[发明专利]一种基于负载均衡的煤矿高压电网短路电流并行计算方法

说明书

本发明公开了一种基于负载均衡的煤矿高压电网短路电流并行计算方法，包括如下步骤：针对支路节点集合DS中的每一个支路节点DS_i基于关联矩阵E获取其短路电流计算所需的支路节点集合P_i；获取系统当前活动线程数A及系统允许建立的最大线程设置数B，则允许建立线程数m=B‑A，基于负载均衡技术将n个支路节点集合P_i分别加入到h个队列Q_j中；创建h个新的空闲线程，将h个新的空闲线程加入到空闲线程队列QC中，针对每个队列Q_j中保存的支路节点集合，完成每个支路节点对应短路电流的并行计算；本发明基于负载均衡技术构造煤矿高压电网的短路计算调度模型，使各个线程承受的负载相对均衡，能够有效提高并行短路计算调度效率。

技术领域

本发明公开了一种基于负载均衡的煤矿高压电网短路电流并行计算方法，属于煤矿高压供电网络短路计算领域。

背景技术

35kV以上的电力网中存在多个电源，属于复杂闭式电网，短路计算较为复杂；而矿井高压供电系统为6kV或10kV等级，两个电源应采用分列运行方式，或者是一路使用一路备用，属于单电源开式电网，其短路计算可采用比较简单的绝对值法或相对值法。

当前，已有的基于关联矩阵的矿井高压供电系统自动短路计算方法主要是基于关联矩阵完成连通性分析，获得矿井高压供电系统的网络拓扑结构，以此为基础实现供电系统的自动短路计算功能。该方法构建的拓扑分析模型结构清晰，扩展性强，能够较好地实现矿井高压电网自动短路计算功能。

但在矿井高压供电系统中节点数量较多，基于关联矩阵完成矿井高压电网自动短路计算时间复杂度较高，时间开销大，为了能够以较少的时间开销基于关联矩阵完成矿井高压电网的自动短路计算，在文献“一种煤矿高压电网短路电流并行计算方法”中基于先到先服务的调度原则实现了煤矿高压短路电流的并行计算，在一定程度上降低了短路计算的时间开销；但在该文献中其以每一个支路节点短路电流计算为基本对象按照先到先服务的调度原则实现并行调度，而每一个支路节点短路电流计算过程所耗费时间并不相同，有的支路节点短路电流计算涉及的支路节点数量多，有的涉及的支路节点数量少，按照先到先服务原则可能会导致不同线程结束时间差异较大，造成调度效率下降；为了能够有效解决这一问题，本发明提出了一种基于负载均衡的煤矿高压电网短路电流并行计算方法，该方法基于煤矿高压供电系统结构特点及当前系统允许建立的线程数量，充分利用负载均衡技术和并行计算技术，实现煤矿高压电网的短路电流并行计算。

本发明提出的一种基于负载均衡的煤矿高压电网短路电流并行计算方法基于负载均衡和并行计算技术构造煤矿高压电网的短路计算调度模型，使每个线程在短路计算过程中处理的支路节点数量能够尽量相同，从而能够使各个线程依据支路节点编号查询其直接控制线路参数，以及计算对应线路阻抗的时间能够基本一致，使各个线程承受的负载相对均衡，有效提高并行短路计算调度效率。

发明内容

依据每条支路节点直接控制的供电线路建立支路节点-供电线路邻接表T；通过该邻接表，可以依据相应的支路节点编号查询到其直接控制的供电线路基本参数，包括供电线路长度、供电线路型号、单位电阻和单位电抗信息；并设置煤矿高压供电系统最大运行方式下的系统电抗和最小运行方式下的系统电抗；设置煤矿高压供电系统的电源支路节点，电源支路节点是指由上级供电部门直接供电的支路节点。

将煤矿高压供电系统中开关状态为合闸的支路节点加入到集合中，假定集合中包含个支路节点。

针对支路节点集合中的每一个支路节点基于关联矩阵获取其短路电流计算所需的支路节点集合，其中；具体执行步骤如下：