CN101685479A - 基于大规模并行处理的电网在线综合预警方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明的实施例提供了一种基于大规模并行处理的电网在线综合预警方法和系统，可解决现有技术不能在线预警的问题，可提高电网预警的准确度。所述方法包括：各个计算节点进行在线并行计算准备；管理节点向各个计算节点广播在线运行计算数据；计算节点根据在线运行计算数据进行稳定计算；计算节点根据判断条件对稳定计算结果进行判别，以进行综合预警。所述系统包括计算节点和管理节点。根据本发明实施例，可解决现有技术不能在线预警的问题，可提高电网预警的准确度。提高了调度人员实时掌握大电网安全稳定状况的能力，为应对电网的大面积停电事故提供了宝贵的技术手段。
Description
技术领域
本发明涉及一种电网技术，尤其涉及一种基于大规模并行处理的电网在线综合预警方法和系统。
背景技术
从整体上看，我国电网的暂稳问题和动态稳定问题不同程度的存在，电网的低频振荡事件也有发生，这要求在线预警功能必须实现包括暂态稳定、电压稳定、小干扰稳定在内的电网安全综合预警功能；长过程的相继故障(或开断)诱发大面积停电事故的风险始终存在，使得在线预警功能还需要考虑分析计算效率，在相继故障发生过程中就能发现安全稳定问题；跨区互联电网规模大，覆盖地域广，电网建设滞后，电网分属不同的调度机构运行和管理，运行方式的安排和理复杂，要求在线预警功能支持全网范围的大规模电网仿真计算；传统离线计算具备丰富成熟的电网分析手段和经验，是当前电网日常运行指导的主要基础，在线预警功能必须以离线分析计算为基础，实现在线/离线分析一体化，保障分析结论的正确性。
现有的安全稳定分析方法主要依靠离线计算软件实现，而适合大规模并行计算平台的在线安全稳定分析软件急需开发，在离线计算软件改造的基础上，满足大规模电网安全分析计算及其效率的要求。
目前电力系统离线稳定计算采用的软件包(如，PSASP、BPA两种)均包含暂态稳定、电压稳定、小干扰稳定以及其他各种常用稳定计算方法，但其基础计算数据主要通过年度预想方式构建，主要应用于离线计算，没有大规模在线应用实现，尤其支持数据的周期性更新和触发计算，计算结果的自动判别，稳定结果的汇总分析等在线化应用方面尚缺。
发明内容
本发明的实施例提供了一种基于大规模并行处理的电网在线综合预警方法和系统，可解决现有技术不能在线预警的问题，可提高电网预警的准确度。
本发明的实施例提供了一种基于大规模并行处理的电网在线综合预警方法，包括如下步骤：
各个计算节点进行在线并行计算准备；
管理节点向各个计算节点广播在线运行计算数据；
计算节点根据在线运行计算数据进行稳定计算；
计算节点根据判断条件对稳定计算结果进行判别，以进行综合预警。
本发明的实施例还提供了一种基于大规模并行处理的电网在线综合预警系统，包括计算节点和管理节点；
所述计算节点，用于进行在线并行计算准备，并接收管理节点广播的在线运行计算数据，根据在线运行计算数据进行安全稳定计算，根据判断条件对计算结果进行判别，以进行综合预警；
所述管理节点向各个计算节点广播在线运行计算数据。
根据本发明实施例，实现的基于大规模并行处理的电网在线综合预警方法，通过基于离线分析方法的在线化以及现有在线分析软件的集成改造，综合使用了PSASP、BPA、FASTEST、安全域在内的，包括暂态稳定、电压稳定、小干扰稳定等多种稳定分析软件，在在线/离线分析一体化的基础上，充分利用了大电网实时数据和并行计算优势，完整地实现了跨区电网运行中在线、快速、周期性的全面综合预警功能，改变了传统的基于典型方式离线进行电网稳定分析的模式，解决了电网运行所急需的电力系统长过程多重相继故障(或开断)情况下的在线安全稳定分析问题，提高了调度人员实时掌握大电网安全稳定状况的能力，为应对电网的大面积停电事故提供了宝贵的技术手段。
附图说明
图1示出了本发明实施例一的基于大规模并行处理的电网在线综合预警方法；
图2示出了本发明实施例二的基于大规模并行处理的电网在线综合预警系统。
具体实施方式
为了便于本领域一般技术人员理解和实现本发明，现结合附图描绘本发明的实施例。
实施例一
本实施例提供了一种基于大规模并行处理的电网在线综合预警方法，所述方法包括如下步骤：
步骤11、各个计算节点进行在线并行计算准备
电力系统离线稳定计算采用分析软件包，如：PSASP、BPA、FASTEST和TJU等，为实现电网安全稳定问题的综合预警，需要集成这些分析软件的功能，通过对比比较各类分析软件的计算结果，同时对包括暂态稳定、电压稳定、小干扰稳定在内的电网安全稳定性做全面的、综合性的评估，从而实现电网安全综合预警功能。
然而电力系统的安全稳定分析的计算工作量非常繁重，传统依靠单机进行的离线计算方法需要20小时才能完成，如果同时考虑PSASP/BPA/FASTEST/TJU稳定分析手段，计算耗时需要成倍增加，无法满足在线安全稳定预警系统的计算时间要求，需要依靠并行计算技术实现。
为了满足并行计算的要求，综合预警方法需要在并行计算开始前做准备，主要包括计算软件进程的启动、计算数据准备等2个方面。
其中，计算软件进程的启动阶段中，预先启动每类稳定计算软件进程，在整个计算过程中常驻内存，并根据并行计算平台计算节点的特点，通过计算管理进程，启动数量合适的计算子进程，依次分配计算任务。即，计算数据准备阶段，每类稳定计算软件预先读入各自的固定数据，包括在线离线映射表、计算设置参数等，为在线运行数据触发做好计算准备。
步骤12、管理节点向各个计算节点广播在线运行计算数据。
