基于OTS模型的暂态稳定约束的最优潮流并行计算
发布时间：2021-01-12 17:01
随着智能电网的发展,电力系统经常需要在它的稳定临界处运行。然而,系统一旦发生故障或者较大的扰动,很可能会发生大规模停电甚至是系统崩溃。这对于大规模电网特别是多预想故障下的暂态稳定约束最优潮流提出了更高的要求。针对暂态稳定最优潮流求解维度高、计算强度大的问题,本文基于暂态稳定最优潮流模型,根据发电机转子相对摇摆曲线,提出了一个简单有效的暂态稳定判据,计算强度得以显著降低。同时,针对多预想故障,基于本文OTS模型和并行计算技术,本文通过合理分配任务至各处理单元实现了基于OTS模型的暂态稳定约束最优潮流并行计算。最后,在多核服务器上,基于MATLAB搭建了 CPU多核并行环境,对多个系统采用并行方法进行仿真,对比其计算结果表明,相比于常规串行计算,本文的CPU并行程序在达到原有收敛性能的基础上,还能提供令人满意的加速比。从某种程度上说,在核心数量足够的情况下,本文所提算法能够适应考虑任意预想故障数的任何系统计算,有着广阔的研究空间。
【文章来源】：广西大学广西壮族自治区 211工程院校
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１串行计算??Ｆｉｇ．２－１?Ｓｅｒｉａｌ?ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ??
广西大学工程硕士学位论文?基于ＯＴＳ模型的暂态彳％定约束的最优潮流并彳于计箅??行单元获取后在处理单元上执行。具体如图２－２所示。??￣Ｉ—？？關?１?—执行单?＃???Ｌ?一?／处理单元／??—？子任务一？?？？？—＞执行单元ｚ??任?ｌ———?Ｌ匕?［＿?／处理单元／??Ａ７??￣?ｎ?Ｉ￣Ｉ?ｎ?门?Ｉ￣Ｉ?「??ＨｘＴ?执行单元??—？子任务一＞?？?？?？?—？?‘???????—?」」?／处理单元／??＾?执行单元／?／??—？子任务一？?？?？?？?—？??Ｉ?ｙ?ｙ?ｙ?ｙ?！＿＿」ｕ?／处理单元??图２－２并行计算??Ｆｉｇ．２－２?Ｐａｒａｌｌｅｌ?ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ??并行计算的准备工作除了必要的硬件平台和相配套的软件外，还需要下面几??个方面的准备工作??并行计算平台：相互高速联通的并行计算平台，能够实现相互通讯；??并行算法：并行计算要解决的问题必须具有并行的基础，或者说是可行性。??该问题能够被划分为多个相互独立的子问题，从而获得该问题的解；??并行程序：在并行计算平台上通过并行编程语言实现并行算法，并通过该并??行计算平台下的并行环境执行并行程序。??２．３并行计算机分类??并行程序的设计首先要了解并行计算机体系的分类，按照指令和数据的关系??经典分类方法如下［２８】：??（１）单指令单数据体系（Ｓｉｎｇｌｅ?Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ?ｓｔｅａｍ?Ｓｉｎｇｌｅ?Ｄａｔａ?ｓｔｅａｍ，?ＳＩＳＤ?）。在??同一时刻
￣＾?ＭＭ??图２－３单指令单数据??Ｆｉｇ．２－３?ＳＩＳＤ??（２）单指令多数据体系（Ｓｉｎｇｌｅ?Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ?ｓｔｅａｍ?Ｍｕｌｔｉｐｌｅ?Ｄａｔａ?ｓｔｅａｍ；?ＳＩＭＤ?），??意味着输入一条指令，但是能对计算机不同的模块进行不同的数据处理。如图２－??４所示。??单指令输入｜共享主存??；■——?＂ＺＺＺＺＺＩ￣??ＰＥＩ?ｒＭＭｌ??数??１??据＝＾彳?ＰＥ２?ＭＭ２??输??入．＝＝｛：）?ＰＥ３?＇＇：二＝１＞?ＭＭ３??二：：ＰＥ４?ＭＭ４??图２－４单指令多数据??Ｆｉｇ．２－４?ＳＩＭＤ??（３?）多指令单数据体系（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ?Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ?ｓｔｅａｍ?Ｓｉｎｇｌｅ?Ｄａｔａ?ｓｔｅａｎｉｊ?ＭＳＤ）目??前还未出现。输入不同的指令对计算机不同的模块进行相同的数据处理。??（４）多指令多数据体系（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ?Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ?ｓｔｅａｍ?Ｍｕｌｔｉｐｌｅ?Ｄａｔａ?ｓｔｅａｍ，?ＭＥＭＤ?）??输入不同的指令对不同的数据执行不同的指令，这是目前的并行计算机通常类别。??如图２－５所示。??８??
