分布式系统中的数据交换和处理同步技术方案

公开了分布式系统中异步通信的系统、方法、技术、和装置。一个示例性实施例是一种方法，包括：利用被构造为在分布式系统中异步通信的多个代理节点，确定第一组迭代，该第一组迭代包括由多个代理节点中的每个代理节点确定的迭代；利用多个代理节点中的第一代理节点，确定本地向量时钟；利用第一代理节点接收第一组迭代中的第一次迭代和基于第一次迭代确定的远程向量时钟；利用第一代理节点基于接收到的远程向量时钟更新本地向量时钟；以及在基于本地向量时钟确定已经接收到第一组迭代中的所有迭代之后，基于第一组迭代确定第二组迭代中的第一次迭代。迭代中的第一次迭代。迭代中的第一次迭代。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】分布式系统中的数据交换和处理同步

技术介绍

[0001]本公开总地涉及分布式系统。中央计算的算法正越来越多地被分布式控制算法所取代，其中，分布式系统的代理节点在代理节点之间交换数据时，各自执行算法的一部分。这些分布式控制算法的常规执行需要代理节点之间的同步通信。然而，分布式系统可以在节点之间使用异步通信网络。替代地，分布式系统的同步通信网络可能由于系统故障或通信延迟而经历异步。仍然存在包括在异步通信的分布式系统中执行分布式控制算法在内的未满足的需求。鉴于本领域的这些和其他缺点，非常需要本文公开的独特装置、方法、系统、和技术。
[0002]关于联邦资助的研究或开发的声明
[0003]本专利技术是在美国政府的支持下根据能源部颁发的合同编号DE
‑
OE000831做出的。政府对这项专利技术有一定的权利。

