收藏本站
《西南交通大学》 2009年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

多核并行和设计模式在海量电力暂态数据处理与分析中的应用研究

桂勋  
【摘要】: 随着电力系统自动化的快速发展和COMTRADE数据的日益广泛应用,基于COMTRADE的高级电力系统故障分析软件在电力系统安全运行中变得越来越重要。然而,随着电子技术的快速发展,电力系统暂态录波逐步向高采样率、连续记录和海量存储的方向发展,COMTRADE数据的海量化趋势明显,并已经在电力系统应用中造成了各种亟不可待的问题。同时,目前多核技术已经大规模普及,引发了并行计算的技术革命,这就为解决由海量COMTRADE数据引发的各种问题,提供了解决思路。另外,在软件设计方法学方面,模式理论已经成为当今指导先进软件系统开发的重要方法学。于是,本论文将多核并行计算技术和模式方法学相结合,首次研究并提出了针对海量COMTRADE数据处理和计算的一系列并行算法和快速算法,并采用当今先进的计算机技术,构建了一整套适应电力系统未来发展的高级电力系统暂态信息并行处理和分析系统(一套全图形化故障分析软件,一套可跨平台的在线自动故障分析软件,一套可跨平台的COMTRADE并行压缩/解压软件)。本文的研究成果解决了该领域内各种棘手的关键算法和技术问题,为电力系统海量暂态信息处理开辟了新的途径。目前,该系统已投入实际使用。 在海量COMTRADE数据处理方面,通过深入研究COMTRADE标准和大量现场数据,提出了COMTRADE容错解析算法,大量试验证明该算法可明显提高故障分析软件的鲁棒性。为解决海量COMTRADE数据加载过程中效率低下的问题,采用并行流水线和共享队列的设计思想,并利用以往串行加载算法中没有用到的序号信息,针对二进制和ASCⅡ码数据文件分别提出了各自的并行加载算法,试验证明该算法可显著提高海量COMTRADE数据的加载效率。为解决海量COMTRADE数据大量占据磁盘空间和传输带宽的问题,采用多种提升格式小波和熵编码算法以及线程间竞争通道序号的思路,提出了面向COMTRADE格式的海量录波数据并行压缩/解压算法,试验证明该算法可获得较大的压缩比,且速度极快。为解决海量COMTRADE波形数据绘制效率低下的问题,以分图层并行绘制而后融合的思路,提出了海量COMTRADE波形数据并行绘制算法,试验证明了此算法可显著提高海量COMTRADE波形数据的绘制效率。 在海量COMTRADE数据计算分析方面,研究了快速傅里叶算法的并行化和加窗双谱线插值谐波分析算法,试验证明了该算法的有效性。在分析相关文献的基础上,提炼出了适合海量COMTRADE通道数据计算的各种递推算法,并进一步提出了其通用的并行计算算法,试验证明了该算法可显著提高海量COMTRADE通道数据的计算效率。通过研究高压输电线路线电压幅值沿线分布规律,得出了现实中该分布曲线只可能最多由两条单调方向不同的曲线段组成的结论,并利用此结论提出了一种可排除伪根、精确求解、大幅降低计算量和简化程序设计的故障双端测距算法,试验证明了该算法的有效性。 在软件系统研究方面,为解决目前各种第三方电力系统故障分析软件中存在的一系列不足和缺陷,采用面向对象的设计模式方法学,提炼出了适合电力系统故障分析软件设计的各种模式。为提高全图形分析环境的分析效率,结合设计模式,提出了一种和海量通道数据无关的图形记忆算法,实现了Undo/Redo功能。为提高电力系统故障分析的效率和直观性,提出了其三维分析方法,给出了故障分析中三维矢量数据的生成算法。为解决现有故障分析软件中二次分析环境的不足和缺陷,研究并设计了可扩展的电力系统故障集成分析环境。环境内集成了大量的电力系统通用分析算法,并可采用插件技术进行算法扩展。为和保护信息系统进行无缝融合,实现在线自动故障分析,研究并设计了一套可跨平台的COMTRADE在线自动故障分析软件系统,并提炼出与其相关的各种跨平台关键技术和算法。 在软件体系结构研究方面,为指导未来更加先进电力系统专业分析软件的开发,结合动态语言技术和面向服务的体系结构(SOA),提出了一种可适应未来发展、具有良好扩展性的电力系统通用分析软件体系结构。
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TM769

