[发明专利]一种大规模电力系统运行方式潮流转移比多核并行批处理方法

说明书

本发明属于大电网安全校核和计算机领域，公开了一种大规模实际电力系统运行方式潮流转移比的多核并行批处理方法，以大系统分析工具为基础，采用深度优先搜索算法对系统的网络拓扑进行完整性检测，结合潮流结果合理性的自动判别以实现潮流转移比的批处理分析，基于Fork/Join的并行框架，按故障设置采用“分治模式”递归分解计算任务，实现大规模实际电力系统运行方式潮流转移比的多核并行批处理快速准确分析。本发明切实保证分析精度和效率，适用于实际大规模系统运行方式潮流转移比快速精确分析，在不增加额外投资的情况下能充分利用计算机多核资源并获得良好的并行性能，满足不同时间尺度运行方式安全校核分析要求，具有广泛应用前景。

技术领域

本发明涉及大电网安全校核和计算机领域，更具体地，特别涉及到一种大规模电力系统运行方式潮流转移比多核并行批处理方法。

技术背景

电网运行坚持“安全第一、预防为主”的方针。伴随国民经济不断增长，电力系统规模日渐庞大，对电网安全、稳定和经济运行提出了更高要求。近些年，国内外大面积停电事故频发，给社会和经济造成巨大损失。例如：1965年东北美大面积停电事故、1978年法国大停电事故、2003年美国8.14大停电事故、1990年广州大面积停电事故、1999年台湾地区大停电事故、2012年印度大停电事故等。国内外不少学者对多起严重大面积停电事故原因进行了深入分析，取得了大量研究成果，结果表明：绝大多数的大面积停电事故是由于部分压极限边缘运行的输电网络遭遇故障而断开相关支路，引起潮流大面积转移，导致其他线路过载，从而产生连锁反应，最终导致了大停电事故的发生。

为了预防和杜绝此类重大事故发生，实际运行中不得不降低线路的传输功率，但这样又不能充分发挥网络的传输效率。为了保证电网安全并兼顾经济效益，电网运行方式需反复调整校核，进行大量超前的预想事故模拟仿真分析是十分必要的。在现行运行方式潮流转移比分析中，需要逐一手动设置故障并潮流计算，从大量文本输出结果中筛选出关注支路和断面的潮流，信息量大、工作繁琐且效率低，有时甚至无法计算，若基态潮流变化，计算条件则需要全部重新设置。实际运行中也可采用系统等值的方法，但难以详细模拟全网网架结构，分析精度不能保证。

作为国家水电能源基地之一，云南电网已成为国家西电东送的主要输出端，网架结构日益复杂，在保证南方电网区域互联、电网安稳运行方面作用显著，输电能力与负荷增长的不匹配使得线路的功率输送裕度减少，外加西部大量小水电逐级集中送出以及复杂多变的高原极端恶劣气候影响，可能造成大量走廊相近的线路或设备的多重严重故障，甚至导致潮流大面积转移，电网稳定破坏的风险较大，方式制作时必须进行大量安全校核分析，计算量大。以云南电网某月实际运行方式(计算网络包含南方电网五省电网数据)为例，全网系统超过11000个节点，12000条支路(包含短连接开关支路)。

目前，已有较多关于潮流转移的理论研究和方法验证，但测试系统规模较小，对于大规模实际系统运行方式尚无成熟运用的批处理精确求解工具，也未见采用多核并行技术求解潮流转移比的相关报道。本发明可适于大规模系统运行方式潮流转移比的精确和快速分析，满足不同时间尺度运行方式安全校核分析要求，具有广泛的应用前景。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种大规模电力系统运行方式潮流转移比多核并行批处理方法，同时兼顾求解效率和结果精度，实现大规模电力系统潮流转移比的快速精确求解，满足不同时间尺度运行方式安全校核分析要求。

本发明采用的技术方案为：本发明揭示了一种大规模电力系统运行方式潮流转移比多核并行批处理方法。

按照下述步骤(1)-(5)实现运行方式潮流转移比的多核并行批处理分析计算。

(1)计算数据准备。采用java编程解析拟计算的电网运行方式(包含潮流计算文件dat和稳定计算文件swi)，按照设备类型、区域、分区、电压等级进行分类并保存至数据库，为并行批处理分析提供基础数据准备；