一种将云计算用于电力潮流计算的方法技术

本发明专利技术涉及电力系统运维技术领域，具体涉及一种将云计算用于电力潮流计算的方法，包括以下步骤：A）将电力系统划分为若干个区域；B）将区域划分为若干个子网，子网的潮流计算作为云计算的任务；C）确定每个云计算系统的服务器节点si的算力Csi，为每台服务器设置性能评分Psi；D）为服务器节点分配任务，使服务器节点基本同时完成所分配的任务，更新性能评分Psi；E）将全部区域联合求解验证，若验证通过，则完成电力系统的潮流计算，反之，则更换潮流计算方法重新进行潮流计算。本发明专利技术的实质性效果是：通过任务分配算法，使被分配的任务基本同时完成，减少等待时间，提高潮流计算效率。

A method of using cloud computing in power flow calculation

The invention relates to the technical field of power system operation and maintenance, in particular to a method of using cloud computing for power flow calculation, which includes the following steps: a) dividing the power system into several regions; b) dividing the regions into several subnets, and the power flow calculation of the subnets is the task of cloud computing; c) determining the computing power CSI of the server node Si of each cloud computing system, which is each service The server sets the performance score psi; d) assigns tasks to the server node, so that the server node basically completes the assigned tasks at the same time, and updates the performance score psi; E) jointly solves and verifies all regions. If the verification is passed, the power flow calculation of the power system is completed, otherwise, the power flow calculation method is replaced to perform the power flow calculation again. The substantive effect of the invention is: through the task allocation algorithm, the assigned tasks are basically completed at the same time, the waiting time is reduced, and the power flow calculation efficiency is improved.

