專(zhuān)利名稱：一種基于并行算法的計(jì)算在線輸電裕度的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電網(wǎng)穩(wěn)定分析領(lǐng)域，尤指一種基于并行算法的計(jì)算在線輸電裕度的 方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
輸電裕度是指在特定的運(yùn)行方式下、在保證系統(tǒng)發(fā)生預(yù)想事故后系統(tǒng)能夠保持 穩(wěn)定運(yùn)行的最大輸送功率。輸電裕度是系統(tǒng)輸電能力的直接反映，針對(duì)實(shí)際的網(wǎng)絡(luò) 系統(tǒng)，自動(dòng)計(jì)算重要輸電斷面的穩(wěn)定裕度，對(duì)實(shí)際系統(tǒng)的運(yùn)行具有重要的指導(dǎo)作用。
現(xiàn)有電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，輸電裕度的計(jì)算主要采用基于典型運(yùn)行方式、 人工手動(dòng)調(diào)整、禾擁電力系統(tǒng)離線仿真程序串行計(jì)算的。計(jì)算的主要步驟如下-
1、 確定用于計(jì)算極限的典型運(yùn)行方式。該典型方式是根據(jù)實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)、設(shè)備 投產(chǎn)情況等因素人工構(gòu)建的模擬實(shí)際系統(tǒng)的 集合，通常采用穩(wěn)定情況比
較嚴(yán)重的傳輸功率較大的運(yùn)行方式；
2、 確定計(jì)算的輸電斷面、調(diào)整的原則等。輸電斷面通常是重要區(qū)域之間的、省 之間或者重要的送電通道的線路，調(diào)整的原則包括調(diào)整的元件、調(diào)整的順序 等；
3、 對(duì)所有的斷面都重復(fù)進(jìn)行如下的計(jì)算過(guò)程
>按照確定的調(diào)整原貝l」調(diào)整該斷面的輸電功率，將其調(diào)整為一個(gè)新的功率
值，獲取合理的潮流方式； >對(duì)該潮流方式針對(duì)指定的多個(gè)故障、采用電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定程序進(jìn)行穩(wěn)
定計(jì)算分析，分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性； >如，所有的故障都能夠保持穩(wěn)定，則返回重新調(diào)整該輸電斷面的功率
到一個(gè)更高的功率值；如果某一個(gè)或者多個(gè)故障失穩(wěn)，則返回重新調(diào)整
該輸電斷面功率為一個(gè)較低的功率值； >直到調(diào)整到該斷面的一個(gè)功率值滿足所有的指定故障都能夠穩(wěn)定，再繼
續(xù)增加功率系統(tǒng)不能穩(wěn)定，并且功率差值小于一定范圍，認(rèn)為己經(jīng)達(dá)到
功率極限。該功率值就是該輸電斷面的輸電裕度?，F(xiàn)有的輸電裕度的計(jì)算方法存在以下問(wèn)題
1、 不能真實(shí)反映電網(wǎng)的實(shí)際情況
現(xiàn)有輸電裕度都是基于典型運(yùn)行方式數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)之上進(jìn)行調(diào)整的，和實(shí) 際數(shù)據(jù)有一定的差別，不能反映實(shí)際運(yùn)行的狀態(tài)。計(jì)算的輸電裕度一般都大 于實(shí)際運(yùn)行時(shí)斷面的輸電裕度，計(jì)算結(jié)果比較保守，經(jīng)濟(jì)性比較差；但有時(shí) 也可能小于實(shí)際運(yùn)行的輸電裕度，結(jié)果比較冒迸，帶來(lái)安全性的隱患。
2、 對(duì)計(jì)算人員的要求比較高
輸電裕度的計(jì)算過(guò)程是一個(gè)不斷調(diào)整的過(guò)程，需要計(jì)算人員具有較高的 專(zhuān)業(yè)素質(zhì)、較豐富的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和較熟練的調(diào)整能力。
3、 計(jì)算速度較慢，耗費(fèi)大量人力
輸電裕度需要對(duì)每個(gè)斷面進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算過(guò)程中不斷進(jìn)行潮流數(shù)據(jù)調(diào)整 和穩(wěn)定計(jì)算，計(jì)算量比較大。而實(shí)際工作過(guò)程中采用單機(jī)串行的工作方式， 計(jì)算的時(shí)間也比較長(zhǎng)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問(wèn)題是提供一種基于大規(guī)模并行算 去的計(jì)算輸電斷面在線輸 電裕度的方法及系統(tǒng)。
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的一種基于并行算法的計(jì)算在線輸電裕度的系統(tǒng)，
