CN105046583A - 一种适用于分布式实时数据处理的电网模型分区方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于分布式实时数据处理的电网模型分区方法，以网络连接关系、获取的模型信息和调度自动化系统的服务器数量为依据，通过对电网模型进行关联度分析，将大规模电网全模型进行合理的划分，形成以厂站分区为映射关系的多个分区模型，达到簇团数目和调度自动化系统的服务器数量一致的分区结果，为后续分布式实时处理和计算提供基础条件，具有良好的应用前景。

Description

一种适用于分布式实时数据处理的电网模型分区方法

技术领域

本发明属于电网调控自动化技术领域，具体涉及一种适用于分布式实时数据处理的电网模型分区方法。

背景技术

当前，随着智能电网的快速发展，其的结构日益复杂、规模日益扩大，因此，与之相应的调度自动化系统也需要具备超大规模电网的数据处理和计算能力，解决因电网规模的庞大、数据吞吐量的庞大而导致的计算处理速度、系统运行速度下降问题。

但是，传统的调度自动化系统主备机制受技术的局限，很难解决上述问题，为了提高系统实时数据处理速度，引入分布式实时数据处理技术显得至关重要，它可以充分发挥多机协调处理的优势，提供高性能的实时数据服务，而分布式实时数据处理前提则是需要对电网全模型进行分区切割，以分区模型为基础才能开展分布式数据处理。因此，如何对建立适用于分布式实时数据处理的电网模型分区方法，是当前急需解决的问题。

发明内容

本发明所解决上述现有技术中存在的问题。本发明提出了一种适用于分布式实时数据处理的电网模型分区方法，以网络连接关系、获取的模型信息和调度自动化系统的服务器数量为依据，通过对电网模型进行关联度分析，将大规模电网全模型进行合理的划分，形成以厂站分区为映射关系的多个分区模型，为后续分布式实时处理和计算提供基础条件，具有良好的应用前景。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种适用于分布式实时数据处理的电网模型分区方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤(1)，从电网数据库中获取电网系统的模型信息，模型信息包括厂站信息、线路信息，并对模型信息进行层次建模，对连接厂站的双端线路和T接线路进行分析，形成厂站之间的网络连接关系；

步骤(2)，根据厂站之间的网络连接关系和获取的模型信息，按照电压等级从高到低对模型信息进行分类，

(1)将电网系统中500kV厂站形成各自的簇团；

(2)对于220kV厂站划分时，根据厂站之间的网络连接关系，若220kV厂站只与一个500kV厂站有直接连接，则将此220kV厂站划入500kV厂站的簇团；否则，执行步骤(3)，直到处理完220kV厂站后，进行35kV厂站划分，根据厂站之间的网络连接关系，若35kV厂站只与一个220kV厂站有直接连接，则将此35kV厂站划入220kV厂站所属500kV厂站的簇团，否则，执行步骤(3)；

(3)直到所有电压等级厂站划分入其所属的簇团，执行步骤(4)；

步骤(3)，对于与多个高电压等级厂站相连接的低电压等级厂站，将低电压等级厂站分别划分到各个高电压等级厂站的簇团中，根据关联度算法，分别计算关联度Qn，n为低电压等级厂站分别划分高电压等级厂站的数量，关联度Qn用于表示将低电压等级厂站划分至第n个高电压等级厂站簇团分区的合理程度，根据公式(1)计算得到，

$Qn=\frac{1}{2m}\underset{i,j}{\Σ}\[A_{i,j}-\frac{k_i{k}_j}{2m}\]\mathrm{\δ}\left(c_i{c}_j\right)---\left(1\right)$

其中，A_i，j为i,j厂站之间连接的权重，有线路直接连接则为1，没有线路直接连接为0；k_i为厂站i的度，即与此厂站连接的线路数目；k_j为厂站j的度，即与此厂站连接的线路数目；为电网系统中的线路数目；δ(c_ic_j)为在当前的分区情况下厂站i和j是否属于同一簇团，属于则取值1；不属于则取值0；ci为厂站i所属簇团、c_j为厂站j所属簇团；

