[发明专利]一种广域多级分布式并行电网分析系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种电网调度方法，具体涉及一种广域多级分布式并行电网分析系统。

背景技术

云计算是以分布式技术和虚拟化技术为基础，网络为载体，提供基础架构、平台、软件等服务为形式，整合大规模可灵活扩展的IT资源（计算、存储、数据、应用等）进行协同工作的计算体系，是新一代IT计算模式。基于云计算技术的大电网在线分析软件的实现需要以云平台为基础，现有技术中电力系统调度云平台包括调度应用层、调度云服务、平台中间件和基础设施层。

（1）调度应用层；通过整合调度应用：实时监控、安全校核、调度计划、调度管理等众多调度业务，向客户提供统一的业务访问平台，让客户感觉到业务不是分隔的，而是整体的调度业务解决方案，并引入面向服务的架构（SOA），把软件当做服务来提供。

（2）调度云服务；根据需要作为服务提供的一整套应用程序，以实现协同方式数据管理和协同方式计算为目标，提供覆盖国、网、省三级调度中心的一体化流程管理、统一数据共享和统一方式计算等应用服务。

（3）平台中间件；包含一个软件层，并作为一项服务提供此软件层，这项服务可用来构建更高水平的服务。调度云平台整合了统一的服务访问接口，屏蔽了下层的分布式计算、分布式内存数据库、分布式时序数据库、分布式关系数据库、分布式结构化存储、分布式搜索引擎等功能模块，并配合安全、运维、分布式统一资源管理等控制模块，向用户提供统一的服务接口和平台服务。

（4）基础设施层。通过网络作为标准化服务提供基本存储和计算能力。

目前，大电网在线分析分布式并行算法大致可以分为三类：1）大电网在线分析采用并行数学方法求解方程。代数方程组或微分方程组的求解都是许多电力系统分析计算的核心问题，其并行求解方法可以分为两类：直接法和迭代法。直接法以矩阵分解、矩阵求逆等数学原理为基础。较典型的迭代法有雅可比和高斯-塞德尔法等，均可直接并行化。2）大规模电力网络的分块计算。网络分块法的基本思想是把大电网分解成若干规模较小的子网，对每个边界的子网分别进行等值计算，然后在求解出分割边界的协调变量，最后求解各个子网的内部变量，得到合理全系统的解。网络分块法可以分为两类，节点撕裂法和支路切割法。3）根据输入数据划分计算任务。例如静态安全分析的每个预想事故分析都是一次潮流计算，且预想故障间无直接关系，可分成N个扫描任务，由多个进程并行完成潮流计算。

本发明根据大电网在线分析系统分层分布的特点，结合云计算技术，以面向服务架构为基本思路，在调度云平台基础上，提出了一种适用于大电网在线分析的广域多级分布式并行电网分析系统，适用范围广，适用性灵活，既能满足大电网超大规模计算任务的计算要求，又能保证较小规模计算任务不占用过多资源，减少不必要的通讯时间；充分利用调度云平台提供的全局共享数据，提高大电网在线分析的计算精度，解决一体化电网分层分级调度带来的电网边界计算残差问题。

发明内容

为了满足现有技术的需要，本发明提供了一种广域多级分布式并行电网分析系统，所述系统包括客户端服务器、作业服务器、管理机服务器、辅助管理机服务器和任务服务器；所述作业服务器对所述客户端服务器发起的电网分析任务进行分析，并将其分配到管理机服务器或辅助管理机服务器或任务服务器进行广域多级分布式并行计算。

优选的，所述作业服务器通过分析执行所述电网分析任务的计算量和计算实时性，确定执行所述电网分析任务的优先级和广域多级分布式并行计算的工作模式；所述广域多级分布式并行计算的工作模式包括单机多CPU并行计算模式、集群内分布式并行计算模式和广域分布式并行计算模式；

优选的，所述任务服务器采用单机多CPU并行计算模式执行所述电网分析任务；将所述电网分析任务分解为若干子任务，通过任务服务器内部的多个CPU对所述子任务进行并行计算，并将计算结果反馈到所述客户端服务器；所述任务服务器的数目为n，n至少为2；所述任务服务器包括数据处理单元和协调管理单元；所述数据处理单元依据所述子任务进行数据读取、数据分析和数据存储；所述协调管理单元用于获取所述子任务，并所述子任务的执行结果反馈到所述客户端服务器或所述辅助管理机服务器；

优选的，所述辅助管理机服务器采用集群内分布式并行计算模式执行所述电网分析任务；所述任务服务器通过局域网连接，形成计算机集群单元；所述辅助管理机服务器通过虚拟化技术和桌面云技术将所述计算机集群单元的硬件资源整合为计算资源池、网络资源池和存储资源池；