包括
管理部分，負(fù)責(zé)對(duì)計(jì)算任務(wù)進(jìn)行分配，對(duì)計(jì)算節(jié)點(diǎn)返回的結(jié)果進(jìn)行整理分析， 生成新的計(jì)算任務(wù)和計(jì)算結(jié)果；
計(jì)算部分，負(fù)責(zé)將斷面控制到指定的檔位，使用穩(wěn)定計(jì)算程序進(jìn)行校核，生成 計(jì)算的結(jié)果，并將計(jì)算節(jié)點(diǎn)全部計(jì)算任務(wù)的結(jié)果匯總成一個(gè)文件。
本發(fā)明的另一方面是提供一種基于并行算法的計(jì)算在線輸電裕度的計(jì)算方法， 所述方法包括如下步驟
1) 管理部分生成計(jì)算任務(wù)的控制文件；
2) 計(jì)算部分獲取計(jì)算任務(wù)后進(jìn)行計(jì)算，并將計(jì)算完成后將計(jì)算結(jié)果返回；
3) 管理部分對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，劃分校核檔位生成校核任務(wù)的控制文件；
4) 計(jì)算部分獲取校核任務(wù)后，進(jìn)行調(diào)整，計(jì)算系統(tǒng)穩(wěn)定性；計(jì)算完成后將計(jì)算 結(jié)果返回；5)管理部分所有檔位的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分阮確定對(duì)校核故障系統(tǒng)都穩(wěn)定的檔位 為輸電裕度。
本發(fā)明基于實(shí)際采集的電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，結(jié)合預(yù)先設(shè)定和基于安全穩(wěn)定模式實(shí)吋 確定調(diào)整原則和方法，采用大規(guī)模并行計(jì)算處理技術(shù)對(duì)指定斷面的輸電裕度自動(dòng)進(jìn) 行極限計(jì)算；以達(dá)到提高計(jì)算速度、真實(shí)反映電網(wǎng)實(shí)際情況的目的，用于更好指導(dǎo)
電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行。
說(shuō)明書(shū)附圖
圖1為本發(fā)明基于并行算法的計(jì)算在線輸電裕度的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)所述基于并行算法的計(jì)算在線輸電裕度的計(jì)算方法的流程圖3為實(shí)現(xiàn)圖2中所述步驟1 )的流程圖4為實(shí)現(xiàn)圖2中所述步驟2)的流程圖； 圖5為實(shí)現(xiàn)圖2中所述步驟3)的》究程圖； 圖6為實(shí)現(xiàn)圖2中所述步驟4)的流程圖； 圖7為本發(fā)明并行算法中搜索階段算法的示意圖8為本發(fā)明并行算法中校驗(yàn)階S:算法的示意圖。
具體實(shí)施例
下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
如圖1所示，其為本發(fā)明基于并行算法的計(jì)算在線輸電裕度的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，
由圖中顯示可知，所述系統(tǒng)包括:
管理部分01，負(fù)責(zé)對(duì)計(jì)算任務(wù)進(jìn)行分配，對(duì)計(jì)算節(jié)點(diǎn)返回的結(jié)果進(jìn)行整理分
析，生成新的計(jì)算任務(wù)和計(jì)算結(jié)果；
計(jì)算部分02，負(fù)責(zé)將斷面控制到指定的檔位，i頓穩(wěn)定計(jì)算程序進(jìn)行校核， 生成計(jì)算的結(jié)果，并將計(jì)算節(jié)點(diǎn)全部計(jì)算任務(wù)的結(jié)果匯總成一個(gè)文件。
又如圖2所述，本發(fā)明所要求保據(jù)的基于并行算法的計(jì)算在線輸電裕度的方法 包括如下步驟
1) 管理部分生成計(jì)算任務(wù)的控制文fh
2) 計(jì)算部分獲取計(jì)算任務(wù)后進(jìn)行計(jì)算，并將計(jì)算完成后將計(jì)算結(jié)果返回；
3) 管理部分對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析,劃分校核檔位生成校核任務(wù)的控制文件；4) 計(jì)算部分獲取校核任務(wù)后，進(jìn)行調(diào)整，計(jì)算系統(tǒng)穩(wěn)定性；計(jì)算完成后將計(jì)算 結(jié)果返回；
5) 管理部分所有檔位的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析,確定對(duì)校核故障系統(tǒng)都穩(wěn)定的檔位 為輸電裕度。
進(jìn)一步地，如圖3所示，所述步驟l)還包括有如下步驟
11) 管理部分獲取對(duì)計(jì)算故障的i平估結(jié)果；
12) 根據(jù)EEAC量化分析理論計(jì)算所有發(fā)電機(jī)的參與因子；
