資源描述：
《多核并行和設(shè)計(jì)模式在海量電力暫態(tài)數(shù)據(jù)處理與分析中的應(yīng)用研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、西南交通大學(xué)博士學(xué)位論文多核并行和設(shè)計(jì)模式在海量電力暫態(tài)數(shù)據(jù)處理與分析中的應(yīng)用研究姓名：桂勛申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化指導(dǎo)教師：錢清泉20090501西南交通大學(xué)博士研究生學(xué)位論文第1頁摘要隨著電力系統(tǒng)自動(dòng)化的快速發(fā)展和COMTRADE數(shù)據(jù)的日益廣泛應(yīng)用，基于COMTRADE的高級電力系統(tǒng)故障分析軟件在電力系統(tǒng)安全運(yùn)行中變得越來越重要。然而，隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)暫態(tài)錄波逐步向高采樣率、連續(xù)記錄和海量存儲(chǔ)的方向發(fā)展，COMTRADE數(shù)據(jù)的海量化趨勢明顯，并已經(jīng)在電力系統(tǒng)應(yīng)用中造成了各種
2、亟不可待的問題。同時(shí)，目前多核技術(shù)已經(jīng)大規(guī)模普及，引發(fā)了并行計(jì)算的技術(shù)革命，這就為解決由海量COMTRADE數(shù)據(jù)引發(fā)的各種問題，提供了解決思路。另外，在軟件設(shè)計(jì)方法學(xué)方面，模式理論已經(jīng)成為當(dāng)今指導(dǎo)先進(jìn)軟件系統(tǒng)開發(fā)的重要方法學(xué)。于是，本論文將多核并行計(jì)算技術(shù)和模式方法學(xué)相結(jié)合，首次研究并提出了針對海量COMTRADE數(shù)據(jù)處理和計(jì)算的一系列并行算法和快速算法，并采用當(dāng)今先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，構(gòu)建了一整套適應(yīng)電力系統(tǒng)未來發(fā)展的高級電力系統(tǒng)暫態(tài)信息并行處理和分析系統(tǒng)(一套全圖形化故障分析軟件，一套可跨平臺(tái)的在線自動(dòng)故障分析
3、軟件，一套可跨平臺(tái)的COMTRADE并行壓縮／解壓軟件)。本文的研究成果解決了該領(lǐng)域內(nèi)各種棘手的關(guān)鍵算法和技術(shù)問題，為電力系統(tǒng)海量暫態(tài)信息處理開辟了新的途徑。目前，該系統(tǒng)已投入實(shí)際使用。在海量COMTRADE數(shù)據(jù)處理方面，通過深入研究COMTRADE標(biāo)準(zhǔn)和大量現(xiàn)場數(shù)據(jù)，提出了COMTRADE容錯(cuò)解析算法，大量試驗(yàn)證明該算法可明顯提高故障分析軟件的魯棒性。為解決海量COMTRADE數(shù)據(jù)加載過程中效率低下的問題，采用并行流水線和共享隊(duì)列的設(shè)計(jì)思想，并利用以往串行加載算法中沒有用到的序號信息，針對二進(jìn)制和ASCII碼
4、數(shù)據(jù)文件分別提出了各自的并行加載算法，試驗(yàn)證明該算法可顯著提高海量COMTRADE數(shù)據(jù)的加載效率。為解決海量COMTRADE數(shù)據(jù)大量占據(jù)磁盤空間和傳輸帶寬的問題，采用多種提升格式小波和熵編碼算法以及線程間競爭通道序號的思路，提出了面向COMTRADE格式的海量錄波數(shù)據(jù)并行壓縮／解壓算法，試驗(yàn)證明該算法可獲得較大的壓縮比，且速度極快。為解決海量COMTRADE波形數(shù)據(jù)繪制效率低下的問題，以分圖層并行繪制而后融合的思路，提出了海量COMTRADE波形數(shù)據(jù)并行繪制算法，第1I頁西南交通大學(xué)博士研究生學(xué)位論文試驗(yàn)證明了
5、此算法可顯著提高海量COMTRADE波形數(shù)據(jù)的繪制效率。在海量COMTRADE數(shù)據(jù)計(jì)算分析方面，研究了快速傅里葉算法的并行化和加窗雙譜線插值諧波分析算法，試驗(yàn)證明了該算法的有效性。在分析相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，提煉出了適合海量COMTRADE通道數(shù)據(jù)計(jì)算的各種遞推算法，并進(jìn)一步提出了其通用的并行計(jì)算算法，試驗(yàn)證明了該算法可顯著提高海量COMTRADE通道數(shù)據(jù)的計(jì)算效率。通過研究高壓輸電線路線電壓幅值沿線分布規(guī)律，得出了現(xiàn)實(shí)中該分布曲線只可能最多由兩條單調(diào)方向不同的曲線段組成的結(jié)論，并利用此結(jié)論提出了一種可排除偽根、精
6、確求解、大幅降低計(jì)算量和簡化程序設(shè)計(jì)的故障雙端測距算法，試驗(yàn)證明了該算法的有效性。在軟件系統(tǒng)研究方面，為解決目前各種第三方電力系統(tǒng)故障分析軟件中存在的一系列不足和缺陷，采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)模式方法學(xué)，提煉出了適合電力系統(tǒng)故障分析軟件設(shè)計(jì)的各種模式。為提高全圖形分析環(huán)境的分析效率，結(jié)合設(shè)計(jì)模式，提出了一種和海量通道數(shù)據(jù)無關(guān)的圖形記憶算法，實(shí)現(xiàn)了Undo／Redo功能。為提高電力系統(tǒng)故障分析的效率和直觀性，提出了其三維分析方法，給出了故障分析中三維矢量數(shù)據(jù)的生成算法。為解決現(xiàn)有故障分析軟件中二次分析環(huán)境的不足和缺陷，
7、研究并設(shè)計(jì)了可擴(kuò)展的電力系統(tǒng)故障集成分析環(huán)境。環(huán)境內(nèi)集成了大量的電力系統(tǒng)通用分析算法，并可采用插件技術(shù)進(jìn)行算法擴(kuò)展。為和保護(hù)信息系統(tǒng)進(jìn)行無縫融合，實(shí)現(xiàn)在線自動(dòng)故障分析，研究并設(shè)計(jì)了一套可跨平臺(tái)的COMTRADE在線自動(dòng)故障分析軟件系統(tǒng)，并提煉出與其相關(guān)的各種跨平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)和算法。在軟件體系結(jié)構(gòu)研究方面，為指導(dǎo)未來更加先進(jìn)電力系統(tǒng)專業(yè)分析軟件的開發(fā)，結(jié)合動(dòng)態(tài)語言技術(shù)和面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)(SOA)，提出了一種可適應(yīng)未來發(fā)展、具有良好擴(kuò)展性的電力系統(tǒng)通用分析軟件體系結(jié)構(gòu)。關(guān)鍵詞：COMTRADE；模式；多核并行；容錯(cuò)
8、解析；并行加載；并行壓縮／解壓；并行繪制；故障測距；軟件體系結(jié)構(gòu)西南交通大學(xué)博士研究生學(xué)位論文第1II頁AbStractWiththerapiddevelopmentofpowersystemautomationandincreasinglywiderapplicationofCOMTRADEdataofpowersystem，theadvancedanalysissoftwaresy
