[发明专利]一种大电网在线数据多线程快速整合方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统仿真分析计算领域，具体涉及一种大电网在线数据多线程快速整合方法。

背景技术

电力系统的数字仿真己成为电力系统规划设计、调度运行和分析研究的主要工具，电力系统各元件的数学模型以及由其构成的全系统数学模型是电力系统数字仿真的基础。模型和参数是仿真结果准确性的重要决定因素，直接影响着以此为基础的决策方案。

电网的安全可靠运行对社会和经济发展具有重大意义。随着电网规模的不断扩大、发电机组不断投产、以及特高压输电、可再生资源电源的不断接入，电网接线日益复杂，电网运行的情况越来越复杂，在线安全稳定评估与预警系统的作用越来越显著。在线安全稳定评估与预警系统包括静态稳定分析、暂态稳定分析、动态稳定分析及稳定裕度评估等计算分析功能，上述的各种计算分析都是基于完整的计算数据的，所以，在线数据整合是在线安全稳定评估与预警系统的基础。随着“智能电网调度技术支持系统”的不断推广，在线数据整合的模型规模越来越大，因而研究一种准确、高效、快速的在线数据整合方法是非常有必要的。

传统的在线数据整合有两个思路：1）以EMS系统的在线量测及模型数据与离线方式数据为基础，整合生成潮流数据和稳定数据；2）利用EMS系统的在线量测及模型数据，生成整合潮流数据，然后根据离线动态参数库，生成对应的稳定数据。其中思路1）中的生成的整合潮流结合了在线方式与离线方式的特点，因而没有保证与在线方式的一致性，与实际运行系统误差较大，现在已经很少使用这个思路来实现在线数据整合了；思路2）是当前在线数据整合的主流实现方式。

在线数据整合大多包含数据读取、数据解析、生成拓扑、拓扑分析、计算数据生成这几个步骤。传统的在线数据整合包含以下几个缺点：1）整合流程都采用串行结构，在整合数据量大的时候速度明显变慢，难以达到高效、快速的在线应用要求；2）数据整合仅仅是简单的数据转换，并没有处理在线数据中存在的错误数据以及没有对在线数据的质量进行定量评估。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明提供了一种大电网在线数据多线程快速整合方法，包括：

步骤1，读取并解析各类电网数据，将所述电网数据存放至内存中，对不同类型的电网设备的电网数据对应的内存进行分块；

步骤2，采用并行处理方式对各个所述分块后的内存中的电网设备与拓扑节点关联，对所述拓扑节点建立关联拓扑节点表；

步骤3，根据所述内存的分块对各块内存对应的拓扑节点进行分区，采用并行处理方式对各个所述分区的所述拓扑节点的所述关联拓扑节点表进行遍历分析；

对每个所述拓扑节点进行拓扑岛编号，除去拓扑死岛并确定关心的拓扑岛；

通过拓扑节点分区间的联络线将各个所述拓扑节点的分区进行拓扑合并，生成整合的电网在线数据。

本发明提供的第一优选实施例中：所述步骤1中读取的所述电网数据包括：厂站、母线、变压器、交流线路、发电机、负荷、并联补偿设备、串联补偿设备、换流器、直流线路、拓扑节点；

所述电网数据格式是CIM/E格式或CIM/XML格式；

读取并解析所述电网数据的过程包括：将数据文件映射到内存中后，对内存按照不同的设备类型进行分块，采用OpenMP多线程并行技术对所述各块内存进行并行处理。

本发明提供的第二优选实施例中：所述步骤2中，

对于单端设备，将所述单端设备与所述拓扑节点相关联；

对于双端或者多端设备，将所述双端或者多端设备与所述拓扑节点相关联后，为每个所述拓扑节点生成所述关联拓扑节点表；

所述单端设备包括母线、发电机、负荷；所述双端或多端设备包括交流线路、变压器。

本发明提供的第三优选实施例中：所述步骤3中采用深度优先或者广度优先搜索方法对所述关联拓扑节点表进行遍历分析；采用OpenMP多线程并行计算对所述各个分区进行拓扑搜索和编号。

本发明提供的第四优选实施例中：所述步骤3中生成所述整合的电网在线数据包括：将关心区域内的拓扑节点、交流线路、变压器的信息以PSD-BPA格式输出到潮流数据中；如果配置了发电机动态参数库，则输出PSD-BPA格式的暂态稳定数据。

本发明提供的第五优选实施例中：所述步骤3中进行所述拓扑合并后，包括：

步骤4，对所述电网数据进行质量评估；

进行所述质量评估的过程包括查找关心的拓扑岛内存在的明显错误，并对错误进行修正，采用并行处理方式验证所述电网数据是否满足潮流方程。