一种电力系统暂态稳定并行计算的优化分区策略

大规模电力系统的区域特性为暂态稳定并行计算任务的优化划分创造了条件。基于分层递归二分法的思想 ,分析了基于块对角加边策略的空间暂态稳定并行计算的任务划分目标 ,提出了一种基于区域特性的任务划分策略 ,将电力系统自然的分层分区特性与并行计算领域的图划分算法相结合 ,有效地降低了暂态稳定计算中协调系统规模和算法通信量 ,提高了各个计算进程的负载平衡度和并行计算性能。实际大规模电力系统的算例仿真结果表明 ,文中提出的方法优于METIS图划分软件 ,与其划分后计算性能的对比可见 ,暂态稳定并行计算最佳仿真速率提高超过 10 % ,有效地提高了并行计算性能 ,为大规模电力系统实时暂态稳定并行计算的实现奠定了基础。

电力系统对角加边模型的数据中心求解方法

随着超大规模区域互联电网的发展,智能电子设备和相量测量单元广泛应用,如何实现对所产生的PB级大数据的高速处理成为完成实时(超实时)计算的关键。云计算作为一种新型的互联网计算模式,为实现电力系统大数据分析和复杂电网高效并行计算提供了可能。针对电力系统基本计算单元对角加边模型(block bordered diagonal form,BBDF)和分解协调并行算法,提出一种低能耗数据中心的优化映射和并行计算方法。依据任务间计算耦合性,将分解协调并行算法进行拆分,并提出依据任务计算复杂度的任务到虚拟机偏好绑定放置方法。随后建立以虚拟机的CPU利用率、内存利用率为约束条件,以节能为目标的Bin-Packing模型,求解BBDF分解协调并行计算到数据中心映射的最优配置。通过Cloud Sim平台对IEEE 118节点电网模型和含有538节点和1133节点的大规模电网进行仿真计算。结果表明,应用虚拟机技术的数据中心计算在时间和系统能耗方面都优于传统单机多线程并行计算。IEEE 118节点算例计算时间降低42.32%,随着系统规模增大,1133节点实际电网计算时间降低75.8%。

基于节点迁移的电力系统并行计算优化分割策略

利用基于拉普拉斯谱划分的递归二分法将电力网络进行支路切割,然后将支路切割转换为节点撕裂。在转换过程中使用了一种优化的支路排序策略,以减小边界块,从而减小协调计算时间,提高并行效率。通过计算迁移节点目标函数,减小了分割的不平衡度。在IEEE标准网络上,用并行潮流算法对分割的网络进行测试计算。结果表明,该优化策略有效减小了边界块,适合电力系统并行计算。

电力系统并行计算的嵌套分块对角加边形式划分算法

具有分块对角加边形式(bordered block diagonal form,BBDF)导纳阵的网络划分,是进行电力系统并行计算的有效方法。提出一种基于电力系统地理区域信息,自外而内利用边割集形成嵌套分块对角加边形式(nested BBDF,NBBDF)系数矩阵的图形分割算法。该算法不仅时间开销小,在保证各层BBDF图良好特性的基础上,将各子系统的电网数据进行分布式存储。应用稀疏技术对算法形成的嵌套边界块进行节点重新编号,以减少计算过程所引入的注入元。对嵌套BBDF划分后的电网进行并行潮流计算,实验结果表明,该算法不仅使得并行计算具有很小的通信量,同时,也因在电网规模很大的情况下可能出现超线性现象,所以它非常适用于大规模的电力系统并行计算。

电力系统并行仿真的PVM实现

本文将块对角加边模型的并行仿真算法在并行虚拟机 (Parallel Virtual Machine) PVM上编程实现 ,在 45机42 9节点仿真计算实例上结果比较理想 ,潮流计算取得了2 .5倍的加速比 ,仿真计算的加速比为 2 .3 8。

PMU在多区域互联系统状态估计中的应用

利用PMU和SCADA(数据采集与监控系统)组成混合量测,提出一种基于PMU量测多区域互联系统状态估计方法。从通过对角块加边模型(BBDF)的方法对大规模系统进行分区出发,在各区域内部单独进行状态估计的基础上,推导通过区域间数据交换得到修正的各区域外网戴维南等值,进而利用边界条件构造基于边界节点状态量的状态迭代模型,并通过不断修正各子系统相应的外界节点状态得到整个系统状态估计结果,通过6机25节点系统的仿真结果,验证了算法的有效性及优越性。

基于对角加边模型和最优乘子法的冷热电联供园区微网能量流计算

由于冷热电联供(combined cooling heating and power,CCHP)园区微网中各个能源网间存在复杂的耦合关系,大大增加了微网能量流计算问题的规模和复杂度。提出了基于对角加边模型(blockbordered-diagonalform,BBDF)和最优乘子法的CCHP园区微网能量流算法。首先对CCHP园区微网进行了详细建模,并针对能源站的不同运行模式建立了相应的输出功率模型,在此基础上建立了计及多种能源网交替耦合的能量流计算模型。通过对统一迭代法的修正方程组进行优化改进,提出了基于BBDF的CCHP园区微网能量流解耦计算方法。在每次迭代中,求出耦合变量的修正量后,再独立求出供冷/热/电网相关变量的修正量。并且应用最优乘子法计算每次迭代的最优修正步长,以减少计算迭代次数,提高收敛性。算例计算结果表明,所提出的算法可明显提高运算效率,改善收敛性,相较于传统的统一迭代算法能减少约60%的计算耗时。