13) 自動(dòng)識(shí)別該安全穩(wěn)定模式下系統(tǒng)振蕩機(jī)群；
14) 根據(jù)預(yù)先指定的機(jī)組確定調(diào)整模式；
15) 生成計(jì)算任務(wù)的控制文件
其中，EEAC理論是建立在多機(jī)系統(tǒng)的實(shí)際受擾軌跡上，適用于多機(jī)系統(tǒng)的大 擾動(dòng)穩(wěn)定性評(píng)估和任意參變量極限值的求取。
EEAC將評(píng)估空間從積分空間中分離出來(lái)。它先對(duì)多機(jī)空間中具有任意復(fù)雜模 型和復(fù)雜場(chǎng)景的全部動(dòng)態(tài)方程進(jìn)行完整的數(shù)值仿真，再將全部的受擾軌跡以窮盡方 式分解為互補(bǔ)的兩群。對(duì)于每一種互補(bǔ)劃分方式，用兩群各自等值慣量中心的等值 軌跡構(gòu)成等值非自治兩機(jī)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的受擾軌跡。其采用的變換稱為互補(bǔ)群中心相對(duì) 運(yùn)動(dòng)變換(Complementary-Cluster Center-Of-Inertia Relative-Motion ， 縮寫(xiě)為 CCCOI-RM)。該線性變換不但完整地保持了原多機(jī)運(yùn)動(dòng)空間的穩(wěn)定信息，并且是 一種嚴(yán)格的保穩(wěn)變換。
EEAC完全不同于李雅普諾夫方法，它從電力系統(tǒng)實(shí)際受擾軌跡中直接提取系 統(tǒng)禾急定性的定性信息及定量信息，其要點(diǎn)是
建立在互補(bǔ)群相對(duì)運(yùn)動(dòng)和同群轉(zhuǎn)子角加權(quán)均值相i^:上的CCCOI-RM日劃寸保存 了原多機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性；
將等面積法則擴(kuò)展應(yīng)用到各個(gè)映象平面上具有時(shí)變特性的映象OMB系統(tǒng)，并 求得后者的穩(wěn)定極限條件；
最危險(xiǎn)的映象子系統(tǒng)的臨界條件就是原多機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定極限條件。
因此在多機(jī)積分精度的含義上，EEAC是分析電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的嚴(yán)格的量化方法。
進(jìn)一步地，如圖4所示，所述步驟2)還包括有如下步驟
21)計(jì)算部分獲取計(jì)算任務(wù)后，從控制文件中讀取機(jī)群信息、斷面信息和斷面功率需要控制的目標(biāo)數(shù)值；
22) 根據(jù)計(jì)算任務(wù)文件中指定的調(diào)整原則和方法，調(diào)整系統(tǒng)各元件的運(yùn)行狀態(tài) 使輸電斷面的功率達(dá)到該檔位；
23) 計(jì)算該功率檔位下計(jì)算故障的系統(tǒng)穩(wěn)定性；
24) 計(jì)算完成后將計(jì)算結(jié)果返回管理部分。
進(jìn)一歩地，如圖5所示，所述步驟3)還包括有如下步驟
31) 管理部分對(duì)回收的所有檔位的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，判斷系統(tǒng)輸電裕度的功 率檔位；
32) 根據(jù)斷面的輸電裕度和搜索下限，劃分校核檔位，生成校核任務(wù)的控制文 件。
進(jìn)一步地，如圖6所示，所述歩驟4)還包括有如下步驟
41) 計(jì)算部分獲取校核任務(wù)后，調(diào)整系統(tǒng)各元件的運(yùn)行狀態(tài)使輸電斷面的功率達(dá)到校核檔
位，計(jì)算lt睦行方式下校核故障的系統(tǒng)穩(wěn)定性；計(jì)算完成后將計(jì)算結(jié)果返回計(jì)算部分
獲取校核任務(wù)后，調(diào)整系統(tǒng)各元件的運(yùn)行狀態(tài)使輸電斷面的功率達(dá)到校核
檔位；
42) 計(jì)算此運(yùn)行方式下校核故障的系統(tǒng)穩(wěn)定性；
43) 計(jì)算完成后將計(jì)算結(jié)果返回。
進(jìn)一步地，在本發(fā)明的技術(shù)方案中并行計(jì)算方法是本方法的核心部分，該算法
分成兩個(gè)階段搜索階段和校驗(yàn)階段。
所述搜索階段算法如下圖7所示，根據(jù)給定的斷面?zhèn)鬏敼β仕阉鞯纳舷藓拖孪蓿?分成N個(gè)檔位，使用F個(gè)故障，這樣每個(gè)斷面形成NxF個(gè)計(jì)算任務(wù)，多個(gè)斷面形 成ZNixFi個(gè)任務(wù)，分配給計(jì)算節(jié)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，回收計(jì)算的結(jié)果，交給管理禾歸進(jìn)行 匯總分析，找出斷面輸送功率的極限。至此完成極限搜索階段，如果存在校驗(yàn)故障， 禾，進(jìn)入校驗(yàn)階段。斷面?zhèn)鬏敼β仕阉鞯纳舷奕嗝鍺-l熱穩(wěn)定極限，下限取斷面 離線計(jì)算的極限下調(diào)兩檔的數(shù)值。
