【技术实现步骤摘要】
电力系统安全稳定分析计算资源需求预估方法及系统
本专利技术涉及一种电力系统安全稳定分析计算资源需求预估方法及系统，属于电力系统调度自动化
技术介绍
目前，电力系统安全稳定分析包括静态安全分析、短路电流分析、机电暂态稳定分析、小扰动动态稳定分析、静态稳定分析、静态电压稳定分析和频率稳定分析等功能，其运行模式上主要分为固定周期运行和触发运行。针对需要完成大量预想故障的暂态、动态和静态安全分析计算的安全稳定分析应用，一般通过计算机群实现多个应用功能多个计算任务的并行计算来提升计算速度。但是由于每次安全稳定分析计算中包含的应用功能及其计算任务数量存在差异，特别是触发式运行的计算请求，按照峰值需求固定配置计算资源方式会造成计算资源的闲置。
技术实现思路
目的：为了克服现有技术中存在的针对安全稳定分析计算中对计算资源动态预估不足，本专利技术提供一种电力系统安全稳定分析计算资源需求预估方法及系统，基于电力系统安全稳定分析每个应用功能单个计算任务在计算资源标准单元上的平均执行时间，对指定应用功能集合在指定时间内完成所有计算任务计算所需的计算资源进行预估，为实现计算资源的动态配置提供技术支撑，从而促进计算资源的全局共享和高效利用。技术方案：为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种电力系统安全稳定分析计算资源需求预估系统，包括如下模块：计算资源标准单元执行时间统计模块：用于针对每一个安全稳定分析应用功能的单个计算任务，统计其在计算资源标准单元上平均执行时间；计算阶段划分模块：用于根据单个安全稳定分析计算请求中包含的应用功能集合以及应用功能之间的执行依赖关系，...
【技术保护点】
1.一种电力系统安全稳定分析计算资源需求预估方法，其特征在于：包括如下步骤：针对每一个安全稳定分析应用功能的单个计算任务，统计其在计算资源标准单元上的平均执行时间；根据单个安全稳定分析计算请求中包含的应用功能集合以及应用功能之间的执行依赖关系，将计算请求划分为多个串行执行的计算阶段，其中每个计算阶段内的所有应用功能均没有执行依赖关系，支持并发执行；根据该计算请求中指定的计算总时间、各个计算阶段包含的应用功能集合、该计算请求中计算任务数量和所述平均执行时间，估算每个计算阶段的预计计算时间，若所有计算阶段的预计计算时间总和小于等于计算请求中指定的计算总时间，估算每个计算阶段满足各个计算阶段预计计算时间约束所需的最少计算资源标准单元数量，取最少计算资源标准单元数量极大值作为本次计算请求的预估计算资源标准单元数量，估算本次计算请求中每个计算阶段的预计执行时间，并将每个计算阶段的预计执行时间总和作为本次计算请求的预计执行总时间。
【技术特征摘要】
1.一种电力系统安全稳定分析计算资源需求预估方法，其特征在于：包括如下步骤：针对每一个安全稳定分析应用功能的单个计算任务，统计其在计算资源标准单元上的平均执行时间；根据单个安全稳定分析计算请求中包含的应用功能集合以及应用功能之间的执行依赖关系，将计算请求划分为多个串行执行的计算阶段，其中每个计算阶段内的所有应用功能均没有执行依赖关系，支持并发执行；根据该计算请求中指定的计算总时间、各个计算阶段包含的应用功能集合、该计算请求中计算任务数量和所述平均执行时间，估算每个计算阶段的预计计算时间，若所有计算阶段的预计计算时间总和小于等于计算请求中指定的计算总时间，估算每个计算阶段满足各个计算阶段预计计算时间约束所需的最少计算资源标准单元数量，取最少计算资源标准单元数量极大值作为本次计算请求的预估计算资源标准单元数量，估算本次计算请求中每个计算阶段的预计执行时间，并将每个计算阶段的预计执行时间总和作为本次计算请求的预计执行总时间。2.根据权利要求1所述的电力系统安全稳定分析计算资源需求预估方法，其特征在于：若所有计算阶段的预计计算时间总和大于计算请求中指定的计算总时间，更新计算资源预估状态为失败；若本次计算请求的预计执行总时间小于等于计算请求中指定的计算总时间，则更新计算资源预估状态为成功，否则更新计算资源预估状态为失败。3.根据权利要求2所述的电力系统安全稳定分析计算资源需求预估方法，其特征在于：当计算资源预估状态为失败时，向该计算请求返回计算资源预估状态、计算资源标准单元预估数量和预计执行总时间。4.根据权利要求1所述的电力系统安全稳定分析计算资源需求预估方法，其特征在于：所述计算资源标准单元的具体配置根据电力系统安全稳定分析计算各类应用功能对应程序对计算资源的运行需求统一来确定，其中所述对应程序包括下述中至少一种：静态安全分析、短路电流分析、机电暂态稳定分析、小扰动动态稳定分析、静态稳定分析、静态电压稳定分析和频率稳定分析；每一个安全稳定分析应用功能的单个计算任务的平均执行时间是其在一个计算资源标准单元上以资源独占方式运行统计的平均执行时间。5.根据权利要求1所述的电力系统安全稳定分析计算资源需求预估方法，其特征在于：根据应用功能之间的执行依赖关系将应用功能集合中的多个应用功能划分为多个计算阶段具体步骤包括：S21：根据应用功能之间的执行依赖关系生成应用功能执行顺序的有向无环图；S22：根据有向无环图的分层方法将应用功能集合中的应用功能划分为多个计算阶段，其中各个计算阶段串行执行，每个计算阶段内的所有应用功能之间均并发运行。