基於大規模並行處理的電網在線綜合預警方法和系統的製作方法

2023-08-11 20:17:41

專利名稱：基於大規模並行處理的電網在線綜合預警方法和系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電網技術，尤其涉及一種基於大規模並行處理的電網在線 綜合預警方法和系統。
背景技術：
從整體上看，我國電網的暫穩問題和動態穩定問題不同程度的存在，電網 的低頻振蕩事件也有發生，這要求在線預警功能必須實現包括暫態穩定、電壓
穩定、小幹擾穩定在內的電網安全綜合預警功能；長過程的相繼故障(或開斷) 誘發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，在相繼故障發生過程中就能發現安全穩定問題；跨區互聯電網規模大， 覆蓋地域廣，電網建設滯後，電網分屬不同的調度機構運行和管理，運行方式 的安排和理複雜，要求在線預警功能支持全網範圍的大規模電網仿真計算；傳 統離線計算具備豐富成熟的電網分析手段和經驗，是當前電網日常運行指導的 主要基礎，在線預警功能必須以離線分析計算為基礎，實現在線/離線分析一體 化，保障分析結論的正確性。
現有的安全穩定分析方法主要依靠離線計算軟體實現，而適合大規模並行 計算平臺的在線安全穩定分析軟體急需開發，在離線計算軟體改造的基礎上， 滿足大規模電網安全分析計算及其效率的要求。
目前電力系統離線穩定計算採用的軟體包(如，PSASP、 BPA兩種)均包 含暫態穩定、電壓穩定、小幹擾穩定以及其他各種常用穩定計算方法，但其基 礎計算數據主要通過年度預想方式構建，主要應用於離線計算，沒有大規模在 線應用實現，尤其支持數據的周期性更新和觸發計算，計算結果的自動判別，穩定結果的匯總分析等在線化應用方面尚缺。

發明內容
本發明的實施例提供了 一種基於大規模並行處理的電網在線綜合預警方 法和系統，可解決現有技術不能在線預警的問題，可提高電網預警的準確度。 本發明的實施例提供了 一種基於大規模並行處理的電網在線綜合預警方
法，包括如下步驟
各個計算節點進行在線並行計算準備；
管理節點向各個計算節點廣播在線運行計算數據；
計算節點根據在線運行計算數據進行穩定計算； 計算節點根據判斷條件對穩定計算結果進行判別，以進行綜合預警。
本發明的實施例還提供了 一種基於大規模並行處理的電網在線綜合預警 系統，包括計算節點和管理節點；
所述計算節點，用於進行在線並行計算準備，並接收管理節點廣播的在線 運行計算數據，根據在線運行計算數據進行安全穩定計算，根據判斷條件對計 算結果進行判別，以進行綜合預警；
所述管理節點向各個計算節點廣播在線運行計算數據。
根據本發明實施例，實現的基於大規模並行處理的電網在線綜合預警方 法，通過基於離線分析方法的在線化以及現有在線分析軟體的集成改造，綜合 使用了PSASP、 BPA、 FASTEST、安全域在內的，包括暫態穩定、電壓穩定、 小幹擾穩定等多種穩定分析軟體，在在線/離線分析一體化的基礎上，充分利用 了大電網實時數據和並行計算優勢，完整地實現了跨區電網運行中在線、快速、 周期性的全面綜合預警功能，改變了傳統的基於典型方式離線進行電網穩定分 析的模式，解決了電網運行所急需的電力系統長過程多重相繼故障(或開斷) 情況下的在線安全穩定分析問題，提高了調度人員實時掌握大電網安全穩定狀 況的能力，為應對電網的大面積停電事故提供了寶貴的技術手段。


圖l示出了本發明實施例一的基於大M^莫並行處理的電網在線綜合預警方
法；
圖2示出了本發明實施例二的基於大規模並行處理的電網在線綜合預警系統。
具體實施例方式
為了便於本領域一般技術人員理解和實現本發明，現結合附圖描繪本發明 的實施例。 實施例一