所述校驗(yàn)階段算法如下圖8所示，其建立在搜索階段計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)之上。首 先根據(jù)各個(gè)斷面搜索出的極限結(jié)果、搜索下限和搜索步長(zhǎng)，.計(jì)算各個(gè)斷面的校核檔 位；
斷面校核檔位』^，，—
搜素少長(zhǎng)這樣分成N個(gè)校核檔位，使用F個(gè)校核故障，每個(gè)斷面形成NXF個(gè)計(jì)算任務(wù)，多個(gè)斷面形成i:NiXFi個(gè)任務(wù)，分配給計(jì)算節(jié)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，平臺(tái)回收計(jì)算的結(jié)果，交給管理程序?qū)η懊娴挠?jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，生成最終的計(jì)算結(jié)果，交給計(jì)算平臺(tái)，同時(shí)通知平臺(tái)結(jié)束整個(gè)裕度計(jì)算任務(wù)。
并行計(jì)算過(guò)程中主要進(jìn)行機(jī)組出力調(diào)整，將斷面潮流控制到指定數(shù)值，而后使
用穩(wěn)定程序進(jìn)行計(jì)算，輸出穩(wěn)定校驗(yàn)的結(jié)果?；居?jì)算過(guò)程如下
(1) 根據(jù)管理主進(jìn)程給的任務(wù)號(hào)和當(dāng)前所處的計(jì)算階段號(hào)，從計(jì)算任務(wù)信息文件中提取計(jì)算任務(wù)的描述信息。
(2) 從計(jì)算任務(wù)文件中提取所計(jì)算斷面的信息、斷面兩側(cè)機(jī)群及調(diào)整原則和方法、和故障；根據(jù)搜索范圍、檔位個(gè)數(shù)和當(dāng)前任務(wù)的檔位號(hào)，找出斷面潮流的目標(biāo)值；
(3) 斷面潮流調(diào)節(jié)。初次啟動(dòng)潮流計(jì)算時(shí)，初始化斷面的初始潮流、機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)等等信息；而后對(duì)平衡機(jī)出力進(jìn)行校驗(yàn)，如果出現(xiàn)運(yùn)行在非允許范圍，將對(duì)機(jī)組出力進(jìn)行調(diào)整，找到合理為止；
(4) 判斷斷面潮流是否達(dá)到目標(biāo)值，如果沒(méi)有達(dá)到，貝IJ調(diào)整斷面兩側(cè)機(jī)組出九重復(fù)前面的潮流調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)的歩驟(3)，直到達(dá)到控制點(diǎn)為止。
(5) 穩(wěn)定性校驗(yàn)。
(6) 計(jì)算完成之后，輸出計(jì)算結(jié)果，完成計(jì)算任務(wù)。
基于大規(guī)模并行處理的裕度評(píng)估的調(diào)度流程是由由平臺(tái)調(diào)度服務(wù)器發(fā)起，主要流程如下 ；
(1) 平臺(tái)調(diào)度服務(wù)器向輸電裕度管理程序發(fā)送控制信號(hào)；
(2) 管理程序接收到信號(hào)后，程序準(zhǔn)備計(jì)算任務(wù)文件，向調(diào)度服務(wù)器程序發(fā)送消息，告知其數(shù)據(jù)準(zhǔn)備完成；
(3) 調(diào)度服務(wù)器接收到信號(hào)后，將相關(guān)的文件廣，到各個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)；
(4) 計(jì)算節(jié)點(diǎn)的服務(wù)器接收文件后，讀取計(jì)算任務(wù)，并逐個(gè)分配給多個(gè)計(jì)算任務(wù)的線程；
(5) 每一個(gè)計(jì)算線，呈接收到任務(wù)號(hào)后，根據(jù)任務(wù)號(hào)和計(jì)算階段號(hào)分別提取自己的計(jì)算任務(wù)描述信息；
(6) 進(jìn)入初始化階段，分別從控制文件中讀取機(jī)群信息、斷面信息、計(jì)算出自己控制的斷面功率的目標(biāo)數(shù)值；根據(jù)初始潮流的流向，確定潮流的控制方向；(7) 計(jì)算完成之后，形成計(jì)算結(jié)果文件。計(jì)算任務(wù)線程結(jié)束后，將文件發(fā)回給計(jì)算節(jié)點(diǎn)主進(jìn)程，計(jì)算節(jié)點(diǎn)主進(jìn)程將這些結(jié)果匯總到一起后，回傳給調(diào)度服務(wù)器；
(8) 調(diào)度服務(wù)器收集齊結(jié)果文件并f呆存。
(9) 如果不存在計(jì)算任務(wù)，計(jì)算結(jié)束，輸出計(jì)算結(jié)果；如果還存在其它的計(jì)算任務(wù)，重復(fù)本流程(1) - (9)的各個(gè)歩驟。
校驗(yàn)階段的過(guò)程與搜索階段的過(guò)程接口相同。只是計(jì)算階段線禾呈和管理程序的內(nèi)部處理程序存在一些差異。輸電裕度管理禾，在分析完成結(jié)果后，輸出計(jì)算結(jié)果，結(jié)束整個(gè)計(jì)算任務(wù)。
