管锥编
摘要：本文主要阐述了电力系统方式计算协同系统的功能设计以及特点和应用。
关键词：电力系统 多层 协同系统 联合计算
0 引言
随着特高压电网和跨区互联电网的建设，电网规模不断增大，电网特性呈现相互耦合特性，电网故障计算和系统分析工作正在由单地区、单人工作的独立模式向多人联合协同模式转变。而当前，跨区联网的运行方式分析工作是采取集中、联合计算方式来进行，即从各相关调度中心抽调人员集中办公，使用psasp/bpa等电力系统分析程序的单机版软件进行串行工作，既影响正常工作秩序，又导致工作成本高、效率低下。因而，急需研究和开发适合多用户异地分散联合计算的协同方式系统，全面提高电网仿真计算的工作效率。本文将计算机协同的概念引入到系统开发中，所研发的系统采用分布式架构，在web上运行，支持多人异地同时进行操作，实现了多人异地数据协同维护和运行方式协同计算。 1 电力系统方式计算协同工作系统功能设计
fsr1.1 设计的主导思想 综合考虑电力系统方式计算的业务需求，多层协同方式计算系统以“安全可靠、集中存储、分散管理、协同计算、人机友好”作为系统实现的主导思想。在功能上划分为“平台支持系统”、“数据管理系统”、“协同管理系统”、“仿真分析系统”、“分布式计算系统”和“可视化系统”。
1.2 平台支持系统 平台支持系统构建了电力系统多层协同方式计算系统的运行环境，提供了多种系统管理手段，保证系统7×24小时连续稳定运行。
系统硬件包含：web服务器、应用服务器、在线接口服务器、数据库服务器和并行计算机。其中，在web服务器上构建了硬件防火墙，且web服务器、应用服务器、数据库服务器均采用双机热备模式，大大加强了系统安全性和可靠性。
1.3 数据管理系统 数据管理负责基础数据的管理和维护，包括电网方式部门的离线方式数据和自动化部门的在线数据。数据管理功能包含工程数据管理、数据校核比对、数据合并分割、在线数据接口、用户和权限管理、数据版本管理、日志管理等模块。①工程数据管理。本系统的数据按照工程进行组织，每一套数据相当于psasp的一个工程，包括基础数据、模型参数、潮流计算数据、暂稳计算数据等各种计算数据。授权用户可以新建工程、
删除工程、修改工程数据。除了提供普通数据修改功能之外，还提供了基准值修正、典型参数导入、批量数据修改等高级功能。②用户管理。用户管理主要提供组织机构管理、用户账号和密码管理、角管理、用户登录控制、用户操作控制等功能。③数据权限管理。数据权限是指用户对基础库、模型参数以及各个计算作业的访问权限，包括可读、可写、可计算等。④数据合并分割。本系统从加强电网数据管理和提高电网运行调度水平两方面出发，提供了方式数据合并和分割功能。下级调度负责收集本地区电网相关各运行方式的离线数据，统一通过数据平台提交至上级调度汇总和合并，形成可供离线计算分析的全网数据，而后可通过数据平台分割出各个下级调度所需的局部电网数据。⑤在线数据接口。在线数据接口可连接和获取用户现有ems和wams等在线系统的实时数据，并与离线数据进行整合。⑥数据校核比对。数据校核基于各电网设备参数范围和相对关系的专家系统进行数据的合理性判别，包括电网元件基本参数校验，数据比对提供工程内和工程间基础数据、公用参数、潮流数据及暂稳数据的比较等。⑦数据上传下载。本系统提供数据上传功能，将原有方式数据上传到协同系统中。同时也可以从协同系统下载数据至本地，并继续使用原有离线软件进行分析计算。⑧日志管理。日志系统记录下系统运行和用户操作所产生的所有行为，并按照某种规范写入日志数据表中。维护人员可以使用日志系统所记录的信息分析系统错误原因、用户使用系统的情况，并有助于优化和改进系统。
