專利名稱：混合移動式電力系統(tǒng)實(shí)時內(nèi)存計(jì)算數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混合移動式電力系統(tǒng)實(shí)時內(nèi)存計(jì)算數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
作為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展命脈之一的電力能源，其發(fā)展?fàn)顩r、運(yùn)行的安全穩(wěn)定性以及自 動化監(jiān)控的程度都備受關(guān)注。特別是，電力系統(tǒng)物理復(fù)雜性的快速增長和電力工業(yè)運(yùn)營機(jī) 制的改變使得保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。而電力調(diào)度自動化系統(tǒng)(如能量 管理系統(tǒng)SCADA/EMS、配電管理系統(tǒng)miS、調(diào)度員模擬培訓(xùn)系統(tǒng)DTS等)的開發(fā)和研制，不僅 是對運(yùn)行電力系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控、分析、調(diào)度及管理的重要手段，同時也是減少和避免電力系統(tǒng) 失穩(wěn)、崩潰、大停電事故發(fā)生的重要保證。 目前現(xiàn)有的電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中，指定的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)上都配置有實(shí)時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫 來滿足系統(tǒng)在線運(yùn)行的要求。通常對于特定功能服務(wù)器(節(jié)點(diǎn))上的實(shí)時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫是由 同系統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫相對應(yīng)的部分?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)所形成的映射文件映射至內(nèi)存中所生成的，計(jì)算 時，所取系統(tǒng)數(shù)據(jù)來自本地服務(wù)器中實(shí)時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫。圖2給出了一個典型電力調(diào)度自動 化系統(tǒng)配置及實(shí)時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)圖。對于電力系統(tǒng)一些常規(guī)的計(jì)算，如調(diào)度員潮流、安全 約束經(jīng)濟(jì)調(diào)度等，這種固定服務(wù)器(節(jié)點(diǎn))上的本地實(shí)時內(nèi)存數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以滿足系統(tǒng)在線 運(yùn)行的要求，但對于一些大規(guī)模電力系統(tǒng)計(jì)算，特別是涉及到分布式并行計(jì)算要求的(如 電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定、暫態(tài)穩(wěn)定評估)，這種固定式的本地實(shí)時內(nèi)存數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存在著如下的缺 點(diǎn) (1)涉及單機(jī)(本地)計(jì)算的，需花費(fèi)較多時間從實(shí)時內(nèi)存庫中讀取所需計(jì)算數(shù) 據(jù)，并需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的二次整理； (2)涉及分布式并行的計(jì)算節(jié)點(diǎn)，都需要在每一個計(jì)算節(jié)點(diǎn)上重新建立相對應(yīng)的
實(shí)時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫，工作量大，而且會浪費(fèi)很大的內(nèi)存空間； (3)不利于一個網(wǎng)調(diào)內(nèi)所屬不同省調(diào)系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)信息的交互性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)中所存在的一些缺點(diǎn)，提供一種混合移動式電力 系統(tǒng)實(shí)時內(nèi)存計(jì)算數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方法。 本發(fā)明的混合移動式電力系統(tǒng)實(shí)時內(nèi)存計(jì)算數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方法，通過以下技術(shù) 方案來實(shí)現(xiàn) 步驟a，在Intranet局域網(wǎng)或Internet廣域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，搭建包含多個計(jì)算節(jié)
點(diǎn)的電力系統(tǒng)仿真計(jì)算環(huán)境，即由在該局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)中所配置的用于管理電力系統(tǒng)計(jì)算
的系統(tǒng)計(jì)算分析服務(wù)器和參與該計(jì)算的計(jì)算節(jié)點(diǎn)所組成的分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境； 步驟b，在系統(tǒng)計(jì)算分析服務(wù)器(即管理整個系統(tǒng)計(jì)算任務(wù)的服務(wù)器)上建立針
對基于暫態(tài)穩(wěn)定和電壓穩(wěn)定約束的電力系統(tǒng)動態(tài)安全評估的符合電力系統(tǒng)指定數(shù)據(jù)格式
(如PTI， IEEE，BPA格式等)的實(shí)時內(nèi)存數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；
