高性能在線分析計算現狀與協同計算關鍵技術

郭 健, 周京陽, 李 強, Yousu CHEN, 羅雅迪, 郎燕生

(1. 中國電力科學研究院有限公司, 北京市 100085; 2. Pacific Northwest National Laboratory, Seattle 99352, 美國)

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能源領域變革、電力工業進步和信息通信技術(ICT)發展進一步推動著能源生成轉化效率、電網互聯控制模式和高速通信網的深度融合[1],未來會逐漸形成一個超大規模物理信息混合網絡即能源互聯網[2]。能量流、信息流、業務資金流的多元、多向、實時流動使得電網調度和控制形態也相應地會發生重大變化[3],源—網—荷互動運行形態需要對一張電網的一套模型進行一體化協同計算分析,以實現廣域級優化調度和實時閉環控制決策。

目前調度技術支持系統獨立地配置在各級調度中心,雖然實現了信息共享和分層控制,但本地局部計算分析和獨自決策的調度模式不能很好地滿足控制決策對邏輯上一體化計算分析的要求,而提高監控信息的綜合應用水平和全網態勢感知能力需要實現對暫態穩定、電壓穩定分析和繼電保護校核等計算量較大的傳統離線計算的在線化應用[4]。過去在指定運行方式和預想故障集下的離線計算方式,也難以適應隨機性事件發生概率越來越高的未來電網實際運行狀況[5-6],實時獲取整個電網狀態信息、安全運行裕度和定值校核都給在線分析帶來了新的計算挑戰。

并行計算、分布式計算和云計算等高性能計算模式為實現精確、快速的一體化計算分析提供了必要的技術手段,在不改變分層分區管理模式下……