[发明专利]电网仿真中行降阶模型的执行时间计算方法、装置和设备

说明书

本申请公开了电网仿真中行降阶模型的执行时间计算方法、装置和设备，通过对电磁暂态实时仿真的等值电导矩阵，或者行降阶处理后生成的行降阶模型，确定所述等值电导矩阵中的非零电导数量，结合获取得到的所述电磁暂态实时仿真本身的参数，依次确定所述行降阶模型的数据传输时间、存储访问时间和数据运算时间，生成行降阶模型的执行时间。本申请可在未进行行降阶前，对电磁暂态实时仿真的等值电导矩阵进行分析，从而确定行降阶后的行降阶模型的执行时间，以辅助衡量行降阶的效果，也可直接基于行降阶模型确定执行时间。对行降阶后等值电导矩阵的执行时间进行计算，量化行降阶后模型的计算性能，对电力系统的电磁暂态实时仿真提供支撑。

技术领域

本申请涉及电力传输领域，更具体地说，涉及电网仿真中行降阶模型的执行时间计算方法、装置和设备。

背景技术

电力系统实时仿真是认识电力系统特性，支撑电力系统研究、规划、运行、生产、装备制造，以及保障电力系统安全可靠运行的有效手段。随着电网发展进入了特高压交直流混联时代，在此背景下，大电网稳定特性正在发生深刻变化，交直流之间、多回直流之间相互耦合、直流送受端间相互影响等新特性逐渐显现，并且随着直流工程规模提升日趋复杂，已成为影响大电网安全稳定的关键因素。为了摸清交直流混联大电网的行为模式和运行特性，仿真模型的精确度和规模需要大幅提高，仿真的高需求使得研究者们转向了电力系统电磁暂态仿真技术。

而电磁暂态实时仿真对仿真各环节的用时要求苛刻，仿真计算是以步长为单位进行的，每一时间步长内都必须完成所有流程，包括计算时间、核间通信时间、多节点间通信时间、抖动时间等等，如果时间过长，就会导致步长溢出，即在给定步长内无法完成对应的任务。其中，等值电导矩阵的求解是电磁暂态实时仿真技术中的重要环节，行降阶作为一种应用于电磁暂态实时仿真的等值电导矩阵的降阶方式，目前的现有技术暂未针对行降阶等值电导矩阵的执行时间的计算方法，也无法量化电磁暂态实时仿真中等值电导矩阵的行降阶后形成的行降阶模型的计算量对仿真执行时间的影响。

本申请的方案，即是针对上述问题，提出一种电磁暂态实时仿真中针对行降阶后等值电导矩阵的执行时间的计算方案，以支撑电力系统的电磁暂态实时仿真。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了电网仿真中行降阶模型的执行时间计算方法、装置和设备，对行降阶后等值电导矩阵生成的行降阶模型的执行时间进行计算和量化，以支撑电力系统的电磁暂态实时仿真，对电磁暂态实时仿真系统的设计及故障定位、反措提供支撑。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种电网仿真中行降阶模型的执行时间计算方法，包括：

对电磁暂态实时仿真的等值电导矩阵进行行降阶处理，生成对应的行降阶模型，所述等值电导矩阵为n阶方阵且n为整数；

根据所述等值电导矩阵或所述行降阶模型，确定所述等值电导矩阵中的非零电导数量；

根据所述等值电导矩阵的阶数和所述等值电导矩阵中的非零电导数量，结合获取得到的所述电磁暂态实时仿真的浮点数单位存储空间、整数单位存储空间、PCIe传输带宽和基于PCIe传输数据的固有延时，确定所述行降阶模型的数据传输时间；

根据所述等值电导矩阵的阶数和所述等值电导矩阵中的非零电导数量，结合获取得到的所述电磁暂态实时仿真的浮点数单位存储空间、整数单位存储空间、全局存储器总带宽和全局存储器时钟周期，确定所述行降阶模型的存储访问时间；

根据所述等值电导矩阵的阶数和所述等值电导矩阵中的非零电导数量，结合浮点运算单位时间和整数运算单位时间，确定所述行降阶模型的数据运算时间，所述浮点运算单位时间为所述电磁暂态实时仿真中CPU单核执行一次单精度浮点数四则运算的时间，所述整数运算单位时间为所述电磁暂态实时仿真中CPU单核执行一次整数四则运算的时间；