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 鲁晓帆;并行小波高速计算研究及其在电力系统中的应用[D];西南交通大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 潘文,钱俞寿,周鹗;基于加窗插值FFT的电力谐波测量理论──(Ⅰ)窗函数研究[J];电工技术学报;1994年01期
2 潘文,钱俞寿,周鹗;基于加窗插值FFT的电力谐波测量理论(Ⅱ)双插值FFT理论[J];电工技术学报;1994年02期
3 束洪春,高峰,陈学允,许承斌;双端不同步采样的高压输电线路故障测距算法研究[J];电工技术学报;1997年06期
4 张立华,徐文立,常成,冯大为;一种适用于微机保护的新的递推DFT算法[J];电力系统自动化;2000年05期
5 全玉生,王晓蓉,杨敏中,严璋,李晓兵,于峥,康林贤,司鲁东,佟科,刘晓峰;工频双端故障测距算法的鲁棒性问题和新算法研究[J];电力系统自动化;2000年10期
6 曾克娥,谢庆国,沈轶,万淑芸;基于构件技术的能量管理系统设计思想[J];电力系统自动化;2001年09期
7 滕林,刘万顺,李营,李贵存,秦红霞;一种实用的新型高压输电线路故障双端测距精确算法[J];电力系统自动化;2001年18期
8 张慎明,刘国定;IEC61970标准系列简介[J];电力系统自动化;2002年14期
9 陈青,黄德斌,唐毅,江世芳;一种新的继电保护整定计算及管理系统——高级编程语言HT[J];电力系统自动化;2002年17期
10 苏文辉,李钢;一种能滤去衰减直流分量的改进全波傅氏算法[J];电力系统自动化;2002年23期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 许正伟;电力故障录波信息处理系统的研究与实现[D];华北电力大学(河北);2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周本多;杨圣春;;电力系统谐波及其抑制[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2007年01期
2 王锌桐;王晓波;;新型继电保护实验实训装置的开发[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2011年01期
3 李敬秀;;基于组件的软件开发模型与方法研究[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2008年06期
4 徐欢;;基于嵌入式系统的故障录波器的研究[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2010年03期
5 江波;;高压电力用电客户继电保护装置分析[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2011年04期
6 汤伟;;改造发电机励磁系统提高电网输送能力的分析和研究[J];安徽电力;2006年01期
7 解伟;;提高小电流选线装置动作准确率的管理措施[J];安徽电力;2010年03期
8 黄礼文;谢民;谢红福;王成进;余娟;鲍现松;;智能调度中的故障信息管理系统实用化研究[J];安徽电力;2011年04期
9 魏紫;卢松升;刘正之;;EAST快控电源实时监测系统的设计[J];安徽大学学报(自然科学版);2006年02期
10 杨延宁,张贞,董小友;论数字图像压缩编码技术[J];安徽纺织职业技术学院学报;2003年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 康忠健;徐丽;勾松波;金华蓉;李瑞生;;考虑分布电容的神经网络单相接地故障测距算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
2 王小华;王莉;王力;;基于神经网络的电力系统谐波及间谐波高精度检测[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
3 张抗抗;赵志崑;徐如志;杨峰;;基于关联网络的分布式构件库服务协同[A];CCF NCSC 2011——第二届中国计算机学会服务计算学术会议论文集[C];2011年
