JP2000270477A - Parallel processing method in assumed accident analysis of electric power system - Google Patents
Parallel processing method in assumed accident analysis of electric power systemInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、系統制御所及び
配電営業所における制御用コンピュータに付加される機
能であり、電力系統における系統構成、各機器インピー
ダンス、各負荷容量、各電源とその容量、及び電圧指定
値等の系統条件が与えられた時に、系統内のある一つの
発電機が脱落し、またはある一つの送電線が切断された
場合を想定事故ケースとし、並列コンピュータやネット
ワークにより接続された複数のコンピュータを用いた並
列処理によって各想定事故ケースの過酷度を計算し、最
も過酷なケースから余裕があるケースまでソートして過
酷事故ケースを選択した上で静的信頼度評価のための詳
細な計算を行うようにした、電力系統の想定事故解析に
おける並列処理方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a function added to a control computer in a system control station and a distribution office, and includes a system configuration in an electric power system, each equipment impedance, each load capacity, each power supply and its capacity, Given a system condition such as a specified voltage and a specified voltage, a case in which one generator in the system is dropped or one transmission line is cut off is assumed to be an accident case, and is connected by a parallel computer or network. Calculate the severity of each assumed accident case by parallel processing using multiple computers, sort from the most severe case to the marginal case, select the severe accident case, and evaluate the static reliability case. The present invention relates to a parallel processing method in a power system assumed accident analysis for performing detailed calculations.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、この種の想定事故解析において
は、各想定事故ケースに対して、潮流計算を離散的に実
行することにより各送電線における電力潮流を得て、こ
の潮流量とその送電線の限界潮流量とを比較することに
より各事故ケースの過酷度を評価し、それぞれの過酷度
に従って想定事故ケースのソートを行っていた。そし
て、過酷度の高い想定事故ケースから順に潮流計算を行
い、電力系統の静的信頼度を評価、解析するものであっ
た。2. Description of the Related Art Conventionally, in this kind of assumed accident analysis, a power flow in each transmission line is obtained by discretely performing a power flow calculation for each assumed accident case, and the power flow and the transmission power are obtained. The severity of each accident case was evaluated by comparing with the limit tide flow of the electric wire, and the assumed accident cases were sorted according to each severity. Then, the power flow was calculated in the order of the assumed severe accident case, and the static reliability of the power system was evaluated and analyzed.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の方法で
は、すべての想定事故ケースに対して潮流計算による詳
細な評価を実行していたため、計算時間が膨大であっ
た。このため、オンライン制御等への適用が不可能であ
った。そこで本発明は、過酷度計算、過酷度に従った想
定事故ケースのソート、詳細な評価計算等の各演算処理
をそれぞれ並列化することにより、オンラインによる高
速な想定事故解析を可能にした並列処理方法を提供しよ
うとするものである。According to the above-mentioned conventional method, detailed evaluation by power flow calculation is performed for all assumed accident cases, so that the calculation time is enormous. Therefore, application to online control or the like was impossible. Therefore, the present invention provides parallel processing that enables high-speed assumed accident analysis online by parallelizing each arithmetic processing such as severity calculation, sorting of assumed accident cases according to the severity, detailed evaluation calculation, etc. It seeks to provide a way.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明では、系統感度を用いた想定事
故解析手法を過酷度計算に適用すると共に、想定事故ケ
ースを複数の演算装置に分配して過酷度計算を並列処理
し、その後、これらの過酷度に従って複数の想定事故ケ
ースを一つの演算装置にてソートすることにより、高速
な解析を可能にするものである。また、請求項２記載の
発明では、各演算装置により計算した過酷度のソート処
理を並列化し、すべてのソート結果をマージすることに
より、一層の高速化を図っている。更に、請求項３記載
の発明では、ソートされた想定事故ケースの中の過酷事
故ケースについて、詳細な信頼度評価計算を並列処理す
ることにより、なお一層の高速化を図ることとした。そ
して、請求項４〜６に記載するように、上述した各並列
処理においては、各演算装置に分配される事故ケース数
の調整機能を付加することにより、各演算装置の演算能
力や演算装置負荷の相違等を吸収し、並列処理による高
速化を損なわないように配慮している。In order to solve the above-mentioned problems, according to the first aspect of the present invention, an assumed accident analysis method using system sensitivity is applied to severeness calculation, and an assumed accident case is calculated by a plurality of arithmetic units. , And a plurality of assumed accident cases are sorted by one arithmetic unit according to the severity, thereby enabling high-speed analysis. Further, according to the second aspect of the present invention, the sorting processing of the severity calculated by each arithmetic unit is parallelized, and all the sorting results are merged to further increase the speed. Further, according to the third aspect of the present invention, the severe accident cases in the sorted assumed accident cases are subjected to detailed reliability evaluation calculation in parallel, thereby further increasing the speed. As described in claims 4 to 6, in each of the above-described parallel processes, by adding a function of adjusting the number of accident cases distributed to each arithmetic device, the arithmetic capability and arithmetic device load of each arithmetic device are added. And so on, so as not to impair speeding up by parallel processing.
【０００５】以下、本発明の基本的な処理手順を図１に
示す。まず、系統条件（系統構成、各機器（送電線、変
圧器、調相設備）インピーダンス、各負荷容量、各電源
及びその容量、電圧指定値等）を上位演算装置に入力す
る（ＳＡ１）。次に、系統内の一つの発電機または送電
線が系統から切り離された場合を想定事故ケースとし、
すべての送電線または発電機を対象とした各想定事故ケ
ースの過酷度演算をすべての並列演算装置（上位演算装
置及び下位演算装置を含む）にそれぞれ分配する（ＳＡ
２）。FIG. 1 shows a basic processing procedure of the present invention. First, system conditions (system configuration, impedance of each device (transmission line, transformer, phase adjustment equipment), impedance of each load, each power source and its capacity, a specified voltage value, etc.) are input to a higher-level arithmetic device (SA1). Next, assume that one generator or transmission line in the system is disconnected from the system,
Severity calculation for each assumed accident case for all transmission lines or generators is distributed to all parallel processing units (including a high-order processing unit and a low-order processing unit) (SA
2).