進(jìn)-一步地，計(jì)算任務(wù)的分配受計(jì)算任務(wù)的多少和計(jì)算平臺(tái)計(jì)算能力決定。由于某些原因，可用的節(jié)點(diǎn)也是變化的，預(yù)分配給各^hi十算節(jié)點(diǎn)的任務(wù)也應(yīng)該是變化的。計(jì)算任務(wù)的個(gè)數(shù)由計(jì)算斷面的個(gè)數(shù)、各個(gè)斷面搜索的檔位數(shù)、搜索和校核的故障數(shù)來(lái)決定的。程序依托的平臺(tái)采用通過(guò)任務(wù)文件的形式進(jìn)行分配計(jì)算任務(wù)。管理節(jié)點(diǎn)讀取配置文件，根據(jù)搜索或校核階段可用計(jì)算節(jié)點(diǎn)的數(shù)目，動(dòng)態(tài)生成計(jì)算任務(wù)文件，指定每個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)的計(jì)算任務(wù)；每個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)通過(guò)讀取任務(wù)文件，識(shí)別當(dāng)前的計(jì)算任務(wù)。
任務(wù)分配的方法:在搜索階段，如果計(jì)算任務(wù)的數(shù)目大于可用計(jì)算節(jié)點(diǎn)的數(shù)目，則增大搜索空間較小的斷面的搜索步長(zhǎng)，減少斷面檔位數(shù)目，修正計(jì)算任務(wù)的數(shù)目使之小于等于可用計(jì)算節(jié)點(diǎn)數(shù)目；如果計(jì)算任務(wù)的數(shù)目小于可用計(jì)算節(jié)點(diǎn)的數(shù)目，則減少搜索空間較大的斷面的搜索步長(zhǎng)，增加斷面檔位數(shù)目，修正計(jì)算任務(wù)的數(shù)目使之接近可用計(jì)算節(jié)點(diǎn)數(shù)目。'在校核階段，如果計(jì)算任務(wù)的數(shù)目大于可用計(jì)算節(jié)點(diǎn)的數(shù)目，則依次對(duì)于每一個(gè)斷面，從搜索出的斷面極限開(kāi)始，逐個(gè)向下分配計(jì)算節(jié)點(diǎn)，直至可用計(jì)算節(jié)點(diǎn)分配完成為止。
在本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例中，申請(qǐng)人將本發(fā)明所述技術(shù)方案應(yīng)用于在線穩(wěn)定分析與預(yù)警系統(tǒng)中，其中的實(shí)現(xiàn)流程如下
(1) 每隔一定時(shí)間間隔(例如10 ，)，獲取一次電網(wǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，整合成為指定格式的可用的數(shù)據(jù)；
(2) 調(diào)度服務(wù)器啟動(dòng)本技術(shù)方案的軟件模塊；
(3) 本技術(shù)方案的管理程序準(zhǔn)備計(jì)算任務(wù)文件等數(shù)據(jù)；通過(guò)調(diào)度服務(wù)器將相關(guān)的文件廣播到各個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)；各計(jì)算節(jié)分配并啟動(dòng)各計(jì)算任務(wù)線程，即本技術(shù)方案的計(jì)算部分；(4) 本技術(shù)方案計(jì)算程序進(jìn)行必要的初始化，開(kāi)始按照本方案中的并行計(jì)算方
法調(diào)整潮流，進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算分析等計(jì)算。
(5) 計(jì)算完成后，計(jì)算結(jié)果返回調(diào)度服務(wù)器匯總。
(6) 計(jì)算結(jié)果顯示給調(diào)度員，指定電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行工作。
本發(fā)明的特點(diǎn)和功能如下
1) 采用了并行算法，充分利用計(jì)算機(jī)集群技術(shù)，發(fā)揮集群強(qiáng)大的計(jì)算能力，實(shí)現(xiàn)斷面輸電裕度的快速搜索；
2) 根據(jù)預(yù)警評(píng)估結(jié)果，可以自動(dòng)識(shí)別不同安全模式下的系統(tǒng)振蕩機(jī)群，確定
最優(yōu)的調(diào)整方式。
3) 考慮機(jī)組特性每臺(tái)機(jī)組都有一，合理出力范圍，低于下限時(shí)，必須停機(jī)。
由于機(jī)組出力調(diào)整后，運(yùn)行方式發(fā)生變化，系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)損耗也會(huì)發(fā)生變化，平衡機(jī)的出力可能超出合理范圍。該程序具有校正平衡機(jī)出力的功能。有些機(jī)組可能啟動(dòng)時(shí)間比較長(zhǎng)，程序中可以設(shè)置這些機(jī)組只有運(yùn)行時(shí)才可以調(diào)整出力，不允許啟動(dòng)機(jī)組。