本實施例提供了 一種基於大規模並行處理的電網在線綜合預警方法，所述
方法包括如下步驟
步驟ll、各個計算節點進行在線並行計算準備
電力系統離線穩定計算採用分析軟體包，如PSASP、 BPA、 FASTEST 和TJU等，為實現電網安全穩定問題的綜合預警，需要集成這些分析軟體的功 能，通過對比比較各類分析軟體的計算結果，同時對包括暫態穩定、電壓穩定、 小幹擾穩定在內的電網安全穩定性做全面的、綜合性的評估，從而實現電網安 全綜合預警功 肯b。
然而電力系統的安全穩定分析的計算工作量非常繁重，傳統依靠單才幾進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穩定分析手段，計算耗時需要成倍增加，無法滿足 在線安全穩定預警系統的計算時間要求，需要依靠並行計算技術實現。
為了滿足並行計算的要求，綜合預警方法需要在並行計算開始前做準備， 主要包括計算軟體進程的啟動、計算數據準備等2個方面。
其中，計算軟體進程的啟動階段中，預先啟動每類穩定計算軟體進程，在 整個計算過程中常駐內存，並根據並行計算平臺計算節點的特點，通過計算管理進程，啟動數量合適的計算子進程，依次分配計算任務。即，計算數據準備 階段，每類穩定計算軟體預先讀入各自的固定數據，包括在線離線映射表、計 算設置參數等，為在線運行數據觸發做好計算準備。
步驟12、管理節點向各個計算節點廣播在線運行計算數據。 在線數據平臺通過整合潮流，把反應大型互聯電網的在線運行數據發送給 並行計算平臺，在收到在線運行數據後，穩定計算進入在線運行數據觸發階段。
管理節點通過平臺通信進程將計算數據(包括基於EMS (energy management system,能量管理系統)狀態估計的潮流整合數據等)廣播到計算節點，計算 節點接收數據後通過信號機制通知應用計算管理4妻口進程，計算管理接口進程 接收到啟動信號後，立即通知應用計算任務子進程進行計算。
對於運行在並行計算平臺上的各類穩定計算方法而言，基於合適的在線並 行計算準備，能在收到在線運行數據後的，立即同時開始所有的計算穩定分析， 在並行計算平臺的龐大計算節點數量支持下，即使對於大型互聯電網規模的安 全穩定問題，各類並行穩定計的計算任務也均能在短時間內全部完成。
步驟13、計算節點進行安全穩定計算
在進入安全穩定計算階段，調用的計算核心採用離線PSASP/BPA完全一致 的計算軟體，同時被調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上，計算方法在計算穩定性、常駐內存等方 面做了大量在線化改動，並同時支持在線數據和離線數據，實現了在線/離線分 析一體化。
對於大量計算任務，安全穩定計算還採用時序控制的方式安排計算任務， 每一類計算穩定任務按照時間先後安排分析計算順序，在某類計算任務完成
後，自動開始下一類計算任務，大大增加了綜合預警計算方法的穩定性和計算 效率。
步驟14、計算節點進行計算結果自動判別
為了滿足在線計算的要求，所有安全穩定計算方法增加了計算結果自動判
6別功能，針對原有的離線計算人工觀察穩定計算的情況，計算方法可對計算結 果自動進行判別，依靠離線每一類穩定的判斷標準和在線計算的分析結論，自 動進行電氣分島與計算結:淪數據分析，得出自動判別結果。例如對於暫態穩定 種的功角穩定問題，在線計算分析對於仿真過程中不同電氣分島內的所有發電 機之間的功角進行監視，當發現存在兩臺發電機的功角超過報警值時，就自動 判別為功角失穩。對於需要報警的計算結果，還可自動生成摘要信息結論。在 所有計算任務完成後，在線計算方法通過並行計算平臺上傳結果。
步驟15、管理節點對穩定計算結果進行匯總
