跨平台的海量波形数据并行绘制算法

针对当前第三方电力暂态数据分析软件在绘制海量波形数据时出现的效率低下、反应缓慢情况，结合多核并行计算技术，提出了一种可跨平台的海量COMTRADE波形数据并行绘制算法及其技术。该算法在分析传统串行绘制系统内部关系的基础上，提出了基于并行绘制的新型关系:将原有单一图层分为波形图层和用户控制图层，其中以并行方式绘制波形图层，而后通过融合图层方式完成最终绘制。通过试验分析Windows和UNIX下的各种图形绘制技术，找到了最适合海量波形数据并行绘制的跨平台技术组合:“QImage+QPainter”技术模式。结合跨平台的线程库Pthreads，详细论述了并行绘制算法的每个步骤，给出了让通道绘制线程能负载平衡运行的绘制工作量均分公式，同时给出了通道绘制线程和图层融合详细算法的伪码。试验证明所提出的并行绘制算法可获得较大加速比，并可随着绘制工作量的加大和CPU核的增多，获得线性加速比。     

COMTRADE容错解析算法

针对当前电力系统内由于电力系统暂态数据转换通用格式（COMTRADE）标准不一致，远程传输产生乱码、数据不全等原因造成的解析困难，研究了一种可最大限度地正确解析COMTRADE文件的算法。此算法包含错误预分析和容错解析2部分;错误预分析部分通过跳行解析并验证的方法，逐一寻找能影响正确解析的各种错误，最终形成一个错误信息表;容错解析部分采用查询错误信息表和COMTRADE外延字符表，以提前解析数据文件和获取校验信息的方法，实现了可靠的COMTRADE文件容错解析。大量的现场数据测试结果表明该算法的实用性和可靠性，为各种第三方电力系统暂态数据分析软件的研发提供了技术参考。     

基于等值的电力系统机电暂态仿真并行异步算法

提出了一种基于等值的机电暂态稳定并行异步仿真新方法。该方法将系统按地理位置分区后的各子系统在每一时步进行相互等值,每个子系统利用其他子系统传递来的等值信息进行独立迭代计算;在每一时步的迭代过程中,各子系统只需1次相邻子系统的预测等值信息和校正等值信息;采用异步并行策略进行子系统间的等值信息传递和迭代,及时更新等值信息,从而加速迭代收敛。多个算例表明,文中的方法具有较快的计算速度和较高的计算效率,并具有工程可接受的仿真精度;对于一些大规模的实际系统,已实现实时或超实时仿真速度。     

基于并行计算的馈线自动化仿真测试环境

馈线自动化的动作逻辑正确与否是保证馈线自动化动作可靠性的关键,由于馈线自动化实施的复杂性,在现场对其动作逻辑进行测试验证非常困难。文中研究并建立了馈线自动化仿真测试环境,试图在现场投运之前对馈线自动化的动作逻辑进行正确性验证,在并行计算环境下实现对配电系统的仿真和馈线终端单元通信的仿真,而且可以仿真不同类型馈线自动化在不同故障下的运行过程。最后,以某地区的馈线自动化系统的实际工程为例进行了仿真测试,实现了对于故障区域定位、隔离、恢复供电过程的分析和测试。     

数值流形法覆盖系统并行生成算法研究

计算效率低是当前制约数值流形法应用于大型实际工程模拟的瓶颈问题,并行计算作为一种加速计算技术,能有效地提高数值流形法的计算效率。在串行算法基础上,系统研究了基于分布式内存编程模式的数值流形法覆盖系统和流形单元并行生成算法。首先,在分析并行算法与串行算法不同点和难点的基础上,采用区域分解算法实现并行任务分配,并提出覆盖系统并行生成主要步骤。采用临时规则粗网格形成负载均衡的子区域,提出相应子区域生成算法。其次,在深入分析数值流形法数学覆盖、物理覆盖和流形单元之间关系基础上,探讨并行算法中子区域覆盖系统生成的关键技术,以及物理覆盖和流形单元编号规则。然后,针对并行算法提出了建立覆盖系统界面信息算法,为数值流形法并行计算过程中通讯和数据交换提供支持。最后,在覆盖系统并行生成算法基础上,采用C++面向对象编程技术开发了相应程序。2个算例结果验证了算法正确性和有效性,为后续并行模拟提供了前处理器。     

一种基于六序网图的同杆双回线故障测距算法

采用六序分量法分析同杆双回线故障中的非跨线故障，并依照故障时故障点的电气量特征列出方程，进行非跨线故障测距。将同杆双回线故障后的电气量转化为同序正序和反序正序分量，根据单回线各种故障类型的边界条件得到各六序网图的连接关系，利用同序正序和反序正序电流在故障点的特殊关系构成测距方程，从而进行精确故障测距。该测距方法使得同杆双回线的故障测距精度不受故障点过渡电阻、回线故障类型的影响。EMTP仿真显示，该测距方法精度高，计算方便，在过渡电阻较大时仍能满足测距精度要求，且不受系统运行方式变化等因素影响。     

基于调度数据网的定值单管理系统

提出了基于调度数据网的继电保护定值单管理系统。该系统采用基于可扩展置标语言（XML）的定值单跨区传输技术,通过网络安全隔离装置将定值单从位于安全区Ⅲ的调度中心下发到位于安全区Ⅱ的变电站,解决了长期以来存在的下发难题。同时,系统通过引入不可逆加密、数字签名等技术,提高了系统的安全性与可靠性。整个系统完成了电力系统定值单的自动网络流转,能较好地满足实际应用的需要。     

基于数据仓库的网架恢复群体智能决策支持系统

电力系统网架恢复问题具有多目标、多约束、连续和整型变量混杂以及不确定性等特点,难以建立精确的数学模型进行求解。综合考虑暂态过电压、工频过电压、自励磁、负荷恢复引起的频率波动、机组/负荷特性及其重要程度、恢复时间、线路可用传输容量、设备故障概率等约束条件和影响因素,建立了基于数据仓库的输电网架恢复群体智能决策支持系统模型,提出三段式的输电网架恢复策略,利用多属性效用理论综合考虑各属性评价值并做出最终恢复决策。该系统既可为案例推理生成可行的案例库,又可在实际恢复过程中为决策者提供在线支持。     

超高压电网故障录波数据自适应压缩新方法

综合分析了超高压电网变电站故障录波数据快速压缩传输的必要性，以及现有故障录波数据压缩传输算法的优缺点。提出了基于信号奇异性检测原理的自适应小波去噪压缩算法，详细分析了各尺度上小波系数奇异点的匹配搜索过程和最大尺度层数自适应阈值选取方法;通过故障录波信号频率与采样率的关系，确定出最大小波分解层数，然后在该分解层数上进行噪声白化检验，并对某一个信号奇异点进行奇异性指数计算，以确定出小波最优分解层数。最后通过大量真实故障录波数据编程仿真，验证了该压缩算法的高效性。     

一种计及静态安全约束机组组合的有效算法

以直流潮流模型为基础,将计及电网静态安全约束的机组组合问题分解为无安全约束的机 组组合问题和计及电网静态安全约束的优化潮流问题2个子优化问题。通过在后者中引入虚拟变 量来反映机组组合对输电元件传输限制的牵制及影响,并借用虚拟变量和发电转移因子,构建前者 与后者间关联的补充约束条件,从而形成前者随后者变化的影响机制及优化方向的修正手段,由此 提出了2个子优化问题间交替求解的算法。该算法充分兼容现有成型方法,符合电力系统实际,对 解决电网静态安全对机组组合制约现象,以及对机组组合方案评价,有良好的适应性。