[發(fā)明專利]一種基于MapReduce框架的電網(wǎng)多時段未來方式斷面生成方法

有效

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• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112330483B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐曉亮;鄒大云;蒲桂林;施雄華;趙月輝;陳根軍
• 申請（專利權(quán)）人: 南京南瑞繼保工程技術(shù)有限公司;南京南瑞繼保電氣有限公司
• 主分類號: G06Q50/06
• 分類號: G06Q50/06
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 劉莎

本發(fā)明公布了一種基于MapReduce框架的電網(wǎng)多時段未來方式斷面生成方法，該方法采用MapReduce框架實現(xiàn)電網(wǎng)未來多個時間段的電網(wǎng)計劃數(shù)據(jù)和預(yù)測數(shù)據(jù)整合，通過形成未來時間和未來電網(wǎng)數(shù)據(jù)鍵值對，實現(xiàn)Map函數(shù)將電網(wǎng)多時段未來方式斷面生成分解為多個任務(wù)并行計算，并利用Reduce函數(shù)實現(xiàn)未來方式斷面結(jié)果的匯集和輸出，從而提高了電網(wǎng)未來方式斷面的生成速度，為電網(wǎng)進一步的未來態(tài)勢評估分析提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)分析并行計算領(lǐng)域，具體涉及一種基于MapReduce框架的電網(wǎng)多時段未來方式斷面生成方法。

背景技術(shù)

MapReduce作為一種并行計算與運行軟件框架，它提供了一個龐大但設(shè)計精良的并行計算軟件框架，能自動完成計算任務(wù)的并行化處理，自動劃分計算數(shù)據(jù)和計算任務(wù)，在集群節(jié)點上自動分配和執(zhí)行任務(wù)以及收集計算結(jié)果，將數(shù)據(jù)分布存儲、數(shù)據(jù)通信、容錯處理等并行計算涉及到的很多系統(tǒng)底層的復(fù)雜細節(jié)交由系統(tǒng)負(fù)責(zé)處理，大大減少了軟件開發(fā)人員的負(fù)擔(dān)。同時，MapReduce提供了簡便的并行程序設(shè)計方法，用Map和Reduce兩個函數(shù)編程實現(xiàn)基本的并行計算任務(wù)，提供了抽象的操作和并行編程接口，以簡單方便地完成大規(guī)模數(shù)據(jù)的編程和計算處理。

對電網(wǎng)未來運行態(tài)勢的評估分析是保障電網(wǎng)安全的重要手段，通過評估電力系統(tǒng)在未來一段時間內(nèi)的運行狀態(tài)并事先采用輔助決策手段，有助于電力系統(tǒng)抵御可能的意外事故的發(fā)生，防止大面積停電，使電力系統(tǒng)從不良狀態(tài)快速恢復(fù)到正常狀態(tài)。對電網(wǎng)未來運行態(tài)勢的評估分析依賴于電網(wǎng)未來方式斷面的生成，未來方式斷面的生成是依據(jù)電網(wǎng)未來事先安排好的電廠發(fā)電計劃、聯(lián)絡(luò)線計劃、檢修計劃，結(jié)合電網(wǎng)的負(fù)荷預(yù)測數(shù)據(jù)，對未來時刻的電網(wǎng)數(shù)據(jù)進行融合并進行交流潮流計算，形成電網(wǎng)未來時刻的電網(wǎng)節(jié)點支路潮流數(shù)據(jù)斷面，并存儲為未來運行方式斷面文件供其它分析應(yīng)用使用。然而，電網(wǎng)未來運行方式斷面的生成涉及到電網(wǎng)大量未來數(shù)據(jù)的融合和多個未來時段的潮流計算過程，大量的計算耗時嚴(yán)重影響著未來方式斷面的生成速度，制約了未來電網(wǎng)安全態(tài)勢分析的效率。

因此，如何整合系統(tǒng)內(nèi)計算資源形成功能強大的電力系統(tǒng)計算集群，應(yīng)用虛擬化和并行計算技術(shù)實現(xiàn)電網(wǎng)多個時段的未來電網(wǎng)數(shù)據(jù)快速融合和未來方式斷面的快速計算生成，形成可用的結(jié)構(gòu)化的未來時刻電網(wǎng)潮流數(shù)據(jù)，并將未來方式斷面結(jié)果方便地輸出給上層的電網(wǎng)分析應(yīng)用以進行進一步的電網(wǎng)安全態(tài)勢分析是亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種基于MapReduce框架的電網(wǎng)多時段未來方式斷面生成方法，以解決電力系統(tǒng)中多個時段的未來方式斷面生成速度緩慢、難以滿足電網(wǎng)未來安全態(tài)勢分析需求的問題。

為了達成上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種基于MapReduce框架的電網(wǎng)多時段未來方式斷面生成方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：對輸入的電網(wǎng)未來計劃和預(yù)測數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，形成時間和電網(wǎng)未來數(shù)據(jù)鍵值對；

步驟2：實現(xiàn)Map函數(shù)，將電網(wǎng)多時段未來方式斷面生成過程分解為多任務(wù)并行計算；

步驟3：實現(xiàn)Reduce函數(shù)，將計算后得到的未來方式斷面結(jié)果進行匯集并輸出返回。

進一步，步驟1中的預(yù)處理是將電網(wǎng)未來計劃和預(yù)測數(shù)據(jù)按照每一個未來時刻分解成單個的未來計劃數(shù)據(jù)和預(yù)測數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)集。

進一步，步驟1形成的時間和電網(wǎng)未來數(shù)據(jù)鍵值對中，每一個將要形成未來方式斷面所對應(yīng)的時間鍵，相應(yīng)取值的未來數(shù)據(jù)包括：電網(wǎng)模型、電網(wǎng)模型參數(shù)數(shù)據(jù)、電廠發(fā)電計劃數(shù)據(jù)、母線負(fù)荷預(yù)測數(shù)據(jù)、聯(lián)絡(luò)線計劃數(shù)據(jù)和檢修計劃數(shù)據(jù)。

進一步，步驟2中將電網(wǎng)多時段未來方式斷面生成過程分解為多任務(wù)并行計算，具體包括以下步驟：