混合移动式电力系统实时内存计算数据结构实现方法

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混合移动式电力系统实时内存计算数据结构实现方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种混合移动式电力系统实时内存计算数据结构实现方法。\n背景技术\n[0002] 作为国民经济发展命脉之一的电力能源，其发展状况、运行的安全稳定性以及自动化监控的程度都备受关注。特别是，电力系统物理复杂性的快速增长和电力工业运营机制的改变使得保证电力系统安全稳定运行面临严峻挑战。而电力调度自动化系统(如能量管理系统SCADA/EMS、配电管理系统DMS、调度员模拟培训系统DTS等)的开发和研制，不仅是对运行电力系统进行监控、分析、调度及管理的重要手段，同时也是减少和避免电力系统失稳、崩溃、大停电事故发生的重要保证。\n[0003] 目前现有的电力调度自动化系统中，指定的关键节点上都配置有实时内存数据库来满足系统在线运行的要求。通常对于特定功能服务器(节点)上的实时内存数据库是由同系统关系数据库相对应的部分数据结构所形成的映射文件映射至内存中所生成的，计算时，所取系统数据来自本地服务器中实时内存数据库。图2给出了一个典型电力调度自动化系统配置及实时内存数据库结构图。对于电力系统一些常规的计算，如调度员潮流、安全约束经济调度等，这种固定服务器(节点)上的本地实时内存数据结构可以满足系统在线运行的要求，但对于一些大规模电力系统计算，特别是涉及到分布式并行计算要求的(如电力系统电压稳定、暂态稳定评估)，这种固定式的本地实时内存数据结构存在着如下的缺点：\n[0004] (1)涉及单机(本地)计算的，需花费较多时间从实时内存库中读取所需计算数据，并需要进行数据的二次整理；\n[0005] (2)涉及分布式并行的计算节点，都需要在每一个计算节点上重新建立相对应的实时内存数据库，工作量大，而且会浪费很大的内存空间；\n[0006] (3)不利于一个网调内所属不同省调系统之间数据信息的交互性。\n发明内容\n[0007] 本发明的目的就是针对现有技术中所存在的一些缺点，提供一种混合移动式电力系统实时内存计算数据结构的实现方法。\n[0008] 本发明的混合移动式电力系统实时内存计算数据结构的实现方法，通过以下技术方案来实现：\n[0009] 步骤a，在Intranet局域网或Internet广域网网络环境下，搭建包含多个计算节点的电力系统仿真计算环境，即由在该局域网或广域网中所配置的用于管理电力系统计算的系统计算分析服务器和参与该计算的计算节点所组成的分布式网络环境；\n[0010] 步骤b，在系统计算分析服务器(即管理整个系统计算任务的服务器)上建立针对基于暂态稳定和电压稳定约束的电力系统动态安全评估的符合电力系统指定数据格式(如PTI，IEEE，BPA格式等)的实时内存数据结构；\n[0011] 步骤c，采用结构化的设计方式，即针对电力系统中的具体元件，如母线、负荷、发电机、线路、变压器、多端口直流线路、区域及其他基于电力电子技术的设备等，并根据他们自身特有的运行特性，设计出相应的电气属性，采用结构体的方式，生成其中一种电力元件的数据结构；\n[0012] 步骤d，利用内存映射方式在系统计算分析服务器的内存中生成指定电力系统数据格式(如PTI，IEEE，BPA格式等)的实时内存数据；\n[0013] 步骤e，利用标准的通信协议TCP/IP中的HTTP或FTP协议将此数据结构连同获取的数据传送到步骤a中所述Intranet局域网或Internet广域网中需要进行特定计算，如基于暂态稳定和电压稳定约束的电力系统动态安全评估的计算节点；\n[0014] 步骤f，在计算节点处，按指定的数据结构映射至本地内存，然后再参与具体的计算。\n[0015] 本发明的混合移动式电力系统实时内存计算数据结构的实现方法是在现有技术的基础上，针对现有技术应用领域的不足，利用网络环境，并结合HTTP、FTP传输方式将传统的单机固定式电力系统实时内存数据结构变成移动式，该方法提高了系统的计算效率和运行效率，计算成本低、维护工作量小，而且能很好体现跨地域间电力系统数据的交互，简单、有效地建立了不同地域电力调度控制中心信息交互，特别是辅助计算的渠道。\n附图说明\n[0016] 图1为本发明的结构示意图；\n[0017] 图2为现有技术典型电力调度自动化系统配置及实时内存数据库结构图。\n具体实施方式\n[0018] 参照图1，图1中的系统由系统计算分析服务器和若干计算节点组成。该系统需要完成由若干任务构成的大规模电力系统计算分析，这些任务将会同时分散到不同的计算节点进行计算。\n[0019] 1、不同于传统的应用于电力调度自动化系统的实时内存数据库结构，在该网络环境中，首先在系统计算分析服务器(或类似管理整个系统计算任务的服务器)上建立针对具体计算的符合电力系统某种数据格式的实时内存数据结构，并采用结构化的设计方式，对其中一种元件的数据结构，如母线、负荷、发电机、线路、变压器、多端口直流线路、区域及其他基于电力电子技术的设备等，可采用如下方式表示，\n[0020] Typedef struct_element_data_{\n[0021] int elementid；\n[0022] float capacity；\n[0023] char ckt[4]；\n[0024] ……\n[0025] }ELEMENTDATA；\n[0026] 利用内存映射方式在一个指定的系统分析服务器的内存中生成，对其中一个元件可采用如下方式实现。\n[0027] Typedef CMap<[DATATYPE]，[DATATYPE]，ELEMENTDATA*ELEMENTDATA*&>CMap[DataType]ElementStruct；\n[0028] 对于一个完整的特定计算数据内存结构，利用下面映射加结构的方式在内存中生成。生成过程可专门创建一个线程来实现\n[0029] Typedef struct_specific_calculate_data_struct_{\n[0030] CMap[DataType]ElementStruct_1；\n[0031] CMap[DataType]ElementStruct_2；\n[0032] CMap[DataType]ElementStruct_3；\n[0033] ……\n[0034] }CALDATA；\n[0035] 2、利用标准的通信协议TCP/IP中的HTTP或FTP协议将此数据结构连同获取的数据传送到网络中需要进行特定计算的计算节点。传输方式的选择根据计算数据的内容变化来选定：如果计算数据内容为动态变化，则采用先内存映射再HTTP传输方式；如果计算数据固定，则采用文件FTP传输方式再内存映射。根据电力系统的实际运行情况，我们发现：在一个特定的计算过程中所使用的计算数据可以分为两类，即一类为数据内容只生成一次，不会频繁改动；另一类为动态生成，计算内容改动频繁。为此，本发明采用了混合传输的方式，即对于不频繁改动的计算数据结构以文件方式采用FTP传输，而对于动态生成的计算数据结构则先做内存映射再采用HTTP传输方式至计算节点。该混合传输方式在应用过程中是同时进行的。\n[0036] 3、在计算节点处，对于上述混合传输方式分别采用如下处理方式：(i)由FTP获取的文件，按指定的数据结构映射至本地内存，然后再参与具体的计算；(ii)由HTTP传输过来的数据，直接在本地内存中以特定的数据结构进行映射，然后参与具体的计算。