步驟c，采用結(jié)構(gòu)化的設(shè)計(jì)方式，即針對電力系統(tǒng)中的具體元件，如母線、負(fù)荷、發(fā) 電機(jī)、線路、變壓器、多端口直流線路、區(qū)域及其他基于電力電子技術(shù)的設(shè)備等，并根據(jù)他們 自身特有的運(yùn)行特性，設(shè)計(jì)出相應(yīng)的電氣屬性，采用結(jié)構(gòu)體的方式，生成其中一種電力元件 的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)； 步驟d，利用內(nèi)存映射方式在系統(tǒng)計(jì)算分析服務(wù)器的內(nèi)存中生成指定電力系統(tǒng)數(shù) 據(jù)格式(如PTI， IEEE， BPA格式等)的實(shí)時內(nèi)存數(shù)據(jù)； 步驟e，利用標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議TCP/IP中的HTTP或FTP協(xié)議將此數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)連同獲取 的數(shù)據(jù)傳送到步驟a中所述Intranet局域網(wǎng)或Internet廣域網(wǎng)中需要進(jìn)行特定計(jì)算，如 基于暫態(tài)穩(wěn)定和電壓穩(wěn)定約束的電力系統(tǒng)動態(tài)安全評估的計(jì)算節(jié)點(diǎn)； 步驟f，在計(jì)算節(jié)點(diǎn)處，按指定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)映射至本地內(nèi)存，然后再參與具體的計(jì)算。 本發(fā)明的混合移動式電力系統(tǒng)實(shí)時內(nèi)存計(jì)算數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方法是在現(xiàn)有技術(shù) 的基礎(chǔ)上，針對現(xiàn)有技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的不足，利用網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，并結(jié)合HTTP、 FTP傳輸方式將傳 統(tǒng)的單機(jī)固定式電力系統(tǒng)實(shí)時內(nèi)存數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)變成移動式，該方法提高了系統(tǒng)的計(jì)算效率和 運(yùn)行效率，計(jì)算成本低、維護(hù)工作量小，而且能很好體現(xiàn)跨地域間電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)的交互，簡 單、有效地建立了不同地域電力調(diào)度控制中心信息交互，特別是輔助計(jì)算的渠道。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為現(xiàn)有技術(shù)典型電力調(diào)度自動化系統(tǒng)配置及實(shí)時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
參照圖1，圖1中的系統(tǒng)由系統(tǒng)計(jì)算分析服務(wù)器和若干計(jì)算節(jié)點(diǎn)組成。該系統(tǒng)需要 完成由若干任務(wù)構(gòu)成的大規(guī)模電力系統(tǒng)計(jì)算分析，這些任務(wù)將會同時分散到不同的計(jì)算節(jié) 點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算。 1、不同于傳統(tǒng)的應(yīng)用于電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的實(shí)時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，在該網(wǎng)絡(luò)環(huán)
境中，首先在系統(tǒng)計(jì)算分析服務(wù)器(或類似管理整個系統(tǒng)計(jì)算任務(wù)的服務(wù)器)上建立針對 具體計(jì)算的符合電力系統(tǒng)某種數(shù)據(jù)格式的實(shí)時內(nèi)存數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并采用結(jié)構(gòu)化的設(shè)計(jì)方式，
對其中一種元件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如母線、負(fù)荷、發(fā)電機(jī)、線路、變壓器、多端口直流線路、區(qū)域及 其他基于電力電子技術(shù)的設(shè)備等，可采用如下方式表示， ...... } ELEMENTDATA ; 利用內(nèi)存映射方式在一個指定的系統(tǒng)分析服務(wù)器的內(nèi)存中生成，對其中一個元件 可采用如下方式實(shí)現(xiàn)。Typedef CM鄰< [DATATYPE] ， [DATATYPE] ， ELEMENTDATA*ELEMENTDATA*& >


Typedef struct_element_data-int elementid ; float capacity 5 char ckt[4];
4
對于一個完整的特定計(jì)算數(shù)據(jù)內(nèi)存結(jié)構(gòu)，利用下面映射加結(jié)構(gòu)的方式在內(nèi)存中生 成。生成過程可專門創(chuàng)建一個線程來實(shí)現(xiàn) ...... } CALDATA ; 2、利用標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議TCP/IP中的HTTP或FTP協(xié)議將此數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)連同獲取的數(shù) 據(jù)傳送到網(wǎng)絡(luò)中需要進(jìn)行特定計(jì)算的計(jì)算節(jié)點(diǎn)。傳輸方式的選擇根據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)的內(nèi)容變 化來選定如果計(jì)算數(shù)據(jù)內(nèi)容為動態(tài)變化，則采用先內(nèi)存映射再HTTP傳輸方式；如果計(jì)算 數(shù)據(jù)固定，則采用文件FTP傳輸方式再內(nèi)存映射。根據(jù)電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況，我們發(fā) 現(xiàn)在一個特定的計(jì)算過程中所使用的計(jì)算數(shù)據(jù)可以分為兩類，即一類為數(shù)據(jù)內(nèi)容只生成 一次，不會頻繁改動；另一類為動態(tài)生成，計(jì)算內(nèi)容改動頻繁。為此，本發(fā)明采用了混合傳輸 的方式，即對于不頻繁改動的計(jì)算數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以文件方式采用FTP傳輸，而對于動態(tài)生成的 計(jì)算數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)則先做內(nèi)存映射再采用HTTP傳輸方式至計(jì)算節(jié)點(diǎn)。該混合傳輸方式在應(yīng)用 過程中是同時進(jìn)行的。 3、在計(jì)算節(jié)點(diǎn)處，對于上述混合傳輸方式分別采用如下處理方式(i)由FTP獲取 的文件，按指定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)映射至本地內(nèi)存，然后再參與具體的計(jì)算；(ii)由HTTP傳輸過 來的數(shù)據(jù)，直接在本地內(nèi)存中以特定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行映射，然后參與具體的計(jì)算。


Typedef struct—specific_calculate_data_struct.