【０００６】次いで、すべての演算装置の並列処理によ
り、各想定事故ケースの過酷度をそれぞれ演算する（Ｓ
Ａ３）。ここで、過酷度は、各送電線の、送電容量限界
値に対する想定事故後の有効電力潮流と送電容量限界値
との差の比率のうち最大のものとする。従って、想定事
故ケースの数と同数の過酷度が計算される。各演算装置
により並列的に求められた過酷度は、上位演算装置また
は各演算装置に集約されたうえ、その大小に従って最も
過酷な想定事故ケースから余裕がある事故ケースまでソ
ートされる（ＳＡ４）。このソート結果に基づき、上位
演算装置は複数の想定事故ケースの中からいくつかの過
酷事故ケースを選択し（ＳＡ５）、それらの過酷事故ケ
ースを上位及び下位を含むすべての演算装置にそれぞれ
分配する（ＳＡ６）。その後、各演算装置は、潮流計算
を行ってより詳細な信頼度評価（想定事故後の送電線潮
流が送電容量限界値を超えて過負荷となるか否か等の解
析・評価）を行う（ＳＡ７）。Next, the severity of each assumed accident case is calculated by parallel processing of all the arithmetic units (S
A3). Here, the severity is the maximum ratio of the difference between the active power flow after the assumed accident and the transmission capacity limit value with respect to the transmission capacity limit value of each transmission line. Therefore, the same severity as the number of assumed accident cases is calculated. The severeness obtained in parallel by each arithmetic unit is collected in the upper arithmetic unit or each arithmetic unit, and sorted from the most severe assumed accident case to the marginal accident case according to the magnitude (SA4). On the basis of the sorting result, the upper-level arithmetic unit selects some severe accident cases from the plurality of assumed accident cases (SA5), and distributes the severe accident cases to all arithmetic units including the upper and lower order. (SA6). After that, each arithmetic unit performs a power flow calculation to perform more detailed reliability evaluation (analysis / evaluation of whether or not the transmission line power flow after the assumed accident exceeds the transmission capacity limit value and is overloaded, etc.) ( SA7).
【０００７】図２は、図１の処理手順を例えば３台の並
列演算装置を対象として展開した概念図であり、ルート
プロセス（演算装置０）が上位演算装置、プロセス１
（演算装置１）及びプロセス２（演算装置２）が下位演
算装置に相当し、各プロセス（演算装置）間の→が、処
理や計算結果、評価結果の流れを表している。図２にお
ける処理は前記ステップＳＡ２に、は同ＳＡ３に、
は同ＳＡ４〜ＳＡ６に、は同ＳＡ７に対応してい
る。なお、ルートプロセス（演算装置０）は系統条件の
入力（前記ステップＳＡ１）の他、並列演算装置の一つ
として下位の演算装置１，２と同様に過酷度計算（ＳＡ
３）、過酷度のソート（ＳＡ４）及び詳細評価（ＳＡ
７）も実行する。FIG. 2 is a conceptual diagram in which the processing procedure of FIG. 1 is developed for, for example, three parallel processing units.
(Computing device 1) and process 2 (Computing device 2) correspond to lower-order computing devices, and → between processes (Computing devices) indicates the flow of processing, calculation results, and evaluation results. The processing in FIG. 2 corresponds to step SA2,
Corresponds to SA4 to SA6, and corresponds to SA7. In addition to the input of system conditions (step SA1), the root process (arithmetic device 0) calculates the severity (SA) as one of the parallel arithmetic devices in the same manner as the lower arithmetic devices 1 and 2.
3) Severity sorting (SA4) and detailed evaluation (SA)
7) is also executed.
【０００８】以下、請求項１及び２に記載した発明の実
施形態として、系統感度法による想定事故解析の並列処
理方法につき説明する。 （１）系統感度法による想定事故解析 系統感度法は、直流法潮流計算手法に由来する系統感度
因子(network sensitivity factor)を用いて高速に計算
可能な方法である。この系統感度因子は、通常以下の２
種類に帰着する。 １）Generation shift factor ２）Line outage distribution factor Generation shift factorは、系統内の一つのノードの
注入量（発電量）が変化した場合の各送電線潮流の変化
量に対する因子であり、Line outage distribution fac
torは、系統内の一つの送電線が切断された場合の各送
電線潮流の変化量に対する因子である。Generation shi
ft factor ａliは、数式１のように定義される。Hereinafter, as an embodiment of the invention described in claims 1 and 2, a parallel processing method of assumed accident analysis by a system sensitivity method will be described. (1) Assumed accident analysis using the system sensitivity method The system sensitivity method is a method that can be calculated at high speed using a network sensitivity factor derived from the DC method power flow calculation method. This system sensitivity factor is usually 2
Return to kind. 1) Generation shift factor 2) Line outage distribution factor The generation shift factor is a factor for a change amount of each transmission line power flow when the injection amount (power generation amount) of one node in the system changes, and Line outage distribution fac
tor is a factor for the amount of change in the flow of each transmission line when one transmission line in the system is disconnected. Generation shi
ft factor a li is defined as in Equation 1.
