PC机集群系统在电力系统暂态稳定分析中的应用 Application of PC cluster system in electric power system transient stability analysis.pdfVIP

第26卷第4期 电力自动化设备 V01．26No．4 PowerAutomation 囝2006年4月 Electric Equipment Apr．2006 PC机集群系统在电力系统暂态 稳定分析中的应用 卢锦玲，于 磊，李 英 (华北电力大学电力系，河北保定071003) 摘要：暂态稳定分析的并行求解研究主要集中在对暂态计算时数学方程的并行化、暂态计算的内 在并行性2方面。从网络分割的角度出发．采用基于支路分割的并行算法。以分割支路两端的电压 为交接变量，将分割支路两端的节点看作有注入电流的节点．通过迭代最终实现并行计算。以 MPIC H．NT．1．2．5作为操作平台，利用MPI(MessagePassingInte如ce)传递函数库实现并行通信。最后， 通过IEEE 39节点系统对该算法进行测试．验证了该算法的正确性．并且通过与传统算法的比较得 到了令人满意的并行加速比。 关键词：暂态稳定；支路分割；MPI函数库；并行运算 中图分类号：TM712 文献标识码：A 型、地点、切除时间等)，求解描述电力系统暂态过程 O 引言 的方程式组。方程组包括描述网络运行行为的代数 方程和描述发电机组及其控制回路动态行为的微分 暂态稳定计算是电力系统动态安全的重要工 方程式组： 具，但其计算量大、计算时间长。成为制约机电暂态 在线仿真和实时应用的关键因素。为加快暂态稳定 量=F(U，z) (1) 的计算速度．实现在线实时的暂态稳定仿真和控制． G(U，z)=0 (2) 国内外学者将并行计算引入电力系统暂态稳定分析 式中 U表示所有网络的状态变量：工表示所有发电 计算．开发各种并行快速仿真算法。这些算法主要 机组及控制回路的状态变量。 暂态稳定的数值计算是要联合求解上述2组方 挖掘暂态稳定计算内在的并行性[1．圳．采用并行处理 程式，得到随时间变化的变量U和z。式(1)主要表 技术．加快暂态稳定仿真计算速度。目前的研究还 示系统中的动态元件特性。而式(2)主要表示电网方 不能达到实时计算的速度．而且很难再进一步提高仿 程，该方程组的一般解法是交替迭代法。显然，式(1) 真计算速度。 有明显的并行性，可直接进行并行求解，而式(2)则 现在已有许多基于Unix平台的集群系统[5]．但 没有明显的并行性。因此．对暂态计算的并行处理 在Windows环境下建立基于MPICH的并行计算平 主要集中在对式(2)的并行化上，而根据式(2)所表 台。国内报道不多。本文以PC机和局域网构建了简 达的含义．本文通过网络分割实现其并行。 单的并行计算集群．并根据分块法[6]和母线分割法[7】 1．2基于支路分割的方法