新能源的大规模并网、需求侧响应的逐步实施以及电力市场的深化改革,使得电网的运行特性日益复杂,电网的运行控制对调度自动化系统的要求越来越高。随着大电网安全稳定协调防御系统的理论框架和关键技术的逐步成熟口门,电网安全稳定综合防御系统己进入推广应用阶段,其中在线安全稳定分析与动态预警功能的实用化己为省级以上调度机构在线掌握电网的安全稳定运行水平提供了有力的技术支撑。
由于电力系统规模的日益扩大和复杂程度的不断提高,对于网络规模为to 000个节点的电网,完成单个预想故障基于数值积分法的20 s暂态过程仿真计算,耗时一般在秒级以上,在某些硬件上甚至接近20 so.-o。针对需要完成大量预想故障暂态仿真计算的在线安全稳定分析应用,传统单台机器单个进程预想故障串行执行方式的计算速度己无法满足要求,一般需要通过构建计算机群实现多个预想故障的并行计算以加快计算速度。文献中大电网安全稳定综合防御系统和文献中在线动态安全评估和预警系统都通过构建并行计算平台,实现多个预想故障暂态仿真在计算机群不同CPU计算单元上并行执行,极大提升了在线安全稳定分析的实用化水平,但其使用的计算机群需要在各个调度机构内独立配置,计算资源不支持跨系统共享。文献通过对应用软件进行集群化改造,有效提高了处理效率和整体性能,但其使用的硬件资源局限于本地调度机构内。文献研发的国、分、省三级调度联合互动的在线动态预警功能和文献所提出的省地两级电网安全稳定协调防御框架,实现了多级调度机构之间计算数据和计算结果的共享,但多级调度之间的计算资源不支持全局共享。
随着云计算技术的快速发展,国内外己有学者开展电力系统中应用云计算技术的相关研究。文献巨7」提出了一种基于云计算的电力系统计算平台框架,展望了云计算在电力系统安全分析、系统恢复、调度运行控制以及可靠性评估等领域的应用前景,同时指出与云计算相适应的电力系统并行算法、云计算的负荷分配、云计算平台的安全防护是未来需进一步研究解决的核心问题。文献针对中国未来互联特大电网的运行控制要求,提出了“物理分布、逻辑统一”的全网集散式调度与控制技术支持系统的架构,指出为实现全局一体化快速分析、优化调度和控制决策,需进一步研究广域环境下计算机硬件资源调度管理和大电网并行计算等关键技术。文献巨川针对多控制中心一体化计算模式下状态估计、调度员潮流等应用,提出了一种基于时、空、应用多维度的分布式并行计算管理机制,实现了多控制中心、多用户、多应用独立并发计算,但没有充分考虑硬件资源的运行约束和计算资源的统一分配管理,不能满足安全稳定分析等需要使用大量计算资源的应用运行需求。
对于安全稳定分析应用功能,目前各个调度机构建设的电网安全稳定综合防御系统都为其独立配置计算资源,主要存在两方而问题:①离线应用场景配置的计算资源可能存在闲置。离线功能由人工触发启动,具有随机性特征,单个调度机构内独立配置的计算资源在某些时段会闲置;②在线应用场景配置的计算资源备用机制需完善。在线功能对实时性要求高,需要始终保证有一定的计算资源可用,独立配置计算资源在发生异常时需要有其他计算资源进行补充,目前的计算资源备用机制只支持计算资源在一个调度机构内进行切换。因此在计算机群多节点备用的基础上,可进一步将计算资源的备用范围由本地调度机构扩展到异地调度机构,极端情况下支持将其他调度机构的计算资源切换至发生异常的调度机构,保障在线功能的正常运行。
本文基于目前各个调度机构独立部署调度自动化系统的现状,针对多级调度机构在计算资源共享和计算统一管理等方而的新需求,基于“资源调度分级管理、计算服务全局共享”的设计思想,提出了一种适应多级调度安全稳定分析计算资源全局共享的分布式协同计算管理平台新架构,并进一步阐述其主要功能以及需进一步研究的关键技术问题。(本文由中国论文平台网提供,如有更多需要,可登陆官网咨询客服。)