4) 實(shí)現(xiàn)按電廠進(jìn)行開(kāi)停機(jī)組允許按照電廠調(diào)整機(jī)組出力，保證電廠的最小出力，并用最少的機(jī)組來(lái)分擔(dān)出力。當(dāng)前只要用于水電廠的機(jī)組出力調(diào)整。
5) 考慮跨區(qū)電網(wǎng)不同輸電斷面之間的相互影響和制約，設(shè)計(jì)了對(duì)其他斷面相
關(guān)故障的校核階段。校核階段建立在搜索階段計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)之上，根據(jù)各個(gè)斷面搜索出的極限結(jié)果、搜索下限和搜索步長(zhǎng)，計(jì)算各個(gè)斷面的校核檔位，選擇對(duì)所有校核故障系統(tǒng)都穩(wěn)定的最大檔位作為該斷面的極限功率。除此以外，在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中，還可以采取另外的一種計(jì)算在線輸電裕度的方
法，所述方法包括如下步驟
101) 取滿足電力系統(tǒng)潮流、穩(wěn)定計(jì)算分析程序格式的實(shí)際的電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)；
102) 管理部分，M^接受啟動(dòng)的信號(hào)，完成計(jì)算任務(wù)、數(shù)據(jù)等的前期準(zhǔn)備工作；
103) 計(jì)算部分獲取計(jì)算任務(wù)后，從控制文件中讀取機(jī)群信息、斷面信息、計(jì)算出自己控制的斷面功率的目標(biāo)數(shù)值；
104) 對(duì)所有斷面都重復(fù)進(jìn)行如下計(jì)算
>調(diào)整潮流數(shù)據(jù)根據(jù)預(yù)先指定的調(diào)整原則和方法，針對(duì)每個(gè)檔位功率，調(diào)整電力系統(tǒng)各元件的運(yùn)t刊犬態(tài)使輸電斷面的功率達(dá)到該檔位，得到多個(gè)合理的運(yùn)行方式數(shù)據(jù)；>針對(duì)指定的搜索階，，用的故障形式，采用并行計(jì)算技術(shù)，對(duì)多個(gè)故障進(jìn)行并行計(jì)算分析，計(jì)算各個(gè)功率檔位各個(gè)故障系統(tǒng)的穩(wěn)
定性；
>回收所有檔位的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，判斷系統(tǒng)輸電裕度的功率檔
位；
>針對(duì)指定的校驗(yàn)階皿用的故障形式，采用并行計(jì)算技術(shù)，對(duì)確定的功率檔位進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算，計(jì)算各故障的穩(wěn)定性；如果所有這些故障系統(tǒng)是穩(wěn)定的，則該功率為i^電裕度；105)計(jì)算完成后，計(jì)算部分將所有計(jì)算結(jié)果匯總并返回。
權(quán)利要求
1、一種基于并行算法的計(jì)算在線輸電裕度的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括管理部分，負(fù)責(zé)對(duì)計(jì)算任務(wù)進(jìn)行分配，對(duì)計(jì)算節(jié)點(diǎn)返回的結(jié)果進(jìn)行整理分析，生成新的計(jì)算任務(wù)和計(jì)算結(jié)果；計(jì)算部分，負(fù)責(zé)將斷面控制到指定的檔位，使用穩(wěn)定計(jì)算程序進(jìn)行校核，生成計(jì)算的結(jié)果，并將計(jì)算節(jié)點(diǎn)全部計(jì)算任務(wù)的結(jié)果匯總成一個(gè)文件。
2、 一種基于并行算法的計(jì)算在線輸電裕度的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟1) 管理部分生成計(jì)算任務(wù)的控制文件；2) 計(jì)算部分獲取計(jì)算任務(wù)后進(jìn)行計(jì)算，并將計(jì)算完成后將計(jì)算結(jié)果返回；3) 管理部分對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析,劃分校核檔位生成校核任務(wù)的控制文件；4) 計(jì)算部分獲取校核任務(wù)后，進(jìn)行調(diào)整，計(jì)算系統(tǒng)穩(wěn)定性；計(jì)算完成后將計(jì)算 結(jié)果返回；5) 管理部分所有檔位的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，確定對(duì)校核故障系統(tǒng)都穩(wěn)定的檔位 為輸電裕度。
3、 如權(quán)利要求2所述的基于并行算法的計(jì)算在線輸電裕度的方法，其特征在于， 所述步驟1)還進(jìn)一歩包括如下步驟11) 管理部分獲取對(duì)計(jì)算故障的評(píng)估結(jié)果；12) 根據(jù)EEAC量化分析理論計(jì)算所有發(fā)電機(jī)的參與因子；13) 自動(dòng)識(shí)別該安全穩(wěn)定模式下系統(tǒng)振蕩機(jī)群；14) 根據(jù)預(yù)先指定的fl組確定調(diào)整模式；15) 生成計(jì)算任務(wù)的控制文件。