在线数据平台通过整合潮流，把反应大型互联电网的在线运行数据发送给并行计算平台，在收到在线运行数据后，稳定计算进入在线运行数据触发阶段。管理节点通过平台通信进程将计算数据(包括基于EMS(energy managementsystem，能量管理系统)状态估计的潮流整合数据等)广播到计算节点，计算节点接收数据后通过信号机制通知应用计算管理接口进程，计算管理接口进程接收到启动信号后，立即通知应用计算任务子进程进行计算。
对于运行在并行计算平台上的各类稳定计算方法而言，基于合适的在线并行计算准备，能在收到在线运行数据后的，立即同时开始所有的计算稳定分析，在并行计算平台的庞大计算节点数量支持下，即使对于大型互联电网规模的安全稳定问题，各类并行稳定计的计算任务也均能在短时间内全部完成。
步骤13、计算节点进行安全稳定计算
在进入安全稳定计算阶段，调用的计算核心采用离线PSASP/BPA完全一致的计算软件，同时被调用的计算核心还包括FASTEST/TJU，为了满足在线计算的要求，在不修改计算核心的基础上，计算方法在计算稳定性、常驻内存等方面做了大量在线化改动，并同时支持在线数据和离线数据，实现了在线/离线分析一体化。
对于大量计算任务，安全稳定计算还采用时序控制的方式安排计算任务，每一类计算稳定任务按照时间先后安排分析计算顺序，在某类计算任务完成后，自动开始下一类计算任务，大大增加了综合预警计算方法的稳定性和计算效率。
步骤14、计算节点进行计算结果自动判别
为了满足在线计算的要求，所有安全稳定计算方法增加了计算结果自动判别功能，针对原有的离线计算人工观察稳定计算的情况，计算方法可对计算结果自动进行判别，依靠离线每一类稳定的判断标准和在线计算的分析结论，自动进行电气分岛与计算结论数据分析，得出自动判别结果。例如对于暂态稳定种的功角稳定问题，在线计算分析对于仿真过程中不同电气分岛内的所有发电机之间的功角进行监视，当发现存在两台发电机的功角超过报警值时，就自动判别为功角失稳。对于需要报警的计算结果，还可自动生成摘要信息结论。在所有计算任务完成后，在线计算方法通过并行计算平台上传结果。
步骤15、管理节点对稳定计算结果进行汇总
计算节点将稳定计算结果发给管理节点，以管理节点通过汇总所有计算软件的分析结论，通过规定所有稳定计算统一的计算结果格式，把包括PSASP/BPA/FASTEST/TJU在内的所有安全稳定计算结论形成统一的结果文件，并告知给电网运行生产人员，最终实现了暂态稳定、电压稳定、小干扰稳定在内的电网安全综合预警功能。
实施例二
如图2所示，本实施例提供了一种基于大规模并行处理的电网在线综合预警系统，包括计算节点和管理节点；
所述计算节点，用于进行在线并行计算准备，并接收管理节点广播的在线运行计算数据，根据在线运行计算数据进行安全稳定计算，根据判断条件对计算结果进行判别，以进行综合预警；
所述管理节点向各个计算节点广播在线运行计算数据。
所述计算节点还用于将稳定计算结果发给管理节点，以便管理节点对稳定分析结果进行汇总。计算节点和管理节点工作可参照实施例一的描述。
根据本发明实施例，实现的基于大规模并行处理的电网在线综合预警方法，通过基于离线分析方法的在线化以及现有在线分析软件的集成改造，综合使用了PSASP、BPA、FASTEST、安全域在内的，包括暂态稳定、电压稳定、小干扰稳定等多种稳定分析软件，在在线/离线分析一体化的基础上，充分利用了大电网实时数据和并行计算优势，完整地实现了跨区电网运行中在线、快速、周期性的全面综合预警功能，改变了传统的基于典型方式离线进行电网稳定分析的模式，解决了电网运行所急需的电力系统长过程多重相继故障(或开断)情况下的在线安全稳定分析问题，提高了调度人员实时掌握大电网安全稳定状况的能力，为应对电网的大面积停电事故提供了宝贵的技术手段。
虽然通过实施例描绘了本发明，但本领域普通技术人员知道，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，就可使本发明有许多变形和变化，本发明的范围由所附的权利要求来限定。
Claims (4)
1、一种基于大规模并行处理的电网在线综合预警方法，其特征在于，包括如下步骤：
各个计算节点进行在线并行计算准备；
管理节点向各个计算节点广播在线运行计算数据；
计算节点根据在线运行计算数据进行稳定计算；
计算节点根据判断条件对稳定计算结果进行判别，以进行综合预警。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：计算节点将稳定计算结果发给管理节点，以便管理节点对稳定计算结果进行汇总。
3、一种基于大规模并行处理的电网在线综合预警系统，其特征在于，包括计算节点和管理节点；
所述计算节点，用于进行在线并行计算准备，并接收管理节点广播的在线运行计算数据，根据在线运行计算数据进行安全稳定计算，根据判断条件对计算结果进行判别，以进行综合预警；
所述管理节点向各个计算节点广播在线运行计算数据。
4、根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述计算节点还用于将稳定计算结果发给管理节点，以便管理节点对稳定分析结果进行汇总。
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| CN200810168189A CN101685479A (zh) | 2008-09-27 | 2008-09-27 | 基于大规模并行处理的电网在线综合预警方法和系统 |
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2008
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