6.根据权利要求1所述的电力系统安全稳定分析计算资源需求预估方法，其特征在于：估算每个计算阶段的预计计算时间具体步骤如下：S31：针对每一计算阶段，根据其包含应用功能的计算任务数量及其单个计算任务在计算资源标准单元上平均执行时间，按照公式(1)计算每一个计算阶段的计算任务预计执行总时间；式中，Tsumtime(i)为计算阶段i包含的应用功能集合的计算任务预计执行总时间；Si为计算阶段i包含的应用功能数量；Ni,j为计算阶段i中应用功能j的计算任务数量；为计算阶段i中应用功能j的单个计算任务在计算资源标准单元上平均执行时间，n为本次安全稳定计算请求包含应用功能根据其执行依赖关系划分形成的计算阶段数目；S32：按比例分配计算总时间Tratio按照公式(2)进行初始化，按比例分配计算总时间的计算阶段集合Ω初始化为本次计算请求中包含应用功能根据执行依赖关系划分形成的所有计算阶段；Tratio＝T0-Tinit(2)式中，T0为计算请求中指定的计算总时间，Tinit为计算环境初始化时间；S33：对于按比例分配计算总时间的计算阶段集合Ω中每个计算阶段，根据其计算任务预计执行总时间和按比例分配计算总时间Tratio，按照公式(3)预估每个计算阶段的预计计算时间TSi；式中，|Ω|为按比例分配计算总时间的计算阶段集合Ω中包含的计算阶段数量；S34：对于按比例分配计算总时间的计算阶段集合Ω中的每个计算阶段，依次根据其包含的各个应用功能的最短执行时间按照公式(4)计算该计算阶段的最短执行时间，并判断约束公式(5)是否成立，若成立，则确定该计算阶段的预计计算时间TSi为公式(4)定义的最短执行时间，并将该计算阶段从按比例分配总时间的计算阶段集合Ω中删除，以及按照公式(6)更新按比例分配计算总时间Tratio，并激活计算阶段预计计算时间重新估算标志；如不成立，则继续进行下一计算阶段判断，直到完成对按比例分配总时间的计算阶段集合Ω中所有计算阶段的遍历；Tratio＝Tratio-TSi(6)式中，为计算阶段i中应用功能j的单个计算作业平均调度开销时间；为计算阶段i中应用功能j的与调度轮次无关的平均管理开销；S35：如果计算阶段预计计算时间重新估算标志激活，且按比例分配总时间的计算阶段集合Ω非空，则转步骤S33重新计算按比例分配总时间的计算阶段集合Ω中各个计算阶段的预计计算时间TSi；否则，则确定本次计算请求包含应用功能划分的所有计算阶段的预计计算时间估算结束。7.根据权利要求1所述的电力系统安全稳定分析计算资源需求预估方法，其特征在于：每个计算阶段满足其预计计算时间要求所需的最少计算资源标准单元数量估算具体步骤如下：S41：针对该计算阶段中的每个应用功能，初始化其计算任务调度粒度gi,j为1，初始化该计算阶段i满足其预计计算时间TSi要求所需的最少计算资源标准单元数量Ri按照公式(7)初始化为所有应用功能的计算任务数量之和；式中，Ri为计算阶段i满足其预计计算时间TSi要求所需的最少计算资源标准单元数量；S42：根据每个计算阶段的预计计算时间TSi按照公式(8)进行估算该计算阶段本轮的最少计算资源标准单元数量Ri'：式中，Ri'为计算阶段i满足其预计计算时间TSi要求本轮所需的最少计算资源标准单元数量；gi,j为计算阶段i中应用功能j的计算任务调度粒度；为向上取整符号；S43：判断计算阶段本轮的最少计算资源标准单元数量Ri'是否小于该计算阶段的最少计算资源标准单元数量Ri，若Ri'＜Ri成立，则将该计算阶段的最少计算资源标准单元数量Ri更新为Ri'，再按照公式(9)修正每个应用功能本轮的调度粒度gi,j'；若Ri'≥Ri成立，则本计算阶段的最少计算资源标准单元数量估算流程结束；式中，gi,j'为计算阶段i中应用功能j的计算任务调度粒度，为向下取整符号；S44：针对每个应用功能，依次判断本轮的调度粒度gi,j'是否小于该计算阶段的计算任务调度粒度gi,j，若gi,j'＞gi,j成立，则将该计算阶段的计算任务调度粒度gi,j更新为gi,j'，激活下一轮迭代估算标志；若gi,j'≤gi,j成立，则进行下一应用功能处理，直至完成该计算阶段包含所有应用功能的遍历；S45：若下一轮迭代估算标志激活，则转步骤S42进行下一轮的最少计算资源标准单元数量Ri'估算；若下一轮迭代估算标志未激活，则本计算阶段的最少计算资源标准单元数量估算流程结束。8.根据权利要求1所述的电力系统安全稳定分析计算资源需求预估方法，其特征在于：本次计算请求的预估计算资源标准单元数量按照公式(10)进行估算：式中，Re为本次计算请求的预估计算资源标准单元数量；每个计算阶段的预计执行时间按照公式(11)进行估算：式中，Textime(i)为计算阶段i在计算资源标准单元数量为Re时的预计执行时间。9.一种电力系统安全稳定分析计算资源需求预估系统，其特征在于：包括如下模块：计算...
【专利技术属性】
技术研发人员：王胜明，徐泰山，郭剑，邵伟，徐伟，朱靖恺，卢耀华，徐雄峰，王治华，谢丹丹，王雄飞，吴颖骢，
申请(专利权)人：国电南瑞科技股份有限公司，南瑞集团有限公司，国网上海市电力公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。