【技术实现步骤摘要】
一种将云计算用于电力潮流计算的方法
本专利技术涉及电力系统运维
，具体涉及一种将云计算用于电力潮流计算的方法。
技术介绍
电力CPS对电力系统安全性与经济性的影响分析；对负荷进行管理与控制。智能电网的发展在很大程度上取决于信息技术和分布式并行技术的发展。而其中对电力CPS的部署避免不了云计算，云计算(CloudComputing)代表了细颗粒状分布式并行技术的发展前沿,是近年来得到快速发展的一种崭新的计算模式，是若干新计算技术的统称；其代表了一种基于Internet的大规模分布式的计算模式。云计算的核心是将很多的计算机资源协调在一起，因此，使用户通过网络就可以把数量众多的服务器资源，当做单个服务器来使用。潮流计算是根据给定的电网结构、参数和发电机、负荷等元件的运行条件，确定电力系统各部分稳态运行状态参数的计算。通常给定的运行条件有系统中各电源和负荷点的功率、枢纽点电压、平衡点的电压和相位角。待求的运行状态参量包括电网各母线节点的电压幅值和相角，以及各支路的功率分布、网络的功率损耗等。通过云计算的方式，能够快速完成电网的潮流计算。云计算系统用于潮流计算时，需要新的任务分配规则，以适应潮流计算的需要子电网的潮流计算任务基本同时完成的需求。中国专利CN104967121A，公开日2015年10月7日，一种大规模电力系统节点的潮流计算方法，将传统的导纳矩阵和参数向量数据以键值对形式存储；每一个Mapper从K-V数据库中读出一个键值对，作为输入；每个Mapper根据输入计算一个雅可比矩阵元素；将所有Mapper的输出结果进行排序，以备Reducer合并；Reducer合并所有Mapper输出的雅可比矩阵元素，形成矩阵和修正方程式；求解修正方程式并对电压相角进行修正；以修正结果进行下一轮迭代。其提出的潮流计算方法中的雅可比矩阵元素通过云计算平台，提高了计算效率。但其仅笼统的公开了使用云计算的方式，并没有针对云计算的任务分配进行针对性的控制，因而并不能有效确保并行运算的子网的潮流计算基本同时完成，导致子网合并进行整个电网的验算时，需要相互等待而限制了计算效率的进一步提高。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：目前云计算系统应用于潮流计算时效率低下的技术问题。提出了一种针对潮流计算特性进行任务分配的将云计算用于电力潮流计算的方法。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案为：一种将云计算用于电力潮流计算的方法，包括以下步骤：A)导入电力系统数据，将电力系统按地理区域划分为若干个区域；B)将每个区域划分为若干个子网，每个子网的潮流计算作为云计算的任务；C)确定每个云计算系统的服务器节点si的算力Csi，为每台服务器设置性能评分Psi，并置Psi初值为1；D)为云计算系统的每个服务器节点分配任务，使各个服务器节点基本同时完成所分配的任务，根据服务器节点完成任务的效率，更新性能评分Psi，直到全部子网的潮流计算任务均完成；E)将全部区域联合求解验证，若验证通过，则完成电力系统的潮流计算，若验证不通过，则选择部分区域更换潮流计算方法重新进行潮流计算。通过将电力系统划分为若干个子网，将子网的潮流计算作为云计算的任务，能够加快每个子网的潮流计算速度，进而加快电网系统的潮流计算速度。作为优选，步骤B中，划分子网的方法为：将每个区域按照电压等级划分子网，将子网内的电压等级发生变化处的节点，作为电源或者负荷处理，其中，向子网输入功率节点的作为电源，从子网获取功率的节点作为负荷。电压变化具有明显的节点，通过电压等级划分，可以降低子网划分的难度，提高子网划分的效率。作为优选，步骤D中，为服务器节点分配任务的方法为：使服务器节点si分配的子任务的数据量，是基本以为权重的分配，Tsi为服务器节点si单位数据量的通信耗时，Lsi为服务器节点si的负荷率。采用该权重为各个服务器节点之间计入通信耗时后的等效效率的倒数，按照该权重分配可以使各个服务器节点基本同时完成分配的任务。如果将同一个子网的潮流计算任务同时分配，则该子网的潮流计算任务将基本同时完成，而后就可以完成该子网的潮流计算任务，避免任务间等待。作为优选，步骤D中，更新服务器性能评分Psi的方法包括以下步骤：F11)随机选取任一服务器节点sj，j∈[1，n]，作为参照服务器节点，Psj＝1；F12)服务器节点sj每次子任务执行完成后，计算服务器节点sj的当前单位算力执行效率其中Q为本次子任务的数据量，t为本次子任务执行的时间；F13)除服务器节点sj以外的服务器节点si每次子任务执行完成后，计算服务器节点si的当前单位算力服务器节点si的性能评分分配任务是相对的，因而性能评分Psi也采用相对值的评分方法，使性能评分更有助于任务的合理分配。作为优选，步骤D中，周期性随机复制一个被分配的计算任务，将该复制的计算任务分配给另外的服务器节点进行计算，对比两个计算相同计算任务的服务器节点返回的结果是否一致；若结果不一致则重新分配两个该相同的计算任务到另外两个服务器节点，直到两个同时分配到该两个相同计算任务的服务器节点执行结果相同，以一致的执行结果作为该计算任务的执行结果；统计最近若干次执行结果的比对结果，若一致率低于设定阈值，则发出告警。检查任务是否被正确计算。作为优选，对比两个计算相同计算任务的服务器节点的计算耗时，在后续分配计算任务时，使该两个服务器节点所分配到的任务数据量以计算耗时的倒数为比例。在检查任务是否被正确计算的同时，完成该两个服务器节点的性能比的确定。相同任务的计算耗时，能够更准确的反应两个服务器节点的性能比，使该两个服务器节点的任务分配更合理。作为优选，步骤B中，确定服务器节点si的算力Csi的方法为：B1)选择一个随机服务器节点si作为参照节点，使其CPU及内存保持满载运行一段时间，计算服务器节点si在单位之间内处理的任务数据量，作为其算力Csi；B2)获得服务器节点si的CPU算力值vm1、内存容量值vm2、内存读写速度值vm3、硬盘读写速度值vm4；B3)其余服务器节点sj，j∈[1，n]且服务器节点当做单处理机处理，多处理机认为每个处理机的平均负荷相同，采用该算力计算方法，能够全面的体现服务器节点处理数据的能力。作为优选，步骤D中，将每个子网中拓扑相连接的区域，作为单独的潮流计算任务，使每个子网均划分出若干个单独的潮流计算任务。拓扑相连接的区域在进行潮流计算时，同时分配任务或紧邻分配，能够减少任务间的等待时间。作为优选，属于同一个子网的的任务同时输入或紧邻输入到云计算系统进行计算。本专利技术的实质性效果是：通过将同子网的任务同时或紧邻输入云计算系统进行计算，并采取任务分配算法，使被分配的任务基本同时完成，减少等待时间，提高潮流计算效率。附图说明图1为实施例一流程框图。图2为实施例一性能评分获得方法。图3为实施例一服务器节点的算力确定方法。具体实施方式下面通过具体实施例，并结合附图，对本专利技术的具体实施方式作进一步具体说明。实施例一：...

