大型互联电网分布式计算理论与方法

　　第1章 概述1
　　 1.1 电力系统分布式并行计算2
　　 1.2 电力系统分布式并行计算模式3
　　 1.2.1 基于分层计算协同的分布式并行计算3
　　 1.2.2 基于分层计算协同的分布式并行计算的主要研究内容4
　　 1.2.3 基于多级数据整合的分布式并行计算7
　　 1.2.4 基于多级数据整合的分布式并行计算的主要研究内容8
　　第2章 互联电网分布式计算模型和通用分解协调算法10
　　 2.1 概述10
　　 2.2 互联电力系统切分方法10
　　 2.2.1 母线撕裂法10
　　 2.2.2 重叠边界法11
　　 2.2.3 带有边界分区的互联电力系统切分方法12
　　 2.3 边界协调方程的非线性方程组描述方法12
　　 2.4 基于JFNG方法的协调求解策略14
　　 2.4.1 Krylov迭代方法和GMRES(m)方法15
　　 2.4.2 含内外层预处理矩阵修正的JFNG(m)算法18
　　 2.5 基于JFNG方法的分布式潮流算法21
　　 2.5.1 算法流程21
　　 2.5.2 算法检验--实例计算和分析22
　　 2.6 通用电力系统分布式计算模型的设计24
　　 2.6.1 一般非线性方程组的分解协调求解25
　　 2.6.2 通用电力系统分布式应用迭代求解计算模型28
　　 2.7 小结28
　　第3章 基于JFNG(m)方法的分布式暂态仿真算法30
　　 3.1 概述30
　　 3.1.1 暂态仿真计算模型30
　　 3.1.2 动态方程求解方法30
　　 3.2 分布式暂态仿真计算模型31
　　 3.2.1 系统切分方法31
　　 3.2.2 分解协调计算方法32
　　 3.3 故障处理方法35
　　 3.3.1 普通故障处理方法35
　　 3.3.2 序网同时分解协调求解方法36
　　 3.3.3 序网等值计算方法37
　　 3.3.4 联络线故障处理方法38
　　 3.4 基于JFNG(m)的分布式暂态仿真协调算法38
　　 3.4.1 基础算法39
　　 3.4.2 加速计算的改进方法39
　　 3.5 算法收敛性能测试41
　　 3.6 分布式暂稳仿真测试43
　　 3.6.1 分布式仿真评价指标44
　　 3.6.2 大规模互联电网分布式仿真测试46
　　 3.7 小结54
　　第4章 基于JFNG(m)方法的分布式动态潮流算法55
　　 4.1 概述55
　　 4.1.1 动态潮流的定义55
　　 4.1.2 分布式动态潮流的应用前景56
　　 4.2 分布式动态潮流计算模型56
　　 4.2.1 系统切分方式56
　　 4.2.2 分布式动态潮流的边界协调方程的构造57
　　 4.2.3 边界协调方程的求解59
　　 4.3 算例测试60
　　 4.3.1 测试平台60
　　 4.3.2 测试系统和测试结果61
　　 4.4 小结63
　　第5章 基于JFNG(m)方法的分布式最优潮流算法64
　　 5.1 概述64
　　 5.1.1 最优潮流的定义64
　　 5.1.2 分布式最优潮流的应用前景64
　　 5.2 分布式最优潮流计算模型65
　　 5.2.1 问题分解65
　　 5.2.2 协调求解算法67
　　 5.2.3 算法实现细节69
　　 5.3 算例测试70
　　 5.4 小结72
　　第6章 基于自激法的分布式小干扰稳定分析73
　　 6.1 概述73
　　 6.1.1 小干扰稳定分析的一般方法73
　　 6.1.2 小干扰稳定特征值分析法的现状与分布化的意义77
　　 6.2 基于自激法的分布式小干扰稳定分析80
　　 6.3 仿真测试82
　　 6.3.1 仿真流程82
　　 6.3.2 算例结果84
　　 6.4 小结86
　　第7章 基于分布式暂稳仿真的电力系统动态安全分析87
　　 7.1 基于N-1校验的电力系统动态安全分析87
　　 7.2 基于分布式暂稳仿真的电力系统动态安全分析88
　　 7.2.1 构建分布式动态安全分析系统的必然性88
　　 7.2.2 动态安全分析系统面临的挑战89
　　 7.3 分布式电力系统动态安全分析框架90
　　 7.4 性能改进措施91
　　 7.4.1 更有效的协调算法91
　　 7.4.2 变步长加速方法92
　　 7.4.3 多算例并发机制92
　　 7.4.4 提前判稳算法92
　　 7.5 测试结果93
　　 7.6 小结93
　　第8章 面向多调度中心协同分布式计算的仿真平台94
　　 8.1 概述94
　　 8.1.1 仿真平台的硬件组成94
　　 8.1.2 仿真平台的总体架构95
　　 8.2 分区暂稳仿真服务96
　　 8.2.1 分区暂稳仿真服务功能分析96
　　 8.2.2 分区暂稳仿真服务的具体实现96
　　 8.3 暂稳仿真协调服务98
　　 8.3.1 暂稳仿真协调服务功能分析98
　　 8.3.2 暂稳仿真协调服务的具体实现98
　　 8.4 通信中间件99
　　 8.4.1 概述99
　　 8.4.2 通信中间件设计需求99
　　 8.4.3 通信中间件设计结构100
　　 8.4.4 通信中间件的实现100
　　 8.4.5 通信中间件性能测试102
　　 8.4.6 通信中间件性能优化102
　　 8.5 监控系统104
　　 8.5.1 设计需求104
　　 8.5.2 具体实现105
　　 8.6 展示系统107
　　 8.6.1 概述107