4 吴水军;陈晶;刘明群;杨滔;杨杨;;励磁系统调差环节对系统阻尼的影响机理和仿真分析[A];2010年云南电力技术论坛论文集(优秀论文部分)[C];2010年
5 郭成;;基于量测的PSS最优安装地点研究[A];2011年云南电力技术论坛论文集(入选部分)[C];2011年
6 刘宝林;;基于MATLAB的500kV自耦变压器建模及仿真分析[A];2011年云南电力技术论坛论文集(入选部分)[C];2011年
7 杨修正;周定寰;;应急保安电源自动投入控制回路设计[A];2011年云南电力技术论坛论文集(入选部分)[C];2011年
8 杨修正;周定寰;;应急保安电源自动投入控制回路设计[A];2011年云南电力技术论坛论文集(优秀论文部分)[C];2011年
9 李朝军;;关于10kV电力线路单相接地区段判断的探讨[A];《河南铁道》2011年第5期[C];2011年
10 肖永浩;黄清南;;基于分块数据结构的冲击问题并行计算[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陆军;基于组合学的数据编码方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 张冰;小组软件过程建模方法及过程定义重用研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 赵猛;大屏幕多人沉浸式立体显示系统[D];大连海事大学;2010年
4 周萌;集成电路IP质量管理与度量:软件工程角度的研究[D];合肥工业大学;2010年
5 易吉良;基于S变换的电能质量扰动分析[D];湖南大学;2010年
6 全惠敏;电能质量相关信号的S变换检测算法及应用研究[D];湖南大学;2010年
7 张明;电能质量扰动相关问题研究[D];华中科技大学;2010年
8 周子冠;电网多数据源在线诊断方法研究[D];中国电力科学研究院;2010年
9 尹可挺;Internet环境中基于QoS的Web服务组合研究[D];浙江大学;2010年
10 张晶;面向钢铁质量过程控制的分布式并行软件框架模型研究[D];昆明理工大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 朱圣鑫;并行GPBiCG(m,l)算法与预处理技术[D];中国工程物理研究院;2010年
2 陈志勇;基于刻面描述的分布式构件库系统的研究[D];南昌航空大学;2010年
3 王伟伟;基于粒子系统的矿井瓦斯爆炸的模拟与研究[D];山东科技大学;2010年
4 董燕;精准定位变率施肥播种免耕机的研究[D];山东科技大学;2010年
5 孙海春;C_net到可编译表达式的映射方法[D];山东科技大学;2010年
6 王广伦;基于构件的软件系统定制技术的研究与应用[D];山东科技大学;2010年
7 王钰;基于有机计算的动漫渲染集群系统管理技术的研究与应用[D];山东科技大学;2010年
8 周谦;工业机器人离线编程及其在光纤激光加工平台中的应用[D];山东科技大学;2010年
9 杨俊杰;开源虚拟引擎三维地形环境拓展研究[D];哈尔滨师范大学;2010年
10 秦丰林;面向机器人足球比赛的开放式仿真系统开发[D];浙江理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郭艳芬,张红梅,曲智林,马晓剑;一种基于小波的并行算法及其在大型数值计算中的应用[J];东北林业大学学报;2005年04期
2 何元清,孙世新,傅彦;并行编程模式及分析[J];电子科技大学学报;2002年02期
3 王振树;张波;李欣唐;;新型电力故障录波监测系统[J];电力系统自动化;2007年10期
4 胡国胜,任震,黄雯莹;小波变换在电力系统中应用研究[J];电力自动化设备;2002年03期
5 韩志伟;刘志刚;鲁晓帆;周登登;;基于CUDA的高速并行小波算法及其在电力系统谐波分析中的应用[J];电力自动化设备;2010年01期
6 黄猛;;OpenMP的多核并行程序设计[J];电脑编程技巧与维护;2009年17期
7 高志荣;熊承义;;提升小波变换的并行处理与高速实现[J];光电工程;2009年08期