【参考文献】：
期刊论文
[1]超级计算机性能将成为企业的主流IT技术[J]. 办公自动化. 2013(17)
[2]印度“7.30”、“7.31”大停电事故分析及对我国电网调度运行工作的启示[J]. 梁志峰,葛睿,董昱,陈刚. 电网技术. 2013(07)
[3]国家电网发展模式研究[J]. 刘振亚,张启平. 中国电机工程学报. 2013(07)
[4]系统安全背景下未来智能电网建设关键技术发展方向——印度大停电事故深层次原因分析及对中国电力工业的启示[J]. 曾鸣,李红林,薛松,曾博,王致杰. 中国电机工程学报. 2012(25)
[5]电力市场中最优潮流模型及算法研究[J]. 杨伟,滕百岸,孙磊. 电网技术. 2012(02)
[6]多核并行计算技术在电力系统短路计算中的应用[J]. 熊玮,夏文龙,余晓鸿,林湘宁. 电力系统自动化. 2011(08)
[7]多故障暂态稳定约束最优潮流的轨迹灵敏度法[J]. 李贻凯,刘明波. 中国电机工程学报. 2009(16)
[8]最优潮流算法综述[J]. 万黎,袁荣湘. 继电器. 2005(11)
[9]电力系统暂态稳定快速分析和控制的现状和发展[J]. 薛禹胜. 电力系统自动化. 1995(01)
[10]当前我国电网结构与稳定的主要问题[J]. 雷晓蒙,郭国川. 电网技术. 1993(02)
博士论文
[1]电力系统稳定约束最优潮流：模型、算法与并行化[D]. 耿光超.浙江大学 2014
[2]分布式电源的概率建模及其对电力系统的影响[D]. 王敏.合肥工业大学 2010
本文编号：2973176
【文章来源】：广西大学广西壮族自治区 211工程院校
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１串行计算??Ｆｉｇ．２－１?Ｓｅｒｉａｌ?ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ??
