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《多核并行和設(shè)計(jì)的研究模式在海量電力暫態(tài)數(shù)據(jù)處理與分析中應(yīng)用的研究》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(kù)。
1、西南交通大學(xué)博士研究生學(xué)位論文第1頁(yè)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(jí)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(lái)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(shì)明顯，并已經(jīng)在電力系統(tǒng)應(yīng)用中造成了各種亟不可待的問(wèn)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(wèn)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)
2、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(duì)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(lái)發(fā)展的高級(jí)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(wèn)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(guò)深入研究COMTRADE
3、標(biāo)準(zhǔn)和大量現(xiàn)場(chǎng)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(guò)程中效率低下的問(wèn)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(méi)有用到的序號(hào)信息，針對(duì)二進(jìn)制和ASCII碼數(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(wèn)題，采用多種提升格式小波和熵編碼算法以及線程間競(jìng)爭(zhēng)通道序號(hào)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)
4、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(wèn)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(yè)西南交通大學(xué)博士研究生學(xué)位論文試驗(yàn)證明了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CO
5、MTRADE通道數(shù)據(jù)的計(jì)算效率。通過(guò)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、精確求解、大幅降低計(jì)算量和簡(jiǎn)化程序設(shè)計(jì)的故障雙端測(cè)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(wú)關(guān)的圖形記憶算法，實(shí)現(xiàn)了Undo／Redo功能。為提高電力
6、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，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(wú)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(lái)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(yǔ)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(lái)
7、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)解析；并行加載；并行壓縮／解壓；并行繪制；故障測(cè)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(yè)AbStractWiththerapiddevelopmentofpowersystemautomationandincreasinglywiderapplicationofCOMTRADEdataofpowersystem，theadvancedanalysissoftwaresystemofpowersystembasedonCOMTRADEispl
8、ayingmoreimportantroleinthesafeoperationofpower