1.4 协同管理系统 协同管理负责所有协同工作的业务定义、管理和执行等。运行方式计算中涉及基于多人的数据管理协同和仿真计算协同任务。①数据协同。数据协同功能提供上下级调度方式数据的统一管理和分级维护。②计算协同。计算协同基于对用户和权限的控制、数据和计算的并发控制、以及即时通讯等工具和机制，实现异地多用户联合计算。协同用户角包括主持人和参与者等不同角，主持人有权决定哪些用户参与协同，并临时调整各用户协同工作时的权限。联合计算允许多个用户在同一套工程数据上工作，各个用户的每次有效修改即时生效，并能为所有用户观察与共享；参与协同的用户可以同时监视潮流计算过程中产生的迭代信息、暂稳即时曲线，并随时查看计算结果，如同在本地计算的效果一样。即时沟通工具提供文字、语音、视频、远程桌面等通讯服务，方便协同工作的进行。③协同业务的管理。协同业务的管理是将业务过程从应用程序中抽取出来，按照工作流的方式固化到系统平台上。所有单人或多人协同的业务均可以按照实际的工作流程通过协同管理来完成。因而，协同业务的管理要解决业务流程的定义、管理和执行，自动协调各项工作任务的处理顺序，并且提供与其他应用的交互、与用户之间的交互。
1.5 仿真分析系统李跃程 仿真分析负责所有具体的分析功能。仿真分析功能按分析的时间包含离线分析、计划校核、在线预警和实时仿真等；按分析的内容应包括静态潮流分析、静态安
风人物语全分析、可靠性风险评估、短路电流分析、暂态稳定分析、动态稳定分析、电压稳定分析等。通过对电网离、在线数据的仿真分析，能够及时发现电网运行的故障和安全隐患，为电网调度提供了有效的决策支持。
1.6 分布式计算系统 分布式计算系统提供了对大批计算作业的快速响应功能，对于用户提交一大批潮流、暂稳、小干扰计算作业，可以提交到分布式计算平台上，由一组计算节点并发计算批量的任务，从而减少用户的等待时间。
分布式计算系统由调度服务器、历史数据服务器、计算节点机以及网络连接用交换机组成。调度服务器负责数据通信转发和任务调度。历史数据服务器负责计算结果处理和数据文件存储。计算节点是运行仿真分析软件的计算机，多台计算节点通过高速网络互联形成一个计算机。
1.7 可视化系统 可视化系统提供了基础数据和计算结果的可视化图形显示，采用动态图符、图数一体、拓扑自动生成等技术实现了地理接线图静态/动态显示、暂稳曲线综合分析显示（曲线阅览室）、短路超标预警、动态稳定模式同调机显示等内容，界面风格美观大方，以简洁明确的方式提醒用户所需要关心的数据或者结果，提升用户对系统总体数据
和结果的把握能力，增强系统与用户的交互水平。
2 系统特点
系统可与传统单机版计算软件psasp、bpa等实现数据导入导出和无缝集成，支持用户传统工作习惯和应用工具，充分保护用户已有工作成果的延续性。
系统提供在线和离线数据的整合，为方式人员方便地获取在线数据提供了有效途径。该系统还提供上下级调度间离线电网模型数据的整合。
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系统填补了电力系统运行方式协同计算领域的空白，对于提高电力系统调度方式的工作效率、管理水平和应用水平，具有重要意义。
3 工程应用
按照功能设计要求，开发了平台支持系统、数据管理系统、协同管理系统、仿真分析系统、在线数据接入系统、分布式计算系统以及可视化系统，并成功在某省级电力调度通信中心投入试运行。
系统以电网的ems在线或中长期离线数据、方式计算中所使用的元件动态数据为基础数据源，实现了电网数据集中存储，分层、异地维护，解决了多级多用户并发操作的冲突问题，提升和完善了系统在多用户数据管理和任务计算方面的能力；应用并行分布式快速仿真计算技术，实现跨作业、跨计算类型的并行计算，大幅减少用户等待时间；充分发挥协同系统计算平台性能，显著提升工作效率，实现协同系统功能的实用化；调度运行人员能够进行异地基础数据维护、协同调整方式、可视化互动，保证了调度计算数据安全可靠，极大地提高了对电网安全稳定分析计算的支持能力。通过整合电力企业的资源和应用系统，实现电网模型数据中心、ems在线数据、调度运行方式数据、规划数据等电网数据的一源共享，保证电网计算数据完整、准确和统一。实现了省地两级电网运行方式一体化协同计算和分析。
参考文献：
[1]李碧君，徐泰山等.大电网安全稳定综合协调防御系统的工程设计方法.电力系统自动化，2009.33（23）：90-93.
[2]李碧君，付红军等.电网年度运行方式自动优化计算与报告生产系统.电力系统自动化，2
010.34（4）：112-115.
[3]朱里越.多业务协同系统服务组合技术研究[d].中国科学技术大学，2010.
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