計算節點將穩定計算結果發給管理節點，以管理節點通過匯總所有計算軟 件的分析結論，通過規定所有穩定計算統一的計算結果格式，把包括 PSASP/BPA/FASTEST/TJU在內的所有安全穩定計算結^論形成統一的結果文 件，並告知給電網運行生產人員，最終實現了暫態穩定、電壓穩定、小幹擾穩 定在內的電網安全綜合預警功能。
實施例二
如圖2所示，本實施例提供了 一種基於大規模並行處理的電網在線綜合預 警系統，包括計算節點和管理節點；
所述計算節點，用於進行在線並行計算準備，並接收管理節點廣播的在線 運行計算數據，根據在線運行計算數據進行安全穩定計算，根據判斷條件對計
算結果進行判別，以進行綜合預警；
所述管理節點向各個計算節點廣播在線運行計算數據。 所述計算節點還用於將穩定計算結果發給管理節點，以^便管理節點對穩定 分析結果進^^'〔總。計算節點和管理節點工作可參照實施例一的描述。
根據本發明實施例，實現的基於大規模並行處理的電網在線綜合預警方 法，通過基於離線分析方法的在線化以及現有在線分析軟體的集成改造，綜合 使用了PSASP、 BPA、 FASTEST、安全域在內的，包括暫態穩定、電壓穩定、 小幹擾穩定等多種穩定分析軟體，在在線/離線分析一體化的基礎上，充分利用了大電網實時數據和並行計算優勢，完整地實現了跨區電網運行中在線、快速、 周期性的全面綜合預警功能，改變了傳統的基於典型方式離線進行電網穩定分 析的模式，解決了電網運行所急需的電力系統長過程多重相繼故障(或開斷) 情況下的在線安全穩定分析問題，提高了調度人員實時掌握大電網安全穩定狀 況的能力，為應對電網的大面積停電事故提供了寶貴的技術手H
雖然通過實施例描繪了本發明，但本領域普通技術人員知道，在不脫離本 發明的精神和實質的情況下，就可使本發明有許多變形和變化，本發明的範圍 由所附的權利要求來限定。
權利要求
1、一種基於大規模並行處理的電網在線綜合預警方法，其特徵在於，包括如下步驟各個計算節點進行在線並行計算準備；管理節點向各個計算節點廣播在線運行計算數據；計算節點根據在線運行計算數據進行穩定計算；計算節點根據判斷條件對穩定計算結果進行判別，以進行綜合預警。
2、 根據權利要求l所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括計算節點 將穩定計算結果發給管理節點，以便管理節點對穩定計算結果進行匯總。
3、 一種基於大規模並行處理的電網在線綜合預警系統，其特徵在於，包 括計算節點和管理節點；所述計算節點，用於進行在線並行計算準備，並接收管理節點廣播的在線 運行計算數據，根據在線運行計算數據進行安全穩定計算，根據判斷條件對計 算結果進行判別，以進行綜合預警；所述管理節點向各個計算節點廣播在線運行計算數據。
4、 根據權利要求3所述的系統，其特徵在於，所述計算節點還用於將穩定 計算結果發給管理節點，以便管理節點對穩定分析結果進行匯總。
全文摘要
本發明的實施例提供了一種基於大規模並行處理的電網在線綜合預警方法和系統，可解決現有技術不能在線預警的問題，可提高電網預警的準確度。所述方法包括各個計算節點進行在線並行計算準備；管理節點向各個計算節點廣播在線運行計算數據；計算節點根據在線運行計算數據進行穩定計算；計算節點根據判斷條件對穩定計算結果進行判別，以進行綜合預警。所述系統包括計算節點和管理節點。根據本發明實施例，可解決現有技術不能在線預警的問題，可提高電網預警的準確度。提高了調度人員實時掌握大電網安全穩定狀況的能力，為應對電網的大面積停電事故提供了寶貴的技術手段。
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 優先權日2008年9月27日
發明者嚴劍峰, 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:國家電力調度通信中心