【０００９】[0009]
【数１】ａli＝△ｆl／△Ｐi ## EQU1 ## a li = △ fl / △ P i
【００１０】ここで、 ｌ：送電線番号 ｉ：母線番号 △ｆl：母線ｉにおいて発電量が△Ｐiだけ変化したとき
の送電線ｌの潮流変化量 △Ｐi：母線ｉにおける発電量の変化量 である。また、数式２は直流法潮流計算における電力方
程式である。[0010] Here, l: transmission line number i: bus number △ f l: Trends variation of the transmission line l when power generation amount in the bus i changes by △ P i △ P i: the power generation amount in the bus i The amount of change. Equation 2 is a power equation in the DC method power flow calculation.
【００１１】[0011]
【数２】θ＝［Ｘ］Ｐ## EQU2 ## θ = [X] P
【００１２】ここで、 θ：各母線の位相角 Ｐ：各母線における有効電力 ［Ｘ］：行列Ｘ である。このとき、Generation shift factor ａliは以
下のように求められる。Here, θ: phase angle of each bus P: active power in each bus [X]: matrix X At this time, the Generation shift factor ali is obtained as follows.
【００１３】[0013]
【数３】 (Equation 3)
【００１４】ここで、 Ｘni＝ｄθn／ｄＰi：数式２の行列Ｘにおける（ｎ，
ｌ）要素 Ｘmi＝ｄθm／ｄＰi：数式２の行列Ｘにおける（ｍ，
ｌ）要素 ｘl：送電線ｌのリアクタンス である。Here, X ni = dθ n / dP i : (n,
l) Element X mi = dθ m / dP i : (m,
l) Element xl : reactance of transmission line l.
【００１５】ここでは、発電量の変化△Ｐiは基準母線
により吸収され、他の発電機による発電量は固定されて
いると仮定する。すると、ａliは母線ｉにおける発電量
の変化に対する送電線ｌの潮流の感度を示すことにな
る。いま、一つの発電機が系統から脱落した場合を想定
すると、失われた発電量のすべては初期の基準発電量に
相当する。仮に、ある発電機がＰi 0〔ＭＷ〕を発電して
いて脱落したとすると、発電量の変化△Ｐiは数式４に
よって表される。Here, it is assumed that the change ΔP i in power generation is absorbed by the reference bus, and the power generation by the other generators is fixed. Then, a li indicates the sensitivity of the power flow of the transmission line 1 to the change in the amount of power generation in the bus i. Now, assuming that one generator falls out of the grid, all of the lost power generation corresponds to the initial reference power generation. Assuming that a certain generator is generating P i 0 [MW] and drops out, a change ΔP i in the amount of generated power is represented by Expression 4.
【００１６】[0016]
【数４】△Ｐi＝−Ｐi 0 △ P i = −P i 0
【００１７】そして、発電機が脱落した後の、系統内に
おける各送電線の潮流（想定事故後の線路潮流）は、す
でに計算されているGeneration shift factorを用いて
数式５により計算できる。なお、便宜上、想定事故後の
線路潮流は、本文上では記号「＾」を除いてある。Then, the power flow of each transmission line in the system after the generator has fallen off (the line power flow after the assumed accident) can be calculated by Expression 5 using the already calculated Generation shift factor. For the sake of convenience, the line flow after the assumed accident is omitted from the text except for the symbol “＾”.
【００１８】[0018]
【数５】 (Equation 5)
【００１９】従って、数式５により求めた想定事故後の
各線路潮流ｆlと各送電容量限界値との差を求め、この
差の送電容量限界値に対する比率のうち最大の値を過酷
度として求めることができ、また、想定事故後の各線路
潮流ｆlと各送電容量限界値との比較によって過負荷と
なるか否かを判定することができる。Therefore, the difference between each line flow f l after the assumed accident and the transmission capacity limit value obtained by the formula 5 is obtained, and the maximum value of the ratio of the difference to the transmission capacity limit value is obtained as the severity. it can also be determined whether the overload by comparing the respective transmission capacity limit value and the line flow f l after postulated accident.
【００２０】line outage distribution factorも同様
の方法で用いられ、送電線が系統から切断された場合の
過負荷のテストのみに適用される。送電線ｋが切断され
た場合の送電線ｌに対するline outage distribution f
actorは、数式６のように定義される。[0020] The line outage distribution factor is used in a similar manner and applies only to the test of overload when the transmission line is disconnected from the grid. Line outage distribution f for transmission line l when transmission line k is cut
actor is defined as in Equation 6.
【００２１】[0021]
【数６】ｄl,k＝△ｆl／ｆk 0 ## EQU6 ## d l, k = △ f l / f k 0
【００２２】ここで、 △ｆl：送電線ｌの潮流変化量 ｆk 0：送電線ｋの事故前の潮流 である。また、上記ｄl,kは、数式７によっても計算で
きる。Here, Δf l : power flow variation of transmission line 1 f k 0 : power flow of transmission line k before accident. The above d l, k can also be calculated by equation (7).
【００２３】[0023]
【数７】 (Equation 7)
【００２４】もし、送電線ｌと送電線ｋの（事故前の）
潮流が分かっているならば、送電線ｋが切断された場合
の送電線ｌの潮流は、line outage distribution facto
rを用いて数式８のように表される。If transmission line l and transmission line k (before the accident)
If the power flow is known, the power flow of the transmission line l when the transmission line k is cut off is the line outage distribution facto
It is expressed as Expression 8 using r.
