行處理平臺的計算資源；通過迭代，直至各方式組中所有方式的安全穩(wěn)定評估均已完成。
4.根據(jù)權(quán)利1要求所述的電力系統(tǒng)調(diào)度日計劃分時段并行安全穩(wěn)定校核方法，其特征在于，步驟3)若所有的日計劃方式中有η個計劃方式不滿足安全穩(wěn)定要求，則將η個計劃方式的輔助決策計算分為η組，在管理節(jié)點(diǎn)上分別設(shè)置相應(yīng)的輔助決策分析、計算任務(wù)組織和計算任務(wù)管理模塊，對于各組輔助決策的計算任務(wù)，采用計算任務(wù)“先申請，先執(zhí)行” 和負(fù)載均衡原則的計算任務(wù)調(diào)度策略，充分利用并行處理平臺的計算資源；輔助決策分析模塊根據(jù)該方式的安全穩(wěn)定評估結(jié)果、候選的輔助決策措施空間、輔助決策精度要求和并行處理平臺中處于空閑狀態(tài)的計算資源，生成多組待安全穩(wěn)定評估的輔助決策措施計算任務(wù)；針對各個計劃方式分別進(jìn)行計算任務(wù)組織、計算任務(wù)提交和采取輔助決策措施后的安全穩(wěn)定評估及計算結(jié)果收集與分析，通過迭代，完成不同的計劃方式的輔助決策計算。
全文摘要
本發(fā)明屬電力系統(tǒng)分析技術(shù)領(lǐng)域，適用于基于大規(guī)模并行處理平臺的日計劃方式安全穩(wěn)定校核，將日計劃安全穩(wěn)定校核分為兩階段，第一階段完成所有計劃方式的安全穩(wěn)定評估，第二階段針對不滿足安全穩(wěn)定要求的方式進(jìn)行輔助決策計算。在安全穩(wěn)定評估階段，根據(jù)并行處理平臺的算例并行計算能力和計劃方式下經(jīng)篩選后的考核故障平均數(shù)，對計劃方式進(jìn)行按時段分組，針對各時段方式的安全穩(wěn)定評估，在并行處理平臺的管理節(jié)點(diǎn)上分別進(jìn)行故障篩選與計算任務(wù)管理，采用計算任務(wù)“先申請，先執(zhí)行”和負(fù)載均衡的調(diào)度策略，充分利用并行處理平臺的計算資源。在輔助決策計算階段，則根據(jù)不滿足安全穩(wěn)定要求的計劃方式數(shù)進(jìn)行分組，實(shí)現(xiàn)對不同方式并行的輔助決策計算。
文檔編號G06Q50/00GK102254245SQ201110162400
公開日2011年11月23日 申請日期2011年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月16日
發(fā)明者萬芳茹, 劉韶峰, 周海峰, 尹玉君, 徐健, 徐泰山, 李碧君, 王勝明, 謝傳治, 郭劍 申請人:南京南瑞集團(tuán)公司, 國網(wǎng)電力科學(xué)研究院