选取关联度Qn中最大值Qmax，将低电压等级厂站划分入关联度最大Qmax时所对应的高电压等级厂站簇团分区内，并返回步骤(2)，进行下一个低电压等级厂站的划分；

步骤(4)，根据步骤(2)，得到与电网系统中500kV厂站数目相同的簇团数目，结合调度自动化系统中可用服务器的数量来决定目标分区数目，可用服务器的数量与目标分区数目一致，对簇团进行合并，最终形成簇团数目与目标分区数目一致，完成电电网模型分区。

前述的适用于分布式实时数据处理的电网模型分区方法，其特征在于：步骤(4)结合调度自动化系统中可用服务器的数量来决定最终的分区数目，对簇团进行合并，最终形成簇团数目与目标分区数目一致，具体包括以下步骤，

(1)当簇团数目大于目标分区数目时，选择任意两个簇团进行合并，根据关联度算法，重新计算关联度Q，比较合并前、后关联度Q的值，若合并后关联度Q的值大，则将确认合并；否则，恢复合并前的分区情况；

(2)若任意两个簇团进行合并后，簇团数目仍大于目标分区数目时，则将两个规模最较小的簇团进行合并，直到簇团数目和目标分区数目一致。

本发明的有益效果是：本发明的适用于分布式实时数据处理的电网模型分区方法，以网络连接关系、获取的模型信息和调度自动化系统的服务器数量为依据，通过对电网模型进行关联度分析，将大规模电网全模型进行合理的划分，形成以厂站分区为映射关系的多个分区模型，为后续分布式实时处理和计算提供基础条件，具有良好的应用前景。

附图说明

图1是本发明的适用于分布式实时数据处理的电网模型分区方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。

本发明的适用于分布式实时数据处理的电网模型分区方法，以网络连接关系、获取的模型信息和调度自动化系统的服务器数量为依据，通过对电网模型进行关联度分析，将大规模电网全模型进行合理的划分，形成以厂站分区为映射关系的多个分区模型，为后续分布式实时处理和计算提供基础条件，如图1所示，具体包括以下步骤，

步骤(1)，从电网数据库中获取电网系统的模型信息，模型信息包括厂站信息、线路信息，并对模型信息进行层次建模，对连接厂站的双端线路和T接线路进行分析，形成厂站之间的网络连接关系；

步骤(2)，根据厂站之间的网络连接关系和获取的模型信息，按照电压等级从高到低对模型信息进行分类，

(1)将电网系统中500kV厂站形成各自的簇团；

(2)对于220kV厂站划分时，根据厂站之间的网络连接关系，若220kV厂站只与一个500kV厂站有直接连接，则将此220kV厂站划入500kV厂站的簇团；否则，执行步骤(3)，直到处理完220kV厂站后，进行35kV厂站划分，根据厂站之间的网络连接关系，若35kV厂站只与一个220kV厂站有直接连接，则将此35kV厂站划入220kV厂站所属500kV厂站的簇团，否则，执行步骤(3)；

(3)直到所有电压等级厂站划分入其所属的簇团，执行步骤(4)；

步骤(3)，对于与多个高电压等级厂站相连接的低电压等级厂站，将低电压等级厂站分别划分到各个高电压等级厂站的簇团中，根据关联度算法，分别计算关联度Qn，n为低电压等级厂站分别划分高电压等级厂站的数量，关联度Qn用于表示将低电压等级厂站划分至第n个高电压等级厂站簇团分区的合理程度，根据公式(1)计算得到，

$Qn=\frac{1}{2m}\underset{i,j}{\Σ}\[A_{i,j}-\frac{k_i{k}_j}{2m}\]\mathrm{\δ}\left(c_i{c}_j\right)---\left(1\right)$

其中，A_i，j为i,j厂站之间连接的权重，有线路直接连接则为1，没有线路直接连接为0；k_i为厂站i的度，即与此厂站连接的线路数目；k_j为厂站j的度，即与此厂站连接的线路数目；为电网系统中的线路数目；δ(c_ic_j)为在当前的分区情况下厂站i和j是否属于同一簇团，属于则取值1；不属于则取值0；c_i为厂站i所属簇团、c_j为厂站j所属簇团；