8 许廷发;韦岗;倪国强;;基于并行结构的Gabor小波神经网络算法及应用[J];光学精密工程;2006年02期
9 郝燕玲;刘营;;应用于JPEG2000的离散小波变换并行超大规模集成结构[J];光学精密工程;2009年05期
10 张杰,涂东明,张克元;基于COMTRADE标准的故障录波的分析与再现[J];继电器;2000年11期
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 冯宪澄;基于MPI的并行小波图像分割研究[D];浙江工业大学;2004年
2 陈迎霞;基于小波变换的电力系统故障分析[D];武汉理工大学;2005年
3 邵政;多机并行小波三维图像压缩的算法设计及在局域网上实现[D];重庆大学;2005年
4 于伶;机群环境下的并行小波分析[D];黑龙江大学;2005年
5 杨浩钦;基于小波变换的地震数据压缩编码算法及并行化研究[D];成都理工大学;2007年
6 孙金凤;电力数据压缩传输及解压算法的研究与实现[D];北京化工大学;2008年
7 陈小兰;Linux应用程序多核并行化方法研究与实现[D];西南交通大学;2010年
8 刘明生;多核并行编程技术在加速数字图像处理中的应用[D];西安建筑科技大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 焦素云,徐中宇;分布式系统的动态负载平衡[J];长春光学精密机械学院学报;1999年03期
2 李君凯,丁化成;一种新的电力系统谐波分析仪采样计算方法[J];电测与仪表;2000年10期
3 汪晓强,陈明凯;一种高精度实时电力谐波分析算法的实现[J];电测与仪表;2004年01期
4 束洪春,高峰,葛耀中;耦合双回输电线故障测距方法研究[J];电工技术学报;1999年06期
5 陈明凯,郑翔骥,汪晓强;减少频谱泄漏的一种新的等角度间隔采样递推算法[J];电工技术学报;2005年08期
6 潘文,钱俞寿,周鹗;基于加窗插值FFT的电力谐波测量理论──(Ⅰ)窗函数研究[J];电工技术学报;1994年01期
7 潘文,钱俞寿,周鹗;基于加窗插值FFT的电力谐波测量理论(Ⅱ)双插值FFT理论[J];电工技术学报;1994年02期
8 杨君,王兆安,邱关源;单相电路谐波及无动电流的一种检测方法[J];电工技术学报;1996年03期
9 周雒维,江泽佳,吴宁;基于补偿电流最小原理的谐波与无功电流检测方法[J];电工技术学报;1998年03期
10 李红伟,李在玉;FFT分析电力系统谐波的加窗插值算法[J];电工技术杂志;2004年10期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 金哲凡;保留模式图形并行绘制研究[D];浙江大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 叶劲松;基于构件的软件复用技术在森林资源信息集成系统中的应用研究[D];北京林业大学;2005年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 束洪春,司大军,陈学允;基于多算法的输电线路故障测距系统[J];电网技术;2004年07期
2 钱多一;造船模式转换对详细设计新要求初探[J];造船技术;1996年05期
3 贾大林;农业高效用水模式[J];节水灌溉;1997年04期
4 王凤萍,刘晋萍,陈昕,王兰;无人值班变电站若干问题的探讨[J];电力学报;1998年04期
5 程健敏,沈鸿;化学质量平衡模式的原理和使用方法[J];交通环保;1998年04期
6 穆宏强,夏军;水文生态耦合模式的理论框架[J];人民长江;1999年S1期
7 马孝义,娄宗科,李援农,李坤;陕西省集雨节灌工程发展模式与对策[J];水土保持通报;2000年05期
8 傅先华;论网络信息资源的优化配置[J];武汉理工大学学报;2000年06期
9 张杨;东西方建筑文化的和而不同[J];河北建筑工程学院学报;2000年02期
10 罗缵锦;岩质边坡破坏模式初探[J];广东公路交通;2001年S1期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李仕明;张瑞;宋道全;;企业管理“人格化”模式研究[A];管理科学与系统科学进展——全国青年管理科学与系统科学论文集(第4卷)[C];1997年
