基于集群技術的繼電保護定值整定計算方法技術

本發明專利技術公開一種基于集群技術的繼電保護定值整定計算實現方法,繼電保護定值整定系統由計算集群和客戶端工作站兩部分主成，計算集群負責完成定值整定過程中涉及到的所有計算密集型任務，計算集群的任務調度、節點管理、計算結果處理等工作由運行在計算集群中服務器上的集群管理程序自動完成。計算集群負責完成的計算密集任務分兩類，即“全網掃描任務”和“客戶端提交任務”。客戶端工作站是用戶與繼電保護定值整定系統進行交互的終端，安裝有整定計算軟件，可向計算集群提交計算任務。計算集群中的集群管理程序在發現新的計算任務請求后，根據服務器集群中各服務器節點的負載情況自動對計算任務進行動態分配，然后將分析的結果統一處理。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于電力系統繼電保護領域的電力系統繼電保護定值整定的方法，尤其涉及。
技術介紹
傳統的繼電保護定值整定計算方法都是采用標準的客戶端/服務器(簡稱C/S)架構來實現，即在性能較好的服務器端安裝商用數據庫服務器軟件，負責數據的存儲；用戶的客戶端安裝繼電保護定值整定程序。整定程序運行時，作為客戶端從服務器端的商用數據庫中讀取整定計算和短路電流計算所需的各種數據，而隨后所有的整定計算工作都是在客戶端完成，客戶端在計算任務完成后把計算結果數據寫入服務器端數據庫。傳統整定計算系統的架構如圖1，采用該客戶端/服務器(C/S)架構的系統存在如下問題:(I)客戶端處理計算速度慢。由于計算任務在客戶端上完成，而客戶端性能有限，整定計算過程中計算量較大的任務，例如分支系數計算、極限值計算等任務，會使客戶端陷入“無響應”狀態，有時需要數個小時才能計算完畢，期間用戶的工作因無法使用計算機而大受影響，整個整定系統的用戶體驗很差。(2)服務器與客戶端是一對多的關系。一臺服務器直接面對所有客戶端，所有的數據交互都通過網絡實現，當服務器端和客戶端出現頻繁的數據交互，尤其是當多個客戶端同時與服務器進行交互時，容易造成數據庫接口的相應緩慢。而且隨著客戶端數量的增加，由于數據庫接口的原因，服務器上商用數據庫的查詢和寫入響應速度會越來越慢。(3)服務器僅負責數據管理。通常的服務器相比客戶端擁有更多的CPU和高速內存，其計算能力遠勝于客戶端工作站。而傳統客戶端/服務器架構的繼電保護定值整定計算系統僅把服務器用來安裝商用數據庫做數據管理工作，使具有優越計算性能的硬件資源遭到了閑置，造成了服務器硬件性能的巨大浪費。(4)現有整定軟件服務器端采用的都是windows操作系統，容易受到病毒和木馬的威脅，進而導致保護定值整定系統的安全性和可靠性無法保障。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題，是針對前述
技術介紹
中的缺陷和不足，提供。其目的在于提高繼電保護定值整定計算的計算速度，更高效率的利用服務器端硬件資源，改善用戶的操作體驗。為實現上述技術目的，本專利技術采取的技術方案為:，將定值整定過程中涉及到的計算密集型任務交由計算集群負責完成，可以顯著提高繼電保護定值整定的計算速度，其特征在于包括以下步驟:(I)采用該方法的繼電保護定值整定系統由多臺服務器組成的計算集群和客戶端工作站兩部分主成；計算集群負責完成所有計算密集型任務，計算集群的任務調度、節點管理、計算結果處理工作由運行在計算集群服務器上的集群管理程序自動完成；(2)計算集群負責完成的計算密集型任務可分兩類，即全網掃描任務和客戶端提交任務；(3)所述全網掃描任務是指計算集群中的集群管理程序在電網運行方式或電網模型發生改變時自動觸發的計算密集型任務，所述自動觸發的計算密集型任務包括極限值計算、分支系數計算；其顯著特點是針對整定目標電網中所有的一次設備進行掃描。(4)客戶端工作站是用戶與繼電保護定值整定系統進行交互的終端，安裝有整定計算客戶端軟件，可實現對用戶操作進行預處理；如果用戶操作屬于計算密集型任務，整定計算軟件首先自動查詢數據庫中全網掃描任務的結果，若查詢到相關計算結果，終止該計算流程；如果沒有查詢到計算結果，則自動生成客戶端提交任務并提交給計算集群，然后自動循環查詢計算結果并完成后續計算；客戶端提交任務的特征是針對電網中部分一次設備的計算任務。