一種基于并行計算平臺的小干擾輔助決策優(yōu)化方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于并行計算平臺的小干擾輔助決策優(yōu)化方法，包括以下步驟：濾除并行計算平臺中的無危害故障，并確定需要調(diào)整的嚴重故障；計算狀態(tài)量對各參數(shù)的靈敏度，生成狀態(tài)量對應(yīng)的靈敏度文件，并將靈敏度文件返回到調(diào)度節(jié)點進行匯總；生成調(diào)整量檔位文件，并將匯總后的靈敏度文件和調(diào)整量檔位文件依次下發(fā)至各計算節(jié)點；確定輔助決策的最終方案。本發(fā)明可實現(xiàn)電網(wǎng)傳統(tǒng)的離線方式計算向在線穩(wěn)定分析的轉(zhuǎn)變，為大電網(wǎng)的在線安全診斷和智能化調(diào)度提供了有效的技術(shù)手段。另外，在新增發(fā)輸電設(shè)備時進行阻尼可靠性計算，可以提供有效的輸電方案，發(fā)揮電網(wǎng)最大潛力。
【專利說明】一種基于并行計算平臺的小干擾輔助決策優(yōu)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種優(yōu)化方法，具體講涉及一種基于并行計算平臺的小干擾輔助決策優(yōu)化方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的迅速擴展，電網(wǎng)建設(shè)過程中局部地區(qū)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)本身存在的動態(tài)穩(wěn)定性差的問題，以及省網(wǎng)交直流運行和西電東送規(guī)模加大，使得低頻振蕩對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行潛在的威脅更為突出。電力市場競爭機制的引入使得電力系統(tǒng)發(fā)生事故后造成的社會影響和經(jīng)濟影響越來越大，對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的要求變得越來越高。為確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，要求運行人員必須實時、全面的了解電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)和潛在的事故隱患，掌握足夠的系統(tǒng)安全可靠信息與可用的發(fā)電調(diào)整冗余，并按實時工況來動態(tài)地修正運行極限值和控制策略，以使系統(tǒng)遠離潛在的不穩(wěn)定事故；隨著EMS/SCADA系統(tǒng)功能的不斷完善和廣泛使用，電力系統(tǒng)計算逐漸地從傳統(tǒng)的基于多個典型方式的離線計算轉(zhuǎn)為實時數(shù)據(jù)的在線計算。通過必要的預(yù)防措施和補救措施給出適當?shù)膮⒖挤桨福员Ｕ想娏ο到y(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于并行計算平臺的小干擾輔助決策優(yōu)化方法，可實現(xiàn)電網(wǎng)傳統(tǒng)的離線方式計算向在線穩(wěn)定分析的轉(zhuǎn)變，為大電網(wǎng)的在線安全診斷和智能化調(diào)度提供了有效的技術(shù)手段。另外，在新增發(fā)輸電設(shè)備時進行阻尼可靠性計算，可以提供有效的輸電方案，發(fā)揮電網(wǎng)最大潛力。
[0004]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案:
[0005]本發(fā)明提供一種基于并行計算平臺的小干擾輔助決策優(yōu)化方法，所述方法包括以下步驟:
[0006]步驟1:濾除并行計算平臺中的無危害故障，并確定需要調(diào)整的嚴重故障；
[0007]步驟2:計算狀態(tài)量對各參數(shù)的靈敏度，生成狀態(tài)量對應(yīng)的靈敏度文件，并將靈敏度文件返回到調(diào)度節(jié)點進行匯總；
[0008]步驟3:生成調(diào)整量檔位文件，并將匯總后的靈敏度文件和調(diào)整量檔位文件依次下發(fā)至各計算節(jié)點；
[0009]步驟4:確定輔助決策的最終方案。
[0010]所述步驟I包括以下步驟:
[0011]步驟1-1:通過小干擾穩(wěn)定計算濾除并行計算平臺中的無危害故障；
[0012]步驟1-2:通過故障排序，確定需要進行調(diào)整的嚴重故障；
[0013]步驟1-3:進行小干擾計算，并下發(fā)輸出的小干擾弱阻尼作業(yè)任務(wù)給計算節(jié)點。