【００２５】[0025]
【数８】 (Equation 8)
【００２６】従って、数式８から送電線が切断された想
定事故後の各送電線の各線路潮流を計算でき、これと各
送電容量限界値との差から前記同様に過酷度が求めら
れ、更に過負荷となるか否かを判定することができる。Therefore, each line power flow of each transmission line after the assumed accident in which the transmission line has been disconnected can be calculated from Expression 8, and the degree of severity can be obtained in the same manner as described above from the difference between this and each transmission capacity limit value. It can be determined whether or not an overload occurs.
【００２７】（２）請求項１の発明による並列処理方法 上記のような系統感度法による想定事故解析では、系統
内にある一つの発電機または送電線が切り離された場合
を想定事故ケースとして、想定事故後の送電線潮流を求
め、この送電線潮流と送電容量限界値との差の送電容量
限界値に対する比率の最大値から各想定事故ケースの過
酷度を計算することができる。請求項１の発明の実施形
態は、この過酷度の計算を高速化するものである。(2) The parallel processing method according to the first aspect of the present invention In the assumed accident analysis based on the system sensitivity method as described above, a case where one generator or transmission line in the system is disconnected is assumed as an assumed accident case. The transmission line flow after the assumed accident is determined, and the severity of each assumed accident case can be calculated from the maximum value of the ratio of the difference between the transmission line flow and the transmission capacity limit to the transmission capacity limit. The first embodiment of the present invention speeds up the calculation of the severity.
【００２８】図３は、この実施形態における各演算装置
の処理を示すフローチャートであり、前記同様に演算装
置は全体で３台と仮定する。図３のステップＳ０１〜Ｓ
０４は図１のステップＳＡ１〜ＳＡ４にそれぞれ対応
し、また、図３のステップＳ１３，Ｓ２３は図１のステ
ップＳＡ３に対応している。FIG. 3 is a flowchart showing the processing of each arithmetic unit in this embodiment, and it is assumed that there are three arithmetic units in the same manner as described above. Steps S01 to S in FIG.
04 corresponds to steps SA1 to SA4 in FIG. 1, respectively, and steps S13 and S23 in FIG. 3 correspond to step SA3 in FIG.
【００２９】ここでは、想定事故ケース数Ｎを、分配す
るすべての演算装置の数（この例では３）で割り、各演
算装置が分担するケース数を均等にする。ケース数に端
数が出る場合には、端数がなくなるまで一つずつ演算装
置に分担させ、各演算装置の分担ケース数ができる限り
均等になるようにする。図３では、想定事故ケース１〜
Ｎを３つ（１〜Ｉ，Ｉ＋１〜Ｊ，Ｊ＋１〜Ｎ）に分配し
（ステップＳ０２）、それぞれのケースにつきすべての
演算装置が並列的に過酷度を計算する（Ｓ０３，Ｓ１
３，Ｓ２３）。そして、すべての演算装置における計算
が終了したら、全想定事故ケース１〜Ｎの過酷度をルー
トプロセスに集め、ソートする（Ｓ０４）。この実施形
態によれば、すべての想定事故ケースの過酷度計算を複
数の演算装置がそれぞれほぼ均等に分担して並列処理す
ることにより、計算の高速化が可能になる。Here, the number N of assumed accident cases is divided by the number of all the arithmetic units to be distributed (3 in this example) to equalize the number of cases shared by each of the arithmetic units. If the number of cases is fractional, the arithmetic units are assigned one by one until the fraction is exhausted, so that the number of cases assigned to each arithmetic unit is made as equal as possible. In Fig. 3, assumed accident cases 1 to
N is distributed into three (1 to I, I + 1 to J, J + 1 to N) (step S02), and in each case, all the arithmetic units calculate the severity in parallel (S03, S1).
3, S23). When the calculations in all the arithmetic units are completed, the severity levels of all the assumed accident cases 1 to N are collected in the root process and sorted (S04). According to this embodiment, the calculation can be speeded up by the plurality of arithmetic units sharing the severity calculation of all the assumed accident cases almost equally and performing parallel processing.
【００３０】（２）請求項２の発明による並列処理方法 請求項２の発明の実施形態では、図３における過酷度の
ソート（Ｓ０４）をルートプロセスがまとめて実行する
のではなく、図４に示すように、各演算装置が演算した
過酷度を個別にソートしておき（Ｓ０４’，Ｓ１４，Ｓ
２４）、最終的にそれぞれのソート結果をルートプロセ
スに集めてマージソートを行うものである（Ｓ０５）。
すなわち、本実施形態では過酷度の計算ばかりでなくソ
ート処理も含めて並列化することにより、一層の高速化
が期待できる。(2) The parallel processing method according to the second aspect of the invention In the embodiment of the second aspect of the invention, instead of performing the severity sorting (S04) in FIG. 3 collectively by the root process, FIG. As shown, the severity calculated by each arithmetic unit is sorted individually (S04 ', S14, S14).
24) Finally, each sort result is collected in a root process and merge sort is performed (S05).
That is, in the present embodiment, further speeding up can be expected by parallelizing not only the calculation of the severity but also the sorting process.
【００３１】次に、請求項３の発明による詳細評価の並
列処理方法につき説明する。前述の系統感度法を用いた
想定事故解析によって得られた過酷度のソート結果を使
用し、例えば過酷度が所定のしきい値以上である事故ケ
ースを過酷事故ケースとしてすべての想定事故ケースの
中から選択し、これらの過酷事故ケースに対する詳細評
価を交流法潮流計算によって行う。ここで、前述の過酷
度算出における潮流計算値は近似値として求められる
が、請求項３の発明では交流法により一層詳細な潮流量
を求め、各送電容量限界値との比較によって過負荷か否
かを判定する。Next, a detailed evaluation parallel processing method according to the present invention will be described. Using the severity sorting result obtained by the assumed accident analysis using the system sensitivity method described above, for example, an accident case whose severity is equal to or higher than a predetermined threshold The detailed evaluation for these severe accident cases is performed by the AC method power flow calculation. Here, the tidal flow calculation value in the above-described severity calculation is obtained as an approximate value, but in the invention of claim 3, a more detailed tidal flow is obtained by the AC method, and the overload is determined by comparing with each transmission capacity limit value. Is determined.