广西大学工程硕士学位论文?基于ＯＴＳ模型的暂态彳％定约束的最优潮流并彳于计箅??行单元获取后在处理单元上执行。具体如图２－２所示。??￣Ｉ—？？關?１?—执行单?＃???Ｌ?一?／处理单元／??—？子任务一？?？？？—＞执行单元ｚ??任?ｌ———?Ｌ匕?［＿?／处理单元／??Ａ７??￣?ｎ?Ｉ￣Ｉ?ｎ?门?Ｉ￣Ｉ?「??ＨｘＴ?执行单元??—？子任务一＞?？?？?？?—？?‘???????—?」」?／处理单元／??＾?执行单元／?／??—？子任务一？?？?？?？?—？??Ｉ?ｙ?ｙ?ｙ?ｙ?！＿＿」ｕ?／处理单元??图２－２并行计算??Ｆｉｇ．２－２?Ｐａｒａｌｌｅｌ?ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ??并行计算的准备工作除了必要的硬件平台和相配套的软件外，还需要下面几??个方面的准备工作??并行计算平台：相互高速联通的并行计算平台，能够实现相互通讯；??并行算法：并行计算要解决的问题必须具有并行的基础，或者说是可行性。??该问题能够被划分为多个相互独立的子问题，从而获得该问题的解；??并行程序：在并行计算平台上通过并行编程语言实现并行算法，并通过该并??行计算平台下的并行环境执行并行程序。??２．３并行计算机分类??并行程序的设计首先要了解并行计算机体系的分类，按照指令和数据的关系??经典分类方法如下［２８】：??（１）单指令单数据体系（Ｓｉｎｇｌｅ?Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ?ｓｔｅａｍ?Ｓｉｎｇｌｅ?Ｄａｔａ?ｓｔｅａｍ，?ＳＩＳＤ?）。在??同一时刻
￣＾?ＭＭ??图２－３单指令单数据??Ｆｉｇ．２－３?ＳＩＳＤ??（２）单指令多数据体系（Ｓｉｎｇｌｅ?Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ?ｓｔｅａｍ?Ｍｕｌｔｉｐｌｅ?Ｄａｔａ?ｓｔｅａｍ；?ＳＩＭＤ?），??意味着输入一条指令，但是能对计算机不同的模块进行不同的数据处理。如图２－??４所示。??单指令输入｜共享主存??；■——?＂ＺＺＺＺＺＩ￣??ＰＥＩ?ｒＭＭｌ??数??１??据＝＾彳?ＰＥ２?ＭＭ２??输??入．＝＝｛：）?ＰＥ３?＇＇：二＝１＞?ＭＭ３??二：：ＰＥ４?ＭＭ４??图２－４单指令多数据??Ｆｉｇ．２－４?ＳＩＭＤ??（３?）多指令单数据体系（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ?Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ?ｓｔｅａｍ?Ｓｉｎｇｌｅ?Ｄａｔａ?ｓｔｅａｎｉｊ?ＭＳＤ）目??前还未出现。输入不同的指令对计算机不同的模块进行相同的数据处理。??（４）多指令多数据体系（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ?Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ?ｓｔｅａｍ?Ｍｕｌｔｉｐｌｅ?Ｄａｔａ?ｓｔｅａｍ，?ＭＥＭＤ?）??输入不同的指令对不同的数据执行不同的指令，这是目前的并行计算机通常类别。??如图２－５所示。??８??
【参考文献】：
期刊论文
[1]超级计算机性能将成为企业的主流IT技术[J]. 办公自动化. 2013(17)
[2]印度“7.30”、“7.31”大停电事故分析及对我国电网调度运行工作的启示[J]. 梁志峰,葛睿,董昱,陈刚. 电网技术. 2013(07)
[3]国家电网发展模式研究[J]. 刘振亚,张启平. 中国电机工程学报. 2013(07)
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[5]电力市场中最优潮流模型及算法研究[J]. 杨伟,滕百岸,孙磊. 电网技术. 2012(02)
[6]多核并行计算技术在电力系统短路计算中的应用[J]. 熊玮,夏文龙,余晓鸿,林湘宁. 电力系统自动化. 2011(08)
[7]多故障暂态稳定约束最优潮流的轨迹灵敏度法[J]. 李贻凯,刘明波. 中国电机工程学报. 2009(16)
[8]最优潮流算法综述[J]. 万黎,袁荣湘. 继电器. 2005(11)
[9]电力系统暂态稳定快速分析和控制的现状和发展[J]. 薛禹胜. 电力系统自动化. 1995(01)
[10]当前我国电网结构与稳定的主要问题[J]. 雷晓蒙,郭国川. 电网技术. 1993(02)
博士论文
[1]电力系统稳定约束最优潮流：模型、算法与并行化[D]. 耿光超.浙江大学 2014
[2]分布式电源的概率建模及其对电力系统的影响[D]. 王敏.合肥工业大学 2010
本文编号：2973176
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