[0014]所述步驟1-2中，并行計算平臺中滿足阻尼比ξ〈0.03的故障，則為需要進行調(diào)整的嚴重故障。[0015]所述步驟1-3中，對于小干擾弱阻尼作業(yè)任務(wù)，每個計算節(jié)點的作業(yè)任務(wù)只放置單個弱阻尼低頻振蕩特征值，并放置該特征值相對應(yīng)的特征向量，在調(diào)度節(jié)點上先通過相關(guān)因子計算獲取需要調(diào)整的發(fā)電機文件，包括待調(diào)發(fā)電機數(shù)據(jù)文件第Ι-nGen行、放置與特征值對應(yīng)的相關(guān)因子以及之下若干行放置待調(diào)發(fā)電機信息；待調(diào)發(fā)電機信息包括特征值編號、母線標號、最大發(fā)電機有功出力限值、最小發(fā)電機有功出力限值、分群結(jié)果、母線名稱、相關(guān)因子、實際發(fā)電機有功出力、相關(guān)因子權(quán)重比和母線區(qū)域號；
[0016]每個輔助決策節(jié)點的作業(yè)任務(wù)對應(yīng)特征值生成單個待調(diào)整發(fā)電機文件，多個弱阻尼作業(yè)任務(wù)則對應(yīng)生成多個待調(diào)整發(fā)電機文件，該文件包含若干條發(fā)電機信息，再將每個待調(diào)整發(fā)電機文件拆分成只含有單個發(fā)電機的多個文件形式，連同相關(guān)的計算配置文件，根據(jù)平臺計算節(jié)點個數(shù)把待調(diào)整發(fā)電機文件依次分發(fā)到各個計算節(jié)點；在計算節(jié)點上，根據(jù)分配得到的待調(diào)整發(fā)電機文件生成各自對應(yīng)的靈敏度文件，將這些文件返回到調(diào)度節(jié)點進行匯總后，根據(jù)最大調(diào)整量和調(diào)整方向等約束條件，生成調(diào)整量檔位文件。
[0017]所述步驟2包括以下步驟:
[0018]步驟2-1:在計算節(jié)點上，根據(jù)分配得到的待調(diào)整發(fā)電機文件，建立靈敏度數(shù)學模型，計算特征值阻尼關(guān)于運行方式的靈敏度；
[0019]設(shè)并行計算平臺在運行點處線性化后的狀態(tài)方程如下:
[0020]
【權(quán)利要求】
1.一種基于并行計算平臺的小干擾輔助決策優(yōu)化方法，其特征在于:所述方法包括以下步驟:步驟1:濾除并行計算平臺中的無危害故障，并確定需要調(diào)整的嚴重故障；步驟2:計算狀態(tài)量對各參數(shù)的靈敏度，生成狀態(tài)量對應(yīng)的靈敏度文件，并將靈敏度文件返回到調(diào)度節(jié)點進行匯總；步驟3:生成調(diào)整量檔位文件，并將匯總后的靈敏度文件和調(diào)整量檔位文件依次下發(fā)至各計算節(jié)點；步驟4:確定輔助決策的最終方案。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于并行計算平臺的小干擾輔助決策優(yōu)化方法，其特征在于:所述步驟1包括以下步驟:步驟1-1:通過小干擾穩(wěn)定計算濾除并行計算平臺中的無危害故障；步驟1-2:通過故障排序，確定需要進行調(diào)整的嚴重故障；步驟1-3:進行小干擾計算，并下發(fā)輸出的小干擾弱阻尼作業(yè)任務(wù)給計算節(jié)點。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于并行計算平臺的小干擾輔助決策優(yōu)化方法，其特征在于:所述步驟1-2中，并行計算平臺中滿足阻尼比ξ <0.03的故障，則為需要進行調(diào)整的嚴重故障。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于并行計算平臺的小干擾輔助決策優(yōu)化方法，其特征在于:所述步驟1-3中，對于小干擾弱阻尼作業(yè)任務(wù)，每個計算節(jié)點的作業(yè)任務(wù)只放置單個弱阻尼低頻振蕩特征值，并放置該特征值相對應(yīng)的特征向量，在調(diào)度節(jié)點上先通過相關(guān)因子計算獲取需要調(diào)整的發(fā)電機文件，包括待調(diào)發(fā)電機數(shù)據(jù)文件第Ι-nGen行、放置與特征值對應(yīng)的相關(guān)因子以及之下若干行放置待調(diào)發(fā)電機信息；待調(diào)發(fā)電機信息包括特征值編號、母線標號、最大發(fā)電機有功出力限值、最小發(fā)電機有功出力限值、分群結(jié)果、母線名稱、相關(guān)因子、實際發(fā)電機有功出力、相關(guān)因子權(quán)重比和母線區(qū)域號；每個輔助決策節(jié)點的作業(