　　 8.6.2 展示系统实际效果108
　　 8.7 小结109
　　第9章 基于控制理论的算法鲁棒性分析110
　　 9.1 分布式仿真系统鲁棒性定义110
　　 9.1.1 鲁棒性定义110
　　 9.1.2 分布式仿真系统中的不确定性分析110
　　 9.1.3 分布式仿真系统的鲁棒性111
　　 9.2 潮流迭代计算过程中的控制系统建模112
　　 9.3 潮流计算的鲁棒性分析114
　　 9.3.1 潮流计算的鲁棒性分析实例114
　　 9.3.2 算例分析115
　　 9.4 分布式暂态仿真过程的计算鲁棒性116
　　 9.4.1 实用评估指标116
　　 9.4.2 实用评估指标的作用117
　　 9.5 小结118
　　第10章 多级数据整合技术研究和平台开发119
　　 10.1 概述119
　　 10.2 国内外研究现状119
　　 10.3 多级在线数据整合分析120
　　 10.3.1 调度中心计算数据分析120
　　 10.3.2 在线数据整合目标121
　　 10.3.3 在线数据整合分类122
　　 10.3.4 在线数据整合技术难点分析122
　　 10.3.5 以离线数据为基础的数据整合方案（方案1) 123
　　 10.3.6 以在线计算数据为基础的数据整合方案（方案2) 124
　　 10.4 多级在线数据整合的技术准备125
　　 10.4.1 纯在线数据拼接125
　　 10.4.2 设备动态智能映射126
　　 10.5 以离线数据为基础的数据整合方案127
　　 10.5.1 整合数据的电网拓扑调整127
　　 10.5.2 运行数据调整128
　　 10.5.3 以离线数据为基础的数据整合流程图129
　　 10.6 以在线计算数据为基础的数据整合方案130
　　 10.6.1 边界潮流匹配的方法130
　　 10.6.2 以在线计算数据为基础的数据整合流程图131
　　 10.7 OpenMP并行计算技术132
　　 10.7.1 OpenMP模型133
　　 10.7.2 OpenMP指令133
　　 10.7.3 OpenMP库函数135
　　 10.8 基于OpenMP的并行整合潮流算法设计135
　　 10.8.1 并行的整合潮流算法136
　　 10.8.2 迭代修正方程的动态形成138
　　 10.8.3 基于OpenMP并行技术的整合潮流流程图138
　　 10.8.4 性能测试138
　　 10.9 纯离线数据整合140
　　 10.10 基于Web的电网图示化编辑器141
　　 10.10.1 基于RIA/Web技术的电网数据管理141
　　 10.10.2 图示化编辑器的分析与设计142
　　 10.10.3 多视图的实现144
　　 10.11 多级数据源对比工具147
　　 10.11.1 多级在线数据对比147
　　 10.11.2 在线/离线参数对比148
　　 10.11.3 在线运行数据越限检查148
　　 10.12 多级在线数据整合测试149
　　 10.12.1 以离线数据为基础的整合测试149
　　 10.12.2 以在线数据为基础的整合测试150
　　 10.13 小结152
　　第11章 大规模分布式并行计算平台153
　　 11.1 系统概述153
　　 11.2 通信交互流程155
　　 11.2.1 服务器物理组播组156
　　 11.2.2 计算物理群播组157
　　 11.2.3 单播157
　　 11.2.4 逻辑组播157
　　 11.2.5 转播157
　　 11.3 平台业务流程158
　　 11.4 平台构建160
　　 11.5 关键技术解决160
　　 11.6 任务预分配机制163
　　 11.7 数据触发计算机制165
　　 11.8 子计算节点管理167
　　 11.8.1 平台消息通信167
　　 11.8.2 开放式接口168
　　 11.8.3 任务调度170
　　 11.9 系统维护管理170
　　 11.9.1 可靠通信中间件170
　　 11.9.2 纯软高可用技术191
　　 11.9.3 应用双网自动切换技术192
　　 11.9.4 运行状态监视192
　　 11.10 平台测试192
　　 11.10.1 测试环境192
　　 11.10.2 计算结果测试192
　　 11.10.3 计算速度测试193
　　 11.10.4 稳定性和可靠性测试193
　　 11.10.5 负载率测试194
　　 11.10.6 接口通用性测试194
　　 11.11 小结195
　　第12章 分布式并行算法196
　　 12.1 端口逆矩阵并行算法196
　　 12.1.1 端口逆矩阵并行算法简介196
　　 12.1.2 端口逆矩阵并行算法的并行效率和特点分析198
　　 12.2 端口逆矩阵并行算法在电力系统计算中的应用199
　　 12.2.1 基于端口逆矩阵法的潮流计算分布式并行算法199
　　 12.2.2 基于端口逆矩阵法的暂态稳定分布式并行算法200
　　 12.2.3 基于端口逆矩阵法的小干扰稳定分布式并行算法201
　　 12.3 仿真试验203
　　 12.3.1 试验系统概述203
　　 12.3.2 测试环境203
　　 12.3.3 并行性能评测指标204
　　 12.3.4 并行仿真性能测试204
　　 12.4 分布式并行算法应用前景及展望208
　　 12.5 小结209
　　第13章 总结210
　　参考文献212