【技术保护点】
1.一种将云计算用于电力潮流计算的方法，其特征在于，/n包括以下步骤：/nA)导入电力系统数据，将电力系统按地理区域划分为若干个区域；/nB)将每个区域划分为若干个子网，每个子网的潮流计算作为云计算的任务；/nC)确定每个云计算系统的服务器节点si的算力Csi，为每台服务器设置性能评分Psi，并置Psi初值为1；/nD)为云计算系统的每个服务器节点分配任务，使各个服务器节点基本同时完成所分配的任务，根据服务器节点完成任务的效率，更新性能评分Psi，直到全部子网的潮流计算任务均完成；/nE)将全部区域联合求解验证，若验证通过，则完成电力系统的潮流计算，若验证不通过，则选择部分区域更换潮流计算方法重新进行潮流计算。/n

【技术特征摘要】
1.一种将云计算用于电力潮流计算的方法，其特征在于，
包括以下步骤：
A)导入电力系统数据，将电力系统按地理区域划分为若干个区域；
B)将每个区域划分为若干个子网，每个子网的潮流计算作为云计算的任务；
C)确定每个云计算系统的服务器节点si的算力Csi，为每台服务器设置性能评分Psi，并置Psi初值为1；
D)为云计算系统的每个服务器节点分配任务，使各个服务器节点基本同时完成所分配的任务，根据服务器节点完成任务的效率，更新性能评分Psi，直到全部子网的潮流计算任务均完成；
E)将全部区域联合求解验证，若验证通过，则完成电力系统的潮流计算，若验证不通过，则选择部分区域更换潮流计算方法重新进行潮流计算。


2.根据权利要求1所述的一种将云计算用于电力潮流计算的方法，其特征在于，
步骤B中，划分子网的方法为：
将每个区域按照电压等级划分子网，将子网内的电压等级发生变化处的节点，作为电源或者负荷处理，其中，向子网输入功率节点的作为电源，从子网获取功率的节点作为负荷。


3.根据权利要求1或2所述的一种将云计算用于电力潮流计算的方法，其特征在于，
步骤D中，为服务器节点分配任务的方法为：使服务器节点si分配的子任务的数据量，是基本以为权重的分配，Tsi为服务器节点si单位数据量的通信耗时，Lsi为服务器节点si的负荷率。


4.根据权利要求1或2所述的一种将云计算用于电力潮流计算的方法，其特征在于，
步骤D中，更新服务器性能评分Psi的方法包括以下步骤：
F11)随机选取任一服务器节点sj，j∈[1，n]，作为参照服务器节点，Psj＝1；
F12)服务器节点sj每次子任务执行完成后，计算服务器节点sj的当前单位算力执行效率其中Q为本次子任务的数据量，t为本次子任务执行的时间；
F13)除服务器节点sj以外的服务器节点si每次子任...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄宏和，潘艳红，丁萍刚，周俊，郑晓云，毛亚明，姜正德，黄炎阶，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司衢州供电公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33