yè)任務(wù)對應(yīng)特征值生成單個待調(diào)整發(fā)電機文件，多個弱阻尼作業(yè)任務(wù)則對應(yīng)生成多個待調(diào)整發(fā)電機文件，該文件包含若干條發(fā)電機信息，再將每個待調(diào)整發(fā)電機文件拆分成只含有單個發(fā)電機的多個文件形式，連同相關(guān)的計算配置文件，根據(jù)平臺計算節(jié)點個數(shù)把待調(diào)整發(fā)電機文件依次分發(fā)到各個計算節(jié)點；在計算節(jié)點上，根據(jù)分配得到的待調(diào)整發(fā)電機文件生成各自對應(yīng)的靈敏度文件，將這些文件返回到調(diào)度節(jié)點進行匯總后，根據(jù)最大調(diào)整量和調(diào)整方向等約束條件，生成調(diào)整量檔位文件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于并行計算平臺的小干擾輔助決策優(yōu)化方法，其特征在于:所述步驟2包括以下步驟:步驟2-1:在計算節(jié)點上，根據(jù)分配得到的待調(diào)整發(fā)電機文件，建立靈敏度數(shù)學模型，計算特征值阻尼關(guān)于運行方式的靈敏度；設(shè)并行計算平臺在運行點處線性化后的狀態(tài)方程如下:
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于并行計算平臺的小干擾輔助決策優(yōu)化方法，其特征在于:所述步驟3包括以下步驟: 步驟3-1:根據(jù)約束條件，生成調(diào)整量檔位文件；所述約束條件包括最大調(diào)整量和調(diào)整方向； 步驟3-2:根據(jù)計算節(jié)點個數(shù)按照檔位從小到大的順序?qū)R總后的靈敏度文件和檔位文件依次下發(fā)至各計算節(jié)點； 步驟3-3:在各個計算節(jié)點上，根據(jù)匯總后的靈敏度文件和各自分配得到的調(diào)整量檔位文件生成對應(yīng)的調(diào)整量表，并把計算結(jié)果再次上傳至調(diào)度節(jié)點通過比較分析。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于并行計算平臺的小干擾輔助決策優(yōu)化方法，其特征在于:所述步驟4中，按照調(diào)整比例最小，且發(fā)電機輸出量調(diào)整后潮流收斂，發(fā)電機調(diào)整個數(shù)最小的調(diào)整方案入選最優(yōu)策略，作為輔助決策的最終方案。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一所述的基于并行計算平臺的小干擾輔助決策優(yōu)化方法，其特征在于:所述并行計算平臺包括客戶端、調(diào)度節(jié)點服務(wù)器、計算節(jié)點服務(wù)器和數(shù)據(jù)節(jié)點服務(wù)器； 所述計算節(jié)點服務(wù)器接收調(diào)度節(jié)點的組播數(shù)據(jù)啟動多線程計算，并將結(jié)果和計算狀態(tài)返回到調(diào)度節(jié)點，并形成日志信息保存到計算節(jié)點； 所述調(diào)度節(jié)點服務(wù)器提供潮流數(shù)據(jù)的組播，回收計算結(jié)果并分配下發(fā)計算任務(wù)，并存放每個集群的狀態(tài)信息和結(jié)果回收日志信息，供客戶端讀取； 所述數(shù)據(jù)節(jié)點服務(wù)器負責數(shù)據(jù)文件的存儲和計算結(jié)果處理并轉(zhuǎn)存到數(shù)據(jù)庫，通過光交換機儲存在磁盤陣列中；同時接受數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)節(jié)點服務(wù)器發(fā)送過來的潮流文件和調(diào)度服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)的計算結(jié)果文件數(shù)據(jù)，然后將上述文件數(shù)據(jù)按照時間目錄存儲到本地，保留日志文件信息，提供日志查詢 功能。
【文檔編號】G06Q50/06GK103701124SQ201410016555
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2014年1月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月14日
【發(fā)明者】劉娜娜, 陳繼林, 周智強, 于之虹, 孫永鋒, 秦長鋒, 裘微江, 陳勇 申請人:國家電網(wǎng)公司, 中國電力科學研究院