[发明专利]一种分布式电力设备仿真中的模型数据快速传输方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统仿真技术领域，涉及三维仿真技术，特别是涉及一种分布式电力设备仿真中的模型数据快速传输方法。

背景技术

电力系统仿真技术可以分为物理模拟和数字仿真两大类。其中，实时数字仿真技术在电力系统试验研究中得到越来越广泛的应用，而计算机技术及分布式控制技术的发展又进一步推动了实时数字仿真技术的深入发展。近年来，电力系统仿真技术正在发生由集中仿真控制系统向分布式仿真控制系统的转变。分布式仿真技术一种先进的仿真技术，它基于计算机网络的仿真，多用于大型复杂系统的仿真，例如电力设备制造工艺等等。它将地理上分布的仿真引擎、三维模型库以及仿真用户合成逻辑上的一个整体，在逼真的视景和操作模型环境中，进行人机交互高度仿真。与集中仿真系统相比，分布式仿真控制系统具有易于扩展、灵活性好、性能及稳定性较高等优势。它的规模大小可根据应用项目灵活组合，有效减少对资源的浪费。

申请公布号为CN 102073753 A的专利公开了一种面向电力系统仿真的实时分布式仿真平台系统，包括至少一台仿真服务器，每台仿真服务器以PCI 桥接方式连接至少一台实时分布式仿真装置，实时分布式仿真装置通过PCI总线同时连接多块智能型仿真卡，各智能型仿真板卡分别与实际的电力设备进行连接；申请号为201410079472.0的专利公开了一种基于分布式文件系统的仿真分布式并行计算平台及方法，包括若干客户端，用户通过客户端提交任务到调度节点，由调度节点统一分配任务经由交换机传输到若干计算节点参与计算，所述计算节点计算完成后将计算结果传回调度节点，再由调度节点处理计算结果，并且直接写入或通过数据接口写入数据库并通知客户端计算完毕。然而，这些分布式实时仿真系统并未考虑分布式系统中模型数据的传输效率，而且这些分布式仿真系统中，某个站点需求的仿真模型是由某个具有完整模型站点进行全部模型数据传输，耗时长，网络传输效率低下，大大影响了仿真实时性。另外，当仿真模型数据量过于庞大、三维模型分布过于分散的时候，模型的传输成为制约分布式仿真系统运行效率的关键因素，因此如何在分布式环境下，实现大型复杂三维模型的快速传输，是分布式仿真需要解决的一个关键问题。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，解决上述技术问题，本发明提供一种分布式电力设备仿真中的模型数据快速传输方法，它采用如下技术方案实现，包括如下步骤：

（1）生成网络拓扑图：当任务发起后，对任务中包括目标站点在内的所有分布式候选站点建立网络拓扑图；

（2）获取传输时间：确定步骤（1）所述网络拓扑图中任意两个邻接站点间传输同一个子模型需要的平均传输时间；

（3）生成最短路径树：采用Dijkstra’s算法，基于步骤（1）所述生成的网络拓扑图与步骤（2）所述邻接站点间的传输时间生成最短路径树；

（4）生成子模型传输候选表：针对步骤（1）所述目标站点的子模型需求，确定各个候选站点中可以提供的子模型以及相应的传输时间，构建出以候选站点、传输时间为行标题、各子模型为列标题的子模型传输候选表；

（5）生成模型结构树：根据各个子模型之间的依赖关系情况生成模型结构树；

（6）传输路径规划：确定各个子模块的传输路径以及传输顺序。

其中，步骤（1）中所述候选站点是当某个站点包含目标站点需要的子模型时，该站点即为候选站点，即该站点有可能传输该子模型到目标站点；所有候选站点以及相连接的候选站点的边构成一个网络拓扑图；步骤（1）所述生成网络拓扑图的具体方法包含如下步骤：

（1.1）分析要传输的目标模型中所有的子模型；

（1.2）根据要传输的目标模型中的子模型，确定所有分布式站点中的候选站点；

（1.3）基于目标站点与所有候选站点构建网络拓扑图。

步骤（2）中所述获取网络拓扑图中任意两个邻接站点间传输一个子模型需要的平均时间的具体方法包含如下步骤：

（2.1）确定目标站点S₀为根节点；

（2.2）检索网络拓扑图中任意具有连接边的节点N_i与N_j，并计算测试子模型M在N_i与N_j之间的传输时间T_ij。

步骤（2）所述相邻两个站点，是指在步骤（1）所述的网络拓扑图中，若站点Si与站点Sj之间存在一条边，那么站点Si与站点Sj为相邻的两个站点；步骤（2）在分布式仿真系统构建时，就生成一个测试子模型M，该模型专门用于测试两相邻站点间的模型传输时间。