技术实现思路

[0004]说明性实施例公开
[0005]为了清楚、简洁、且准确地描述本公开的非限制性示例性实施例、制造和使用这些实施例的方式和过程，并且为了能够实施、制造、和使用这些实施例，现在将参考某些示例性实施例(包括图中所示的实施例)，并且将使用特定语言来描述这些实施例。然而，应当理解，不会因此而对本公开的范围进行限制，并且本公开包括并保护本领域技术人员在受益于本公开的情况下会想到的示例性实施例的更改、修改、和进一步应用。
[0006]本公开的示例性实施例包括用于配电系统中的同步通信的独特的系统、方法、技术、和装置。本公开的进一步实施例、形式、对象、特征、优点、方面、和益处应从以下描述和附图中变得显而易见。
附图说明
[0007]图1示出了包括异步通信网络的示例性微电网系统。
[0008]图2是示出异步通信网络中用于数据交换的示例性过程的流程图。
[0009]图3是示出图2所示的示例性过程的序列图。
[0010]图4是示出异步通信网络中用于数据交换的另一示例性过程的流程图。
[0011]图5是示出图4所示的示例性过程的序列图。
[0012]图6是示出图1的示例性微电网中基于图2和图4所示的示例性过程的状态估计的一组曲线图。
[0013]图7是示出图1的示例性微电网中基于图2和图4所示的示例性过程的状态估计结果的图表。
具体实施方式
[0014]参考图1，示出了示例性联网微电网系统100。应理解，系统100可实现在各种工业
自动化或电力系统应用(包括例如，公用电网配电系统、工业工厂配电系统、和车辆配电系统等)中。应理解，系统100的拓扑图是为了说明的目的而示出的，并不打算用作本公开的限制。尽管系统100被以单线图示出，但系统100可被构造为输送单相交流(AC)功率、多相AC功率、或直流(DC)功率。
[0015]系统100包括微电网110、120、130、140、和150。每个微电网包括至少一个负载和耦合到多条母线中的一条的至少一个电源。每个微电网包括多个现场设备，这些现场设备被构造为测量微电网的电气或物理特性。例如，微电网150包括多条母线(包括母线153在内)、多个负载(包括负载155在内)、AC电源157、和多个现场设备152。
[0016]AC电源157可包括太阳能电池板阵列、风力涡轮机、天然气发电机、或任何其他用于发电的设备或系统。负载155可是被构造为耗电的任何类型的设备或系统。多个现场设备152可包括例如，电压传感器、智能电子设备(IED)、远程终端单元(RTU)、继电器、重合器、电流传感器、电压互感器、和电流互感器等。
[0017]每个微电网还包括微电网控制系统(也称为代理节点)，该微电网控制系统通过多个通信信道耦合到多个现场设备。例如，微电网150包括微电网控制系统151，该微电网控制系统通过多个通信信道耦合到多个现场设备152。
[0018]每个微电网控制系统包括输入/输出设备、处理设备、和存储器设备。例如，微电网控制系统121包括输入/输出设备123、处理设备125、和存储器设备127。微电网控制系统121可以是独立设备、嵌入式系统、或被构造为执行关于系统121描述的功能的多个设备。例如，系统121可并入微电网监控和数据获取(SCADA)网关。
[0019]输入/输出设备123使得微电网控制系统121能够与本地现场设备或其他微电网通信。输入/输出设备123可包括例如，网络适配器、网络凭证、接口、或端口(例如，USB端口、串行端口、并行端口、模拟端口、数字端口、VGA、DVI、HDMI、FireWire、CAT5、以太网、光纤、或任何其他类型的端口或接口)。输入/输出设备123可包括这些适配器、凭证、或端口(例如，用于接收数据的第一端口和用于发送数据的第二端口)中的一个以上。
[0020]处理设备125可包括例如，一个或多个处理器、算术逻辑单元(ALU)、中央处理器(CPU)、数字信号处理器(DSP)、或现场可编程门阵列(FPGA)。对于具有多个处理单元的处理设备的形式，可以使用分布式、流水线、或并行处理。处理设备125可专用于仅执行本文所述的操作，或者可用在一个或多个附加应用中。处理设备125可以是可编程的类型，其根据由存储在存储器127中的编程指令(例如，软件或固件)定义的操作逻辑808来执行算法并处理数据。可选地或另外，用于处理设备125的操作逻辑至少部分地由硬接线逻辑或其他硬件定义。处理设备125可包括适于处理从输入/输出设备123或其他地方接收的信号的任何类型的一个或多个组件，并提供期望的输出信号。此类组件可包括数字电路、模拟电路、或它们两者的组合。
[0021]存储器设备127(也称为计算机可读介质)可以是一种或多种类型(例如，固态类型、电磁类型、光学类型、或这些形式的组合)的存储器。此外，存储器设备127可以是易失性、非易失性、暂时性、非暂时性、或这些类型的组合，并且存储器设备127中的一些或全部可以是便携式的，例如，磁盘、磁带、存储器棒、或盒式磁带等。此外，除了存储定义操作逻辑的编程指令之外或者代替存储定义操作逻辑的编程指令，存储器设备127可存储由处理设备125的操作逻辑操纵的数据，例如，表示从输入/输出设备123接收和/或发送到输入/输出
设备123的信号的数据。存储器设备127可包括有处理设备125和/或耦合到处理设备125。应该理解，系统100的其他微电网控制系统也可包括本文中针对微电网控制系统121描述的组件。
[0022]微电网控制系统111、121、131、141、和151被构造为通过异步通信网络160进行通信，该异步通信网络包括与一个或多个相邻微电网控制系统耦合的通信信道。网络160可以异步通信，因为微电网控制系统没有与公共时间源(例如，GPS时间信号)同步，或者因为网络160是经历通信延迟的同步通信网络。在图示出的实施例中，微电网控制系统111与微电网控制系统121和131通信；微电网控制系统121仅与微电网控制系统111通信；微电网控制系统131与微电网控制系统111、141、和151通信；微电网控制系统1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，包括：利用被构造成在分布式系统中异步通信的多个代理节点确定第一组迭代，所述第一组迭代包括由所述多个代理节点中的每个代理节点确定的迭代；利用所述多个代理节点中的第一代理节点确定本地向量时钟；利用所述第一代理节点接收所述第一组迭代中的第一次迭代和基于所述第一次迭代确定的远程向量时钟；利用所述第一代理节点，基于接收到的远程向量时钟更新所述本地向量时钟；以及在基于所述本地向量时钟确定已经接收到所述第一组迭代中的所有迭代之后，利用所述第一代理节点，基于所述第一组迭代确定第二组迭代中的第一次迭代。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述本地向量时钟包括多个元素，其中，所述本地向量时钟的第一元素对应于利用所述第一代理节点确定的迭代的次数，并且其中，所述本地向量时钟的剩余元素中的每个元素对应于接收到的由其他代理节点中的一个代理节点确定的迭代的次数。3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括：响应于确定尚未接收到所述第一组迭代中的由所述其他代理节点确定的所有迭代，利用所述第一代理节点发送所述第一组迭代中的第一次迭代和更新后的本地向量时钟。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，响应于所述第一代理节点确定所述第一次迭代不是最终迭代，发生利用所述第一代理节点确定所述第二组迭代中的第一次迭代，并且其中，所述方法包括：基于所述第二组迭代中的第一次迭代更新所述本地向量时钟、以及利用所述第一代理节点发送所述第二组迭代中的第一次迭代和基于所述第二组迭代中的第一次迭代更新的本地向量时钟。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，在所述多个代理节点中的至少一个代理节点已经接收到所述第一组迭代中的所有迭代之前，所述第二组迭代中的第一次迭代是由所述第一代理节点确定的。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述多个代理节点被构造成在没有被同步到公共时间源的情况下进行通信。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，还包括重复地：接收迭代、更新所述本地向量时钟、以及基于所述本地向量时钟确定新迭代，直到所述第一代理节点确定最新确定的迭代是最终迭代为止。8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述多个代理节点是微电网控制器，其中，所述最终迭代是状态估计，并且其中，所述方法包括：利用所述第一代理节点，基于所述最终迭代操作微电网的可控设备。9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述多个代理节点是工业自动化控制器，其中，所述最终迭代是状态估计，并且其中，所述方法包括：利用所述第一代理节点，基于所述最终迭代操作工业自动化系统的可控设备。10.一种分布式系统，包括：多个代理节点，所述多个代理节点包括第一代理节点；以及通信网络，所述通信网络被构造成允许所述多个代理节点异步通信；其中，所述多个代理节点各自包括存储在存储器设备上的一组指令，所述一组指令在
由相应代理节点的处理设备执行时用于：确定第一组迭代，所述第一组迭代包括由所述多个代理节点中的每个代理节点确定的迭代，其中，所述第一代理节点被构造成利用所述第一代理节点的处理设备执行存储在所述第一代理节点的存储器设备上的所述一组指令，以用于：确定本地向量时钟；接收所述第一组迭代中的第一次迭代和基于所述第一次迭代确定的远程向量时钟；基于接收到的远程向量时钟更新所述本地向量时钟；以及在基于所述本地向量时钟确定已经接收到所述第一组迭代中的所有迭代之后，基于所述第一组迭代确定第二组迭代中的第一次迭代。11.一种方法，包括：操作分布式系统，所述分布式系统包括被构造成异步通信的第一代理节点和多个代理节点；利用所述多个代理节点中的每个代理节点，确定在时间上由多个周期性定时器时段分隔的多次迭代；利...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：日立能源瑞士股份公司，
类型：发明
国别省市：