【００３２】図５は本実施形態の処理手順を示してお
り、図５のステップＳ０１１〜Ｓ０１３は図１のステッ
プＳＡ５〜ＳＡ７にそれぞれ対応し、また、図５のステ
ップＳ１１３，Ｓ２１３は図１のステップＳＡ７に対応
している。なお、図５におけるステップＳ０１４は図１
におけるステップＳＡ７の評価結果を出力する処理であ
る。FIG. 5 shows the processing procedure of this embodiment. Steps S011 to S013 in FIG. 5 correspond to steps SA5 to SA7 in FIG. 1, respectively, and steps S113 and S213 in FIG. This corresponds to step SA7. Note that step S014 in FIG.
Is a process of outputting the evaluation result of step SA7 in the above.
【００３３】図５の例では、過酷事故ケース数ｎ（一般
に、過酷事故ケース数ｎ＜想定事故ケース数Ｎである）
を、過酷度計算時と同様にすべての演算装置の数で割
り、各演算装置が分担するケース数を均等にする。ケー
ス数に端数が出る場合は、端数がなくなるまで一つずつ
演算装置に分担させ、各演算装置の分担ケース数をでき
る限り均等化する。この考えは、図３、図４における分
配と同様である。図５では、過酷事故ケース１〜ｎを３
つ（１〜ｉ，ｉ＋１〜ｊ，ｊ＋１〜ｎ）に分配し（ステ
ップＳ０１２）、それぞれのケースにつきすべての演算
装置が交流潮流計算を行って過酷事故ケースに対する詳
細評価を行う（Ｓ０１３，Ｓ１１３，Ｓ２１３）。ここ
で、詳細評価は、発電機の脱落または送電線の切断後の
潮流を計算し、これを各送電線の送電容量限界値と比較
して過負荷状態となるか否かを判定することを骨子とす
る。その後、すべての演算装置における計算（評価）が
終了したら、全過酷事故ケース１〜ｎについての評価結
果をルートプロセスに集め、出力する（Ｓ０１４）。In the example shown in FIG. 5, the number n of severe accident cases (generally, the number n of severe accident cases <the number N of assumed accident cases).
Is divided by the number of all arithmetic units in the same manner as in the calculation of the degree of severity, and the number of cases shared by each arithmetic unit is equalized. When the number of cases is fractional, the arithmetic units are assigned one by one until the fraction is exhausted, and the number of cases assigned to each arithmetic unit is equalized as much as possible. This idea is similar to the distribution in FIGS. In FIG. 5, severe accident cases 1 to n
(1 to i, i + 1 to j, j + 1 to n) (step S012), and for each case, all the arithmetic units perform AC power flow calculation and perform detailed evaluation on severe accident cases (S013, S113, S213). Here, the detailed evaluation is to calculate the tidal current after the generator is dropped or the transmission line is cut, and compare this with the transmission capacity limit value of each transmission line to determine whether or not an overload occurs. It is the main point. Thereafter, when the calculations (evaluations) in all the arithmetic units are completed, the evaluation results for all severe accident cases 1 to n are collected in a route process and output (S014).
【００３４】この実施形態では、各演算装置に分配され
た過酷事故ケースについて交流潮流計算による詳細評価
を並列処理することにより、解析処理を一層高速化する
ことができる。In this embodiment, the analysis processing can be further speeded up by parallel processing of detailed evaluation by AC power flow calculation for severe accident cases distributed to each arithmetic unit.
【００３５】次いで、請求項４〜６の発明の実施形態と
して、本発明の並列処理における演算装置の負荷調整方
法につき述べる。前述した請求項１，２または３の発明
の並列処理方法において、各演算装置に分配する想定事
故ケース（過酷事故ケースも含む）の数を調整すること
により、各演算装置の負荷を調整することが可能にな
る。これは、並列処理を行う演算装置の処理能力がそれ
ぞれ異なるような場合、または個々の演算装置で異なる
処理を同時に行うために演算装置負荷が異なる場合、更
には個々の演算装置の処理能力及び演算装置負荷の双方
が異なるような場合に有効であり、このような事故ケー
ス数の調整により処理の高速化が可能である。Next, as an embodiment of the present invention, a method of adjusting the load of the arithmetic unit in the parallel processing according to the present invention will be described. In the parallel processing method according to the first, second or third aspect of the present invention, the number of assumed accident cases (including severe accident cases) distributed to each arithmetic device is adjusted to adjust the load on each arithmetic device. Becomes possible. This is the case when the processing capabilities of the processing units that perform parallel processing are different from each other, or when the processing loads on the processing units are different because different processing units simultaneously perform different processing. This is effective when both device loads are different, and the processing speed can be increased by adjusting the number of accident cases.
【００３６】（１）請求項４の発明の実施形態として
の、演算装置の処理能力に応じた負荷調整方法（想定事
故ケース数の分配方法） この方法は、各演算装置の処理能力をあらわす指標ｓi
（ｉ＝１，２，…，ｎc）を予め設定数値として与え、
この処理能力指標ｓiに応じて各演算装置に分配するケ
ース数を決定する。この手順を以下に示す。以下の手順
では、処理能力が高いほど指標が大きい数値になるよう
な場合を示している。(1) A load adjustment method according to the processing capability of the arithmetic unit (distribution method of the number of assumed accident cases) according to the fourth embodiment of the present invention. This method is an index representing the processing capability of each arithmetic unit. s i
(I = 1, 2,..., Nc ) are given as preset numerical values,
Determining a number of cases to be distributed to each computing device in accordance with the processing capability index s i. This procedure is described below. The following procedure shows a case where the index becomes larger as the processing capacity becomes higher.