CM即[DataType] ElementStruct—l CM即[DataType] ElementStruct—2 CM即[DataType] ElementStruct—3
權(quán)利要求
一種混合移動式電力系統(tǒng)實(shí)時內(nèi)存計(jì)算數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于它包括以下步驟步驟a，在Intranet局域網(wǎng)或Internet廣域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，搭建包含多個計(jì)算節(jié)點(diǎn)的電力系統(tǒng)仿真計(jì)算環(huán)境，即由在該局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)中所配置的用于管理電力系統(tǒng)計(jì)算的系統(tǒng)計(jì)算分析服務(wù)器和參與該計(jì)算的計(jì)算節(jié)點(diǎn)所組成的分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境；步驟b，在系統(tǒng)計(jì)算分析服務(wù)器上建立針對基于暫態(tài)穩(wěn)定和電壓穩(wěn)定約束的電力系統(tǒng)動態(tài)安全評估的符合電力系統(tǒng)指定數(shù)據(jù)格式PTI格式或IEEE格式或BPA格式的實(shí)時內(nèi)存數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；步驟c，針對電力系統(tǒng)中的具體元件，設(shè)計(jì)出相應(yīng)的電氣屬性，采用結(jié)構(gòu)體的方式，生成其中一種電力元件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；步驟d，利用內(nèi)存映射方式在系統(tǒng)計(jì)算分析服務(wù)器的內(nèi)存中生成指定電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)格式PTI格式或IEEE格式或BPA格式的實(shí)時內(nèi)存數(shù)據(jù)；步驟e，利用標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議TCP/IP中的HTTP或FTP協(xié)議將此數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)連同獲取的數(shù)據(jù)傳送到步驟a中所述Intranet局域網(wǎng)或Internet廣域網(wǎng)中需要進(jìn)行基于暫態(tài)穩(wěn)定和電壓穩(wěn)定約束的電力系統(tǒng)動態(tài)安全評估的計(jì)算節(jié)點(diǎn)；步驟f，在計(jì)算節(jié)點(diǎn)處，按指定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)映射至本地內(nèi)存，然后再參與具體的計(jì)算。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合移動式電力系統(tǒng)實(shí)時內(nèi)存計(jì)算數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方法，其 特征在于步驟c中，所述電力元件數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括母線、負(fù)荷、發(fā)電機(jī)、線路、變壓器、多端口 直流線路、區(qū)域及其他基于電力電子技術(shù)的設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種混合移動式電力系統(tǒng)實(shí)時內(nèi)存計(jì)算數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方法。該方法在局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，針對電力系統(tǒng)元件特性，通過結(jié)構(gòu)化的設(shè)計(jì)方式以及內(nèi)存映射方式在一個指定的系統(tǒng)分析服務(wù)器的內(nèi)存中生成符合電力系統(tǒng)特定數(shù)據(jù)格式的實(shí)時內(nèi)存數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并利用HTTP和FTP協(xié)議將此數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)連同獲取的數(shù)據(jù)傳送到網(wǎng)絡(luò)中需要進(jìn)行特定計(jì)算的計(jì)算節(jié)點(diǎn)，其中HTTP和FTP混合傳輸方式在應(yīng)用過程中是同時進(jìn)行的。在計(jì)算節(jié)點(diǎn)處，對于上述混合傳輸方式分別采取了不同的處理方式，實(shí)現(xiàn)高效計(jì)算。本發(fā)明計(jì)算成本低，維護(hù)工作量小，而且能很好體現(xiàn)跨地域間電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)的交互，可作為提高電力調(diào)度自動化系統(tǒng)運(yùn)行效率的一種重要手段。
文檔編號H04L12/28GK101729342SQ20091018658
公開日2010年6月9日 申請日期2009年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月30日
發(fā)明者向楷, 姚諸香, 方琳, 田校軍, 石立寶, 高曉宇 申請人:江西省電力公司