(5)計算集群中的集群管理程序負責在發現新的計算任務請求后，按服務器集群中各服務器節點負載情況自動對計算任務進行動態分配；計算集群的服務器安裝有計算密集型任務的計算程序，所述計算密集型任務的計算程序包括極限值計算、分支系數計算；根據分配的任務調用相關計算程序進行計算并反饋計算結果；集群管理程序可將不同服務器的分析結果統一處理。進一步的，所述集群管理程序會自動選舉產生計算集群中唯一的指揮節點，指揮節點負責任務分配、計算節點狀態監視、計算結果處理工作；作為指揮節點的服務器出現異常后，其管理和計算功能自動由機群中重新選舉產生的另一臺狀態正常的服務器節點代替原來的指揮節點。進一步的，所述集群管理程序和密集計算程序支持跨操作系統運行；所述操作系統包括Windows、Linux、Unix、國產麒麟安全操作系統、國產凝思安全操作系統。進一步的，所述計算集群可實現計算資源的冗余配置，異常服務器的計算任務會自動迀移到正常服務器上，系統僅有一臺服務器正常運行也能完成所有的計算任務；整個系統的正常計算服務不受單臺或者多臺服務器節點故障的影響；各服務器節點是否參與計算任務可以由用戶設置。采用本專利技術所描述的，將計算任務的處理放到了服務器端，并且采用了集群技術對服務器端所有服務器節點進行統一協調管理，相比傳統的客戶端/服務器架構更加有效的利用了服務器端的硬件資源，減少了客戶端工作站的工作負擔和網絡負擔，提高了整定計算系統的整體計算效率，改善了用戶體驗，將定值整定過程中涉及到的計算密集型任務交由計算集群負責完成，可以顯著提高繼電保護定值整定的計算速度。【附圖說明】圖1是國內傳統的整定計算系統C/S架構圖；圖2是本專利技術的系統架構圖。【具體實施方式】以下將結合附圖2，對本專利技術的技術方案進行詳細說明。如圖2所示，基于集群技術的繼電保護整定計算方法的實施由計算集群和客戶端工作站組成，包括多臺服務器組成的計算集群和客戶端工作站兩部分。計算集群負責完成所有計算密集型任務，集群的任務調度、節點管理、當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于集群技術的繼電保護定值整定計算方法，其特征在于包括以下步驟：(1)采用該方法的繼電保護定值整定系統由多臺服務器組成的計算集群和客戶端工作站兩部分主成；計算集群負責完成所有計算密集型任務，計算集群的任務調度、節點管理、計算結果處理工作由運行在計算集群服務器上的集群管理程序自動完成；(2)計算集群負責完成的計算密集型任務可分兩類，即全網掃描任務和客戶端提交任務；(3)所述全網掃描任務是指計算集群中的集群管理程序在電網運行方式或電網模型發生改變時自動觸發的計算密集型任務，所述自動觸發的計算密集型任務包括極限值計算、分支系數計算；(4)客戶端工作站是用戶與繼電保護定值整定系統進行交互的終端，安裝有整定計算客戶端軟件，可實現對用戶操作進行預處理；如果用戶操作屬于計算密集型任務，整定計算軟件首先自動查詢數據庫中全網掃描任務的結果，若查詢到相關計算結果，終止該計算流程；如果沒有查詢到計算結果，則自動生成客戶端提交任務并提交給計算集群，然后自動循環查詢計算結果并完成后續計算；(5)計算集群中的集群管理程序負責在發現新的計算任務請求后，按服務器集群中各服務器節點負載情況自動對計算任務進行動態分配；計算集群的服務器安裝有計算密集型任務的計算程序，所述計算密集型任務的計算程序包括極限值計算、分支系數計算；根據分配的任務調用相關計算程序進行計算并反饋計算結果；集群管理程序可將不同服務器的分析結果統一處理。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：畢兆東，鄭楊斌，俞秋陽，方勝文，楊利民，何俊峰，王新寶，常寶立，
申請(專利權)人：南京南瑞繼保電氣有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32