【００３７】手順１）全ケース数をＮとし、全演算装置
の処理能力指標を合計し、これをＳとする。 手順２）ＮをＳで割ったものをｘとし、余りをｍとす
る。 手順３）各演算装置の処理能力指標ｓi（ｉ＝１，２，
…，ｎc）を用いて、各演算装置への分配ケース数をｘ
×ｓiとする。 手順４）手順２における余りｍが０になるまで、処理能
力指標ｓiの高い演算装置から順に、その分配ケース数
を１増やす。 なお、上記手順における変数は、処理能力指標を除き、
すべて整数として演算する。Procedure 1) Assume that the total number of cases is N, the processing capability indices of all the arithmetic units are totaled, and this is S. Procedure 2) Let x be a value obtained by dividing N by S, and let m be the remainder. Procedure 3) Processing performance index s i (i = 1, 2, 2)
.., N c ), and the number of distribution cases to each arithmetic unit is x
× s i . Step 4) The number of distribution cases is increased by 1 in order from the arithmetic unit with the highest processing capability index s i until the remainder m in step 2 becomes zero. The variables in the above procedure, except for the processing capacity index,
All are calculated as integers.
【００３８】（２）請求項５の発明の実施形態として
の、演算装置負荷に応じた負荷調整方法（想定事故ケー
ス数の分配方法） この方法は、各演算装置の演算装置負荷を実行時に測定
し、その測定結果を演算装置負荷指標ｌi（ｉ＝１，
２，…，ｎc）とする。そして、この演算装置負荷指標
ｌiに応じて各演算装置に分配するケース数を決定す
る。この手順を以下に示す。以下の手順では、演算装置
負荷が高いほど演算装置負荷指標ｌiが大きい数値にな
るような場合を示している。(2) A load adjustment method according to the load of the arithmetic unit according to the fifth embodiment (a method of distributing the number of assumed accident cases) This method measures the load of the arithmetic unit of each arithmetic unit at the time of execution. Then, the measurement result is used as an arithmetic unit load index l i (i = 1,
2,..., N c ). Then, the number of cases to be distributed to each arithmetic device is determined according to the arithmetic device load index l i . This procedure is described below. The following procedure shows a case where the arithmetic device load index l i becomes larger as the arithmetic device load increases.
【００３９】手順１）各演算装置における演算装置負荷
を測定し、これをｌi（ｉ＝１，２，…，ｎc）とする。
ここで、全ケース数をＮとする。 手順２）全演算装置の演算装置負荷指標を合計し、これ
をＬとする。 手順３）ＮをＬで割ったものをｘとし、余りをｍとす
る。 手順３）ｃi＝ｘ×ｌiとし、手順２における余りｍが０
になるまで、演算装置負荷指標ｌiの高い演算装置から
順に、対応するｃiの数を１増やす。 手順４）各演算装置の分配ケース数をＮ／ｃiとする。 なお、上記手順における変数は、演算装置負荷指標を除
き、すべて整数として演算する。Procedure 1) The processing unit load in each processing unit is measured, and this is set to l i (i = 1, 2,..., N c ).
Here, the total number of cases is N. Procedure 2) The arithmetic unit load indices of all the arithmetic units are summed, and this is set to L. Procedure 3) Let x be a value obtained by dividing N by L, and let m be the remainder. Procedure 3) Set c i = x × l i and the remainder m in procedure 2 is 0
In until, in order from the high computing device having computing device loads the index l i, the corresponding number of c i is incremented by one. Step 4) the number of the transfer case of the computing device to N / c i. Note that all variables in the above procedure are calculated as integers except for the calculation device load index.
【００４０】（３）請求項６の発明の実施形態として
の、演算装置処理能力及び演算装置負荷に応じた負荷調
整方法（想定事故ケース数の分配方法） この方法では、各演算装置に分配する事故ケース数を、
分配する前に決定せず、処理の終了した演算装置から順
に、すべての事故ケースに対する計算を終了するまで、
一つずつ事故ケースを分配し、これを繰り返す。これに
より、演算装置処理能力と演算装置負荷の両方を考慮し
た事故ケース数の分配が可能となり、さまざまな環境に
おいても常に計算時間が短くなるような演算装置負荷調
整が可能となる。この手順を以下に示す。(3) A load adjusting method according to the processing capacity of the arithmetic unit and the load of the arithmetic unit (distribution method of the number of assumed accident cases) according to the sixth embodiment of the present invention. The number of accident cases
Undecided before distribution, until the calculation for all accident cases is completed, in order from the processing unit that has finished processing,
Distribute the accident cases one by one and repeat. As a result, the number of accident cases can be distributed in consideration of both the processing capacity of the arithmetic unit and the load of the arithmetic unit, and the arithmetic unit load can be adjusted such that the calculation time is always shortened even in various environments. This procedure is described below.
【００４１】手順１）各演算装置に一つずつ事故ケース
を分配する。 手順２）各演算装置は分配された事故ケースの計算を実
行し、終了したら終了通知を行う。 手順３）終了通知を行った演算装置に対して、事故ケー
スを一つ分配する。 手順４）すべての事故ケースの計算が終了するまで、手
順２及び手順３を繰り返し実行する。Procedure 1) Distribute one accident case to each arithmetic unit. Procedure 2) Each arithmetic unit executes the calculation of the distributed accident case, and notifies the end when the calculation is completed. Step 3) One accident case is distributed to the arithmetic unit that has sent the end notification. Step 4) Steps 2 and 3 are repeatedly executed until the calculation of all the accident cases is completed.