4、 如權(quán)利要求3所述的基于荊亍算法的計(jì)算在線輸電裕度的方法，其特征在于， 所述步驟2)還進(jìn)一步包括如下步驟21) 計(jì)算部分獲取計(jì)算任務(wù)后，從控制文件中讀取機(jī)群信息、斷面信息和斷面 功率需要控制的目標(biāo)數(shù)值；22) 根據(jù)計(jì)算任務(wù)文件中指定的調(diào)整原貝訴口方法，調(diào)整系統(tǒng)各元件的運(yùn)行狀態(tài) 使輸電斷面的功率達(dá)到該檔位；23) 計(jì)算該功率檔位下計(jì)算故障的系統(tǒng)穩(wěn)定性；24) 計(jì)算完成后將計(jì)算結(jié)果返回管理部分。
5、 如權(quán)利要求4所述的基于并行算法的計(jì)算在線輸電裕度的方法，其特征在于， 所述歩驟3)還進(jìn)一步包括如下步驟31) 管理部分對(duì)回收的所有檔位的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，判斷系統(tǒng)輸電裕度的功 率檔位；32) 根據(jù)斷面的輸電裕度和搜索下限，劃分校核檔位，生成校核任務(wù)的控制文件。
6、 如權(quán)利要求5所述的基于并行算法的計(jì)算在線輸電裕度的方法，其特征在于， 所述步驟4)還進(jìn)一歩包括如下步驟41) 計(jì)算部分獲取校核任務(wù)后，調(diào)整系統(tǒng)各元件的運(yùn)行狀態(tài)使輸電斷面的功率 達(dá)到校核檔位，計(jì)算jJti!行方式下校核故障的系統(tǒng)穩(wěn)定性；計(jì)算完成后將 計(jì)算結(jié)果返回計(jì)算部分獲取校核任務(wù)后，調(diào)整系統(tǒng)各元件的運(yùn)行狀態(tài)使輸 電斷面的功率達(dá)到校核檔位；42) 計(jì)算lltit行方式下校核故障的系統(tǒng)穩(wěn)定性；43) 計(jì)算完成后將計(jì)算結(jié)果返回。
7、 如權(quán)利要求6所述的基于并行算法的計(jì)算在線輸電裕度的方法，其特征在于， 所述計(jì)算方法為并行計(jì)算方法，戶/f述并行計(jì)算方法分成兩個(gè)階段搜索階段和 校驗(yàn)階段。
8、 如權(quán)利要求7所述的基于并行算法的計(jì)算在線輸電裕度的方法，其特征在于， 所述搜索階段包括如下步驟61) 根據(jù)給定的斷面?zhèn)鬏敼β仕阉鞯纳舷藓拖孪?，分成N個(gè)檔位，使用F個(gè) 故障，從而形成多個(gè)計(jì)算任務(wù)；62) 將所述任務(wù)分配給計(jì)算節(jié)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算；63) 回收計(jì)算的結(jié)果，交給管理，ii^進(jìn)行匯總分析，找出斷面輸送功率的極限；64) 判斷是否存在校驗(yàn)故障，如果存在，則進(jìn)入程序進(jìn)入校驗(yàn)階段。
9、 如權(quán)禾頓求8所述的基于并行算法的計(jì)算在線輸電裕度的方法，其特征在于， 所述斷面?zhèn)鬏敼β仕阉鞯纳舷奕嗝鍺-1熱穩(wěn)定極限，下限取斷面離線計(jì)算的 極限下調(diào)兩檔的數(shù)值。
10、 如權(quán)利要求8所述的基于并行算法的計(jì)算在線輸電裕度的方法，其特征在于，所述校驗(yàn)階段包括如下步驟71) 首先根據(jù)各個(gè)斷面搜索出的極限結(jié)果、搜索下限和搜索步長(zhǎng)，運(yùn)用公 式(1)計(jì)算各個(gè)斷面的校核檔位；而仏訪秋i丄搜索出的極限結(jié)果一搜索下限—j， n、 斷面校核檔似=-搜奮步長(zhǎng)-+1 (1)72) 分成N個(gè)校核檔位，使用F個(gè)校核故障，從而形成多個(gè)計(jì)算任務(wù)；73) 分配給計(jì)算節(jié)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，平臺(tái)回收計(jì)算的結(jié)果，交給管理禾 對(duì)前 面的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析；74) 生成最終的計(jì)算結(jié)果，交給計(jì)算平臺(tái)，同時(shí)通知平臺(tái)結(jié)束整個(gè)裕度計(jì) 算任務(wù)。
11 、如權(quán)利要求8所述的基于并行算法的計(jì)算在線輸電裕度的方法，其特征在于， 所述步驟62)中分配任務(wù)的方法，進(jìn)一步包括如下步驟81) 判斷所述計(jì)算任務(wù)的數(shù)目是否大于可用計(jì)算節(jié)點(diǎn)的數(shù)目，如果大于， 則跳至步驟83)繼續(xù)執(zhí)行；82) 增大搜索空間較小的斷面的搜索步長(zhǎng)，減少斷面檔位數(shù)目，修正計(jì)算 任務(wù)的數(shù)目使之小于等于可用計(jì)算節(jié)點(diǎn)數(shù)目，并結(jié)束分配任務(wù)的工作；83) 減少搜索空間較大的斷面的搜索步長(zhǎng)，增加斷面檔位數(shù)目，修正計(jì)算 任務(wù)的數(shù)目使之接近可用計(jì)算節(jié)點(diǎn)數(shù)目，并結(jié)束分配任務(wù)的工作。
