电工技术学报  2020, Vol. 35 Issue (11): 2339-2348    DOI: 10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.190901
能源互联网中的分布式建模、优化与控制技术专题(特约主编:郭庆来 教授 郭烨 教授) |
基于图计算的能量管理系统实时网络分析应用研发
刘广一1, 3, 戴仁昶1, 路轶2, 刘克文3, 王之伟1, 袁琛1, 范宏1, 戴江鹏1
1.全球能源互联网美国研究院 圣何塞 加利福尼亚州 95134;
2.国网四川省电力公司 成都 610041;
3.全球能源互联网研究院有限公司 北京 102209
Graph Computing Based Power Network Analysis Applications
Liu Guangyi1, 3, Dai Renchang1, Lu Yi1, 2, Liu Kewen3, Wang Zhiwei1, Yuan Chen1, Fan Hong1, Dai Jiangpeng1
1. Global Energy Interconnection Research Institute North America San Jose CA 95134 USA;
2. State Grid Sichuan Electric Power Company Chengdu 610041 China;
3. Global Energy Interconnection Research Institute In. Beijing 102209 China
全文: PDF (651 KB)   HTML
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 

为满足电网现代化和智能电网对计算性能的要求,通过分析传统能量管理系统(EMS)实时网络分析应用的计算性能瓶颈,提出了结合图数据库和图计算的EMS实时网络分析应用的并行计算方法。利用图数据结构对电力系统进行建模,提出在图数据库上进行内存计算的概念和方法,研发了集成图数据库和图并行计算机制的图计算平台,开发了一套融合节点并行和分层计算机制的电网实时网络分析软件。通过节点并行和分层并行的优势,图数据库和图计算可大幅度提升EMS状态估计、在线潮流和静态安全分析等实时网络分析应用的计算速度。对实际大规模系统进行了计算验证,结果表明,与传统的EMS相比,基于图数据库和图计算原理的电力系统在线分析计算效率有显著提高。

服务
把本文推荐给朋友
加入我的书架
加入引用管理器
E-mail Alert
RSS
作者相关文章
刘广一
戴仁昶
路轶
刘克文
王之伟
袁琛
范宏
戴江鹏
关键词 能量管理系统图数据库图计算拓扑分析状态估计潮流计算静态安全分析    
Abstract

This paper discussed the bottlenecks of current energy management system (EMS) for grid modernization and smart grid. To meet the requirements for the next generation EMS, a graph-based power system online parallel computing approach is proposed in this paper. In this approach, the power system is modeled as a graph and the power system analysis and computing are performed on the graph all in memory. To improve the computation efficiency, a suite of parallel computing algorithm based on graph is developed to solve power flow and state estimation equations. Taking the graph computing advantages on nodal and hierarchical parallelism, the graph-based state estimation, power flow, and contingency analysis applications are implemented and integrated in a developed EMS prototype. The case study on a real provincial system verified the advantages of graph computing and its computation efficiency is outperformed than commercial EMS. The potential applications on EMS using graph computing are presented at the end of the paper.

Key wordsEnergy management system    graph database    graph computing    topology analysis    state estimation    power flow    contingency analysis   
收稿日期: 2019-07-25     
PACS: TM711  
基金资助:

国家电网公司海外研究院科技项目(SGSHXT00JFJS1700138)和国家电网公司科技项目(适用于电力系统应用的高性能计算技术研究与开发)(5100-201955482A-0-0-00)

通讯作者: 刘广一 男,1963年生,博士,教授级高级工程师,研究方向为能量管理系统、主动配电网、电力市场、电力大数据。E-mail:guangyi.liu@geirina.net   
作者简介: 戴仁昶 男,1974年生,博士,高级工程师,研究方向为能量管理系统、电力系统分析。E-mail:renchang.dai@geirina.ne
引用本文:   
刘广一, 戴仁昶, 路轶, 刘克文, 王之伟, 袁琛, 范宏, 戴江鹏. 基于图计算的能量管理系统实时网络分析应用研发[J]. 电工技术学报, 2020, 35(11): 2339-2348. Liu Guangyi, Dai Renchang, Lu Yi, Liu Kewen, Wang Zhiwei, Yuan Chen, Fan Hong, Dai Jiangpeng. Graph Computing Based Power Network Analysis Applications. Transactions of China Electrotechnical Society, 2020, 35(11): 2339-2348.
链接本文:  
https://dgjsxb.ces-transaction.com/CN/10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.190901          https://dgjsxb.ces-transaction.com/CN/Y2020/V35/I11/2339