选取关联度Qn中最大值Qmax，将低电压等级厂站划分入关联度最大Qmax时所对应的高电压等级厂站簇团分区内，并返回步骤(2)，进行下一个低电压等级厂站的划分；

步骤(4)，根据步骤(2)，得到与电网系统中500kV厂站数目相同的簇团数目，结合调度自动化系统中可用服务器的数量来决定目标分区数目，可用服务器的数量与目标分区数目一致，对簇团进行合并，最终形成簇团数目与目标分区数目一致，完成电电网模型分区，具体包括以下步骤，

(1)当簇团数目大于目标分区数目时，选择任意两个簇团进行合并，根据关联度算法，重新计算关联度Q，比较合并前、后关联度Q的值，若合并后关联度Q的值大，则将确认合并；否则，恢复合并前的分区情况；

(2)若任意两个簇团进行合并后，簇团数目仍大于目标分区数目时，则将两个规模最较小的簇团进行合并，直到簇团数目和目标分区数目一致。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种适用于分布式实时数据处理的电网模型分区方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤(1)，从电网数据库中获取电网系统的模型信息，模型信息包括厂站信息、线路信息，并对模型信息进行层次建模，对连接厂站的双端线路和T接线路进行分析，形成厂站之间的网络连接关系；

步骤(2)，根据厂站之间的网络连接关系和获取的模型信息，按照电压等级从高到低对模型信息进行分类，

(1)将电网系统中500kV厂站形成各自的簇团；

(2)对于220kV厂站划分时，根据厂站之间的网络连接关系，若220kV厂站只与一个500kV厂站有直接连接，则将此220kV厂站划入500kV厂站的簇团；否则，执行步骤(3)，直到处理完220kV厂站后，进行35kV厂站划分，根据厂站之间的网络连接关系，若35kV厂站只与一个220kV厂站有直接连接，则将此35kV厂站划入220kV厂站所属500kV厂站的簇团，否则，执行步骤(3)；

(3)直到所有电压等级厂站划分入其所属的簇团，执行步骤(4)；

步骤(3)，对于与多个高电压等级厂站相连接的低电压等级厂站，将低电压等级厂站分别划分到各个高电压等级厂站的簇团中，根据关联度算法，分别计算关联度Qn，n为低电压等级厂站分别划分高电压等级厂站的数量，关联度Qn用于表示将低电压等级厂站划分至第n个高电压等级厂站簇团分区的合理程度，根据公式(1)计算得到，

$Qn=\frac{1}{2m}\underset{i,j}{\Σ}\[A_{i,j}-\frac{k_i{k}_j}{2m}\]\mathrm{\δ}\left(c_i{c}_j\right)---\left(1\right)$

其中，A_i，j为i,j厂站之间连接的权重，有线路直接连接则为1，没有线路直接连接为0；k_i为厂站i的度，即与此厂站连接的线路数目；k_j为厂站j的度，即与此厂站连接的线路数目；为电网系统中的线路数目；δ(c_ic_j)为在当前的分区情况下厂站i和j是否属于同一簇团，属于则取值1；不属于则取值0；c_i为厂站i所属簇团、cj为厂站j所属簇团；

选取关联度Qn中最大值Qmax，将低电压等级厂站划分入关联度最大Qmax时所对应的高电压等级厂站簇团分区内，并返回步骤(2)，进行下一个低电压等级厂站的划分；

步骤(4)，根据步骤(2)，得到与电网系统中500kV厂站数目相同的簇团数目，结合调度自动化系统中可用服务器的数量来决定目标分区数目，可用服务器的数量与目标分区数目一致，对簇团进行合并，最终形成簇团数目与目标分区数目一致，完成电电网模型分区。

2.根据权利要求1所述的适用于分布式实时数据处理的电网模型分区方法，其特征在于：步骤(4)结合调度自动化系统中可用服务器的数量来决定最终的分区数目，对簇团进行合并，最终形成簇团数目与目标分区数目一致，具体包括以下步骤，

(1)当簇团数目大于目标分区数目时，选择任意两个簇团进行合并，根据关联度算法，重新计算关联度Q，比较合并前、后关联度Q的值，若合并后关联度Q的值大，则将确认合并；否则，恢复合并前的分区情况；

(2)若任意两个簇团进行合并后，簇团数目仍大于目标分区数目时，则将两个规模最较小的簇团进行合并，直到簇团数目和目标分区数目一致。