12、 如權(quán)禾腰求10所述的基于并行算法的計(jì)算在線輸電裕度的方法，其特征在 于，所述步驟73)中分配任務(wù)的方法，如果計(jì)算任務(wù)的數(shù)目大于可用計(jì)算節(jié) 點(diǎn)的數(shù)目，則依次對(duì)于每一個(gè)斷面，從搜索出的斷面極限開(kāi)始，逐個(gè)向下分 配計(jì)算節(jié)點(diǎn)，直至可用計(jì)算節(jié)點(diǎn)分配完成為止。
13、 一種基于并行算法的計(jì)算在線輸電裕度的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟101) 獲取滿足電力系統(tǒng)潮流、穩(wěn)定計(jì)算分析程序，各式的實(shí)際的電網(wǎng)運(yùn)行數(shù) 據(jù)；102) 管理部分程序接受啟動(dòng)的信號(hào)，完成計(jì)算任務(wù)、數(shù)據(jù)等的前期準(zhǔn)備工 作；103) 計(jì)算部分獲取計(jì)算任務(wù)后，從控制文件中讀取機(jī)群信息、斷面信息、 計(jì)算出自己控制的斷面功率的目標(biāo)數(shù)值；104) 對(duì)所有斷面都重復(fù)進(jìn)行如下計(jì)算> 調(diào)整潮流數(shù)據(jù)根據(jù)預(yù)先指定的調(diào)整原則和方法，針對(duì)每個(gè)檔位功率，調(diào)整電力系統(tǒng)各元件的運(yùn)行狀態(tài)使輸電斷面的功率達(dá)到該檔位，得到多個(gè)合理的運(yùn)行方式數(shù)據(jù)； >針對(duì)指定的搜索階ll^用的故障形式，采用并行計(jì)算技術(shù)，對(duì)多 個(gè)故障進(jìn)行并行計(jì)算分析，計(jì)算各個(gè)功率檔位各個(gè)故障系統(tǒng)的穩(wěn) 定性；>回收所有檔位的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，判斷系統(tǒng)輸電裕度的功率檔 位；>針對(duì)指定的校驗(yàn)階段采用的故障形式，采用并行計(jì)算技術(shù)，對(duì)確 定的功率檔位進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算，計(jì)算各故障的穩(wěn)定性；如果所有這 些故障系統(tǒng)是穩(wěn)定的，則該功率為輸電裕度；105) 計(jì)算完成后，計(jì)算部分將戶萬(wàn)有計(jì)算結(jié)果匯總并返回。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種基于并行算法的計(jì)算在線輸電裕度的方法及系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括管理部份及計(jì)算部分；而所述方法則其包括由管理部分生成計(jì)算任務(wù)的控制文件；計(jì)算部分進(jìn)行計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果返回；管理部分對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，生成校核任務(wù)的控制文件；計(jì)算部分獲取校核任務(wù)后，計(jì)算系統(tǒng)穩(wěn)定性并將計(jì)算結(jié)果返回；管理部分對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，以確定對(duì)校核故障系統(tǒng)都穩(wěn)定的檔位為輸電裕度。本發(fā)明基于實(shí)際采集的電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，結(jié)合預(yù)先設(shè)定和基于安全穩(wěn)定模式實(shí)時(shí)確定調(diào)整原則和方法，采用大規(guī)模并行計(jì)算處理技術(shù)對(duì)指定斷面的輸電裕度自動(dòng)進(jìn)行極限計(jì)算；以達(dá)到提高計(jì)算速度、真實(shí)反映電網(wǎng)實(shí)際情況的目的，用于更好指導(dǎo)電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行。
文檔編號(hào)H02J3/00GK101685481SQ20081017013
公開(kāi)日2010年3月31日 申請(qǐng)日期2008年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月27日
發(fā)明者濟(jì) 周, 青 常, 張智剛, 健 徐, 辛耀中, 陶向紅, 陶洪鑄, 鮑顏紅 申請(qǐng)人:國(guó)家電力調(diào)度通信中心