【００４２】[0042]
【発明の実施例】本発明の実施例として、ＩＥＥＥ１
４，３０，５７，１１８及び３００母線の各系統に対し
て上記並列処理方法を適用した場合のシミュレーション
結果を説明する。系統感度を用いた想定事故ケースから
選択された過酷事故ケースの数は上記の順に、８，８，
５，３及び３ケースである。これらの過酷事故ケースに
対して詳細評価計算（潮流計算）を行い、結果を出力す
る。この計算には、３台の計算機（ＣＰＵはPentium -
300MHz）を100Mbps-Ethernetのネットワークにより接続
したワークステーションクラスタを用いた。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As an embodiment of the present invention, IEEE1
Simulation results when the above-described parallel processing method is applied to each system of 4, 30, 57, 118, and 300 buses will be described. The number of severe accident cases selected from the assumed accident cases using system sensitivity was 8, 8,
5, 3, and 3 cases. Detailed evaluation calculation (tidal flow calculation) is performed for these severe accident cases, and the result is output. For this calculation, three computers (CPU is Pentium-
(300MHz) using a 100Mbps-Ethernet network.
【００４３】本発明による実行時間と従来の逐次処理方
法による実行時間との比較結果を、図６に示す。ここで
は、本発明により達成された高速化の倍率を、（従来の
実行時間／本発明による実行時間）による平均倍率とし
て縦軸に示してある。図示するように、本発明では従来
の逐次処理方法に比べて、系統のノード数が多くなるほ
ど処理が高速になり、実系統規模である３００母線系統
において約２．１６倍高速であることが確認された。FIG. 6 shows a comparison result between the execution time according to the present invention and the execution time according to the conventional sequential processing method. Here, the vertical scale represents the speed-up magnification achieved by the present invention as the average magnification by (conventional execution time / execution time according to the present invention). As shown in the figure, in the present invention, as compared with the conventional sequential processing method, the processing speed increases as the number of nodes in the system increases, and it is confirmed that the processing speed is about 2.16 times faster in a 300 bus system which is a real system scale. Was done.
【００４４】[0044]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、発電機の
脱落や送電線の切断による複数の想定事故ケースに対し
て、過酷度計算、想定事故ケースのソート、詳細な評価
計算等の各演算処理をそれぞれ並列化することにより、
一連の想定事故解析、静的信頼度評価を高速化すること
ができる。As described above, according to the present invention, for a plurality of assumed accident cases due to a fall of a generator or a cut of a transmission line, calculation of severity, sorting of assumed accident cases, detailed evaluation calculation, and the like are performed. By parallelizing each arithmetic processing,
A series of assumed accident analysis and static reliability evaluation can be accelerated.
【図１】本発明の基本的な処理手順を示すフローチャー
トである。FIG. 1 is a flowchart showing a basic processing procedure of the present invention.
【図２】本発明の並列処理の概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram of parallel processing according to the present invention.
【図３】請求項１の発明の実施形態における各演算装置
の処理手順を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure of each arithmetic unit in the embodiment of the first invention.
【図４】請求項２の発明の実施形態における各演算装置
の処理手順を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure of each arithmetic device in the embodiment of the second invention.
【図５】請求項３の発明の実施形態における各演算装置
の処理手順を示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure of each arithmetic unit in the embodiment of the third invention.
【図６】本発明の実施例としてのシミュレーション結果
を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a simulation result as an example of the present invention.
Claims (6)
ピーダンス、各負荷容量、各電源とその容量、及び電圧
指定値等の系統条件が与えられた時に、系統内のある一
つの発電機または送電線が系統から切り離された場合を
一つの想定事故ケースとし、系統内のすべての発電機ま
たは送電線に対する想定事故ケースに対して、想定事故
後の各送電線に流れる有効電力潮流を系統感度を用いて
計算し、この有効電力潮流と各送電線の送電容量限界値
とを用いて各想定事故ケースの過酷度を求め、この過酷
度に従ってソートした想定事故ケースを対象として潮流
計算により系統の信頼度を評価するようにした電力系統
の想定事故解析において、 各想定事故ケースを複数の演算装置に分配して各演算装
置により過酷度を並列的に計算し、求められたすべての
想定事故ケースの過酷度を一つの演算装置に集約した上
で過酷度に従って想定事故ケースをソートすることを特
徴とする電力系統の想定事故解析における並列処理方
法。When a system condition such as a system configuration, each equipment impedance, each load capacity, each power supply and its capacity, and a specified voltage value in an electric power system is given, a certain generator or transmission line in the system is provided. Is considered as one assumed accident case, and for the assumed accident case for all generators or transmission lines in the system, the active power flow flowing through each transmission line after the assumed accident is used using system sensitivity. Using this active power flow and the transmission capacity limit of each transmission line, the severity of each assumed accident case is determined, and the reliability of the system is calculated by the power flow calculation for the assumed accident cases sorted according to this severity. In the assumed accident analysis of the electric power system that was evaluated, each assumed accident case was distributed to multiple arithmetic units, and the severity was calculated in parallel by each arithmetic unit. Parallel processing method in postulated accident analysis of the power system, characterized by sorting the postulated accident case according severity in terms of the severity of postulated accident cases all aggregated into a single computing device.
