[發明專利]一種用于配電網拓撲分析分布式計算的任務分配方法

有效

• 申請號: 201310732390.7
• 申請日: 2013-12-26
• 公開（公告）號: CN103679564B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發明（設計）人: 何開元;史常凱;孟曉麗;宋曉輝;余杰;陳曉毅;高峰;田蓓;張爽;楊雪紅;常松;劉科研;劉永梅;李雅潔;張瑜;仉天舒;賈東梨;李建芳;胡麗娟;馮雪平;高菲;趙珊珊;張琳
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;中國電力科學研究院;國網寧夏電力公司;國網浙江省電力公司紹興供電公司
• 主分類號: G06F9/46
• 分類號: G06F9/46
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發明涉及一種任務分配方法，具體涉及一種用于配電網拓撲分析分布式計算的任務分配方法。

背景技術

配電系統經典的科學研究一般以IEEE算例為實驗對象，工程應用通常以單條饋線作為基本的處理單元；這些處理對象都較為簡單，拓撲分析計算規模小、消耗時間少，一些網絡模型甚至能夠使用純粹的矩陣模型描述，可以直接用于數學計算，網絡結構不變的情況下不需進行拓撲分析。大型復雜配電網絡數量繁多的設備組成使得網絡結構更易發生變化，需要拓撲分析的頻率升高，復雜的對象和海量的數據使得拓撲分析變得較為緩慢；配電網是關系國計民生的高度實時性系統，多數配網自動化高級功能都有相當的實時性需求，拓撲分析是很多高級功能的基礎，其快速實現十分重要。

分布式計算是實現大規模復雜配電網快速拓撲分析的有效途徑。計算機技術及網絡技術的發展與成熟，為分布式計算奠定了硬件基礎，但軟件層次的分布式計算卻相對薄弱，關于大規模復雜配電網分布式拓撲分析的算法非常稀少。大規模復雜配電網分布式快速拓撲分析算法主要包括網絡分解與任務分配、子網絡拓撲、結果合并三個主要內容，任務分配決定了分布的子網絡拓撲實現過程，是影響計算速度的關鍵環節之一。

為了提升大規模復雜配電網拓撲分析速度，大型網絡需要被分解成為小型網絡分別進行拓撲，然后按照既定規則合并得出整個網絡的拓撲分析結果。計算機資源是配電網拓撲分析的最終承擔者，要求拓撲速度越快需要的計算機資源越多。為了降低成本，需要充分利用網絡連接起來的計算機群，因此需要基于軟件將計算機資源組織起來，高速高效地完成大規模復雜配電網的拓撲分析。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供一種用于配電網拓撲分析分布式計算的任務分配方法，基于分布的閑置計算機資源，同時處理多個拓撲分析請求形成任務隊列，將大任務分解為子任務，使用智能算法將子任務分配給各個計算機執行，所有子任務拓撲完成后進行合并得出最終結果；制定任務分配算法，以分布計算過程消耗的時間最小為目標，以粒子群優化為手段，實現大規模復雜配電網的快速拓撲分析。

為了實現上述發明目的，本發明采取如下技術方案：

本發明提供一種用于配電網拓撲分析分布式計算的任務分配方法，所述方法包括以下步驟：

步驟1：載入配電網網絡數據，讀取計算機資源信息，建立數學模型；

步驟2：初始化粒子種群；

步驟3：更新個體最優位置和種群全局最優位置；

步驟4：計算粒子新位置；

步驟5：判斷任務分配是否完成。

所述步驟1包括以下步驟：

步驟1-1：載入配電網網絡數據，基于配電設備所屬的饋線ID號將原網絡分解成為n個子網絡；

步驟1-2：描述拓撲任務的計算復雜度c，有

c＝[c₁,c₂,...,c_i,…c_n]????（1）

其中，i為子網絡的編號，c_i為第i個子網絡的計算復雜度，其正比于配電設備數量的二次方，即滿足其中d_i為配電設備的數量；

步驟1-3：描述拓撲任務估計消耗的計算機資源p；有

p＝[p₁,p₂,...,p_i,…,p_n]????（2）

其中，p_i為第i個子網絡消耗的計算機資源，其正比于配電設備數量，即滿足p_i∝d_i；

步驟1-4：描述計算機資源的可用計算能力r^a；有