[发明专利]基于图论的电力系统公式并行运算管理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力系统公式的并行计算方法，属于自动化技术领域。

背景技术

现有的电力调度自动化系统中，公式计算一般是在一台服务器上串行计算，而且所有公式的优先级即计算顺序一般是人为指定。这种运算和管理机制导致公式计算所需时间长，计算节点的负载高，自动化人员的维护工作量大，且人工维护容易导致公式计算顺序配置不正确，计算结果出现偏差。一旦公式数量达到数千条以上，串行计算模式可能不再满足电力系统的实时性要求，人工指定计算顺序也无法保证正确。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种并行的电力系统公式运算管理方法，实现对公式进行环检测、自动指定公式的优先级、对公式进行分组。

本发明采用以下的技术方案来实现：

基于图论的电力系统公式并行运算管理方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)公式依赖关系的初始化：读取数据库中的公式定义表，再根据公式中操作数的赋值和引用关系确定任意两条公式间的依赖关系;

2)依赖关系初始化完成后，通过对整个有向图进行深度优先遍历，自动判断是否有环状依赖关系;

3）当不存在环状依赖关系后，此有向图为有向无环图（DAG），对此有向图进行拓扑排序，可自动生成所有公式的计算优先级；

4）对此有向无环图同构的无向图运行分组算法。

在所述步骤1)中,定义公式等号左边的操作数为被赋值，等号右边的操作数为被引用,操作数均为来自其他数据库表中的某个区域的某个厂站的电压值、有功值等方式数据,如果同一个操作数在公式A中被赋值，在公式B中被引用，则必须先计算公式A后计算公式B才能获得正确结果,则定义此种情况为公式B依赖于公式A。

在所述步骤2)中,在深度优先遍历（DFS）的过程中，若遇到指向任何曾经访问过的顶点的回边，即为有环,因为任何回边都属于这条回边及连接这两个顶点的路径组成的环。

同时深度优先遍历（DFS）是改进后的带深度参数的算法，当找到一条环回路时可很容易的得到环上的所有顶点，可打印构成环状依赖关系的所有公式，由电力系统维护人员进行修改。

在所述步骤3）中，拓扑排序采用图论中的基于源点队列的拓扑排序算法，入度为零的顶点即为源点，用入度向量记录各顶点的入度，用队列记录源点，首先通过对DAG做一次遍历初始化该队列，然后，完成下面操作，直至源点队列为空：

a)从队列中输出并删除一个源点，并标记；

b）对于已删除顶点的各条边，在入度向量中对应的顶点元素减1；

c）若某元素入度为零，则加入源点队列。

在所述步骤4）中，在公式依赖关系的初始化阶段，也同时生成一个与将前面的有向无环图（DAG）同构的无向图，根据无向图的连通性的定义，对一个顶点求得与之连通的所有顶点，即得到相互之间有依赖关系的公式的一个分组，将得到的所有分组按一定负载均衡的策略分布到不同的服务器上计算，最后回收结果，就实现了数据划分的公式并行计算。

本发明的电力系统公式自动化并行计算的图论方法在进行电力系统公式计算过程中通用性强、快速、可靠。

上述步骤均由计算机程序实现，能够运行在各种UNIX和Linux、Windows操作系统上，且不依赖任何除服务器以外的硬件设备。

本发明所达到的有益效果：

本发明通过以上步骤，可达以下技术效果：1、自动判断并显示环状依赖关系，便于自动化人员处理此种异常情况；2、自动生成所有公式的计算优先级，不需要人工指定；3、生成公式间的依赖关系支持增量算法，显著提高了自动化人员新增公式的效率；4、自动对所有公式进行分组，支持公式的并行计算；5、处理速度快，可支持公式数目一万条以下的规模；6、通用性强，适用于电力系统中所有类型的公式，且可运行在各种软件和硬件平台上。综上所述，本发明是一种通用性强、快速、可靠的电力系统公式计算方法。

附图说明

图1a是本发明中表示存储公式依赖关系的邻接表图；

图1b是表示依赖关系的有向图；

图2a是本发明中有向图G的DFS森林；

图2b是本发明中有向图G的前序和后序编号；

图2c是本发明中有向图G的边的类型示例图；

图3a是本发明中有向无环图G2；

图3b是本发明中DAG拓扑排序过程；

图4a是本发明中邻接表表示无向图G2 ；

图4b是本发明中无向图 G2；

图4c是本发明中存储邻接表图。

具体实施方式