ピーダンス、各負荷容量、各電源とその容量、及び電圧
指定値等の系統条件が与えられた時に、系統内のある一
つの発電機または送電線が系統から切り離された場合を
一つの想定事故ケースとし、系統内のすべての発電機ま
たは送電線に対する想定事故ケースに対して、想定事故
後の各送電線に流れる有効電力潮流を系統感度を用いて
計算し、この有効電力潮流と各送電線の送電容量限界値
とを用いて各想定事故ケースの過酷度を求め、この過酷
度に従ってソートした想定事故ケースを対象として潮流
計算により系統の信頼度を評価するようにした電力系統
の想定事故解析において、 各想定事故ケースを複数の演算装置に分配して各演算装
置により過酷度を並列的に計算すると共に求められた過
酷度に従って想定事故ケースを並列的にソートし、 各演算装置によるすべてのソート結果を一つの演算装置
に集約した上で当該演算装置により過酷度に従って想定
事故ケースをマージソートすることを特徴とする電力系
統の想定事故解析における並列処理方法。2. When a system condition such as a system configuration, each device impedance, each load capacity, each power supply and its capacity, and a specified voltage value in a power system is given, one generator or transmission line in the system is provided. Is considered as one assumed accident case, and for the assumed accident case for all generators or transmission lines in the system, the active power flow flowing through each transmission line after the assumed accident is used using system sensitivity. Using this active power flow and the transmission capacity limit of each transmission line, the severity of each assumed accident case is determined, and the reliability of the system is calculated by the power flow calculation for the assumed accident cases sorted according to this severity. In the assumed accident analysis of the electric power system, the assumed accident cases are distributed to a plurality of arithmetic units, and the severity is calculated in parallel with each arithmetic unit. It is characterized in that the assumed accident cases are sorted in parallel according to the severity, and all the sorting results by each arithmetic unit are aggregated into one arithmetic unit, and then the assumed accident cases are merge-sorted by the arithmetic unit according to the severity. A parallel processing method in the assumed accident analysis of the power system.
事故解析における並列処理方法において、 想定事故ケースのソート結果に従って過酷事故ケースを
選択し、これらの過酷事故ケースを複数の演算装置に分
配して各演算装置が潮流計算による詳細な信頼度評価を
並列的に実行することを特徴とする電力系統の想定事故
解析における並列処理方法。3. A parallel processing method in an assumed accident analysis of a power system according to claim 1, wherein severe accident cases are selected according to a result of sorting the assumed accident cases, and these severe accident cases are distributed to a plurality of arithmetic units. A parallel processing method in a power system assumed accident analysis, wherein each arithmetic unit executes detailed reliability evaluation by power flow calculation in parallel.
想定事故解析における並列処理方法において、 各演算装置に分配する事故ケース数を、予め設定した各
演算装置の処理能力を表す指標に応じ調整して各演算装
置の負荷調整を行うことを特徴とする電力系統の想定事
故解析における並列処理方法。4. A parallel processing method in an assumed accident analysis of a power system according to claim 1, 2, or 3, wherein the number of accident cases distributed to each arithmetic unit is used as an index indicating a predetermined processing capability of each arithmetic unit. A parallel processing method in an assumed accident analysis of a power system, wherein a load of each arithmetic unit is adjusted by adjusting according to the situation.
想定事故解析における並列処理方法において、 各演算装置に分配する事故ケース数を、各演算装置の演
算負荷を表す指標に応じ調整して各演算装置の負荷調整
を行うことを特徴とする電力系統の想定事故解析におけ
る並列処理方法。5. The parallel processing method in the assumed accident analysis of a power system according to claim 1, wherein the number of accident cases distributed to each arithmetic unit is adjusted according to an index representing the arithmetic load of each arithmetic unit. A parallel processing method in an assumed accident analysis of a power system, comprising:
想定事故解析における並列処理方法において、 各演算装置に事故ケースを一つずつ分配し、処理が終了
した演算装置に対して更に事故ケースを逐次一つずつ分
配していくことにより、各演算装置の負荷調整を行うこ
とを特徴とする電力系統の想定事故解析における並列処
理方法。6. The parallel processing method in a power system assumed accident analysis according to claim 1, 2 or 3, wherein an accident case is distributed to each arithmetic unit one by one, and further an accident is performed on the arithmetic unit whose processing is completed. A parallel processing method in an assumed accident analysis of a power system, wherein a load of each arithmetic unit is adjusted by sequentially distributing cases one by one.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11071377A JP2000270477A (en) | 1999-03-17 | 1999-03-17 | Parallel processing method in assumed accident analysis of electric power system |
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011015559A (en) * | 2009-07-03 | 2011-01-20 | Hitachi Ltd | Method for allocating arithmetic operation of power system stabilizer |
| JP2011097704A (en) * | 2009-10-28 | 2011-05-12 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | Apparatus and method for stabilizing power system |
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| KR20160044919A (en) * | 2014-10-16 | 2016-04-26 | 한국전력공사 | Apparatus and method for distinguishing electric power system configuration |
| JP2018536382A (en) * | 2015-12-02 | 2018-12-06 | 国▲電▼南瑞科技股▲分▼有限公司 | Online evaluation method for safety margin of power system operating reserve |
-
1999
- 1999-03-17 JP JP11071377A patent/JP2000270477A/en not_active Withdrawn
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| CN102983567B (en) * | 2012-11-12 | 2014-11-26 | 西安交通大学 | Assessment method of power grid lifeline |
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| KR102311376B1 (en) | 2014-10-16 | 2021-10-13 | 한국전력공사 | Apparatus and method for distinguishing electric power system configuration |
| JP2018536382A (en) * | 2015-12-02 | 2018-12-06 | 国▲電▼南瑞科技股▲分▼有限公司 | Online evaluation method for safety margin of power system operating reserve |
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