2 李亦军;杨桂甲;;完善稻麦供种体系 探索统一供种模式[A];论中国种子工程——全国种子工程学术研讨会论文集[C];1996年
3 张学文;蔡健;;关于拓宽专业口径的几点思考[A];中国土木工程学会第八届年会论文集[C];1998年
4 王会清;方天纵;李翠文;;蓟县五百户小流域综合治理模式[A];中国水土保持探索与实践——小流域可持续发展研讨会论文集[C];2005年
5 周莹莹;;学生品德心理结构及其对学校德育的启示[A];第十届全国心理学学术大会论文摘要集[C];2005年
6 蔡广林;韦化;;网格计算及其在电力系统的应用初探[A];广西电机工程学会第九届青年学术论坛论文集[C];2006年
7 李俊华;;环境会计与可持续发展[A];中国环境科学学会2006年学术年会优秀论文集(中卷)[C];2006年
8 蔡东联;;营养治疗小组在营养治疗中的作用[A];2006年浙江省肠外肠内营养学学术年会论文汇编[C];2006年
9 宋国君;宋宇;;国家级流域水环境保护总体规划一般模式研究[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集(第三卷)[C];2009年
10 王然;;中国旅游大区域整合的特征与模式研究[A];旅游业:推动产业升级和城市转型——第十三届全国区域旅游开发学术研讨会论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 若 木;上海海关:助联想集团VMI模式成功运作[N];中国国门时报;2005年
2 记者 杜秋英;解析“天津模式”[N];金融时报;2005年
3 卢亮;工作时间安排模式的发展趋势及运用[N];中国劳动保障报;2004年
4 本报记者 吕志强 通讯员 董玉山;德清支行与“四合一”模式[N];中国城乡金融报;2006年
5 欧阳昌佩;乡村旅游发展中的“天龙模式”[N];贵州日报;2006年
6 王珊龚卓;“万家丽模式”实惠千万家[N];湖南日报;2007年
7 本报记者 邵中兵 陈张书;洞庭湖畔崛起的“常德模式”[N];湖南经济报;2006年
8 王亮;危险的“贴牌自主”模式[N];经济观察报;2006年
9 苏莉通讯员 郑斌宾 陈朵灵;希望工程资助贫困学子31.5万名[N];湖南日报;2007年
10 于文江张和力 万双;求解“净月模式”[N];吉林日报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 桂勋;多核并行和设计模式在海量电力暂态数据处理与分析中的应用研究[D];西南交通大学;2009年
2 金哲凡;保留模式图形并行绘制研究[D];浙江大学;2003年
3 姜恩来;退耕还林工程管理机制和管理模式研究[D];北京林业大学;2005年
4 盖艳梅;金融控股公司模式论[D];中共中央党校;2005年
5 薛伟;现代远程教育5S学习支持模式研究[D];华东师范大学;2009年
6 李文清;西部产业集群发展因素及模式研究[D];西南交通大学;2007年
7 李平;我国企业智力资本开发研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
8 王海勤;中国石油城市可持续发展模式研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
9 张小红;智力资本及其管理研究[D];中国农业科学院;2007年
10 王欢苗;企业社区关系管理研究[D];辽宁大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杜召满;输电线路故障测距研究与应用[D];浙江大学;2004年
2 张爱枫;高压输电线路稳态故障测距的方法研究[D];重庆大学;2002年
3 陈靖;行波法故障测距的理论研究及其实现方案[D];武汉大学;2004年
4 杨家兴;基于人工神经网络的输电线路故障测距新方法研究[D];四川大学;2000年
5 严斌;配电网智能型线路故障测距的研究[D];天津大学;2004年
6 舒巧俊;含同杆四回线的特殊结构输电线路的故障测距[D];上海交通大学;2010年
7 郭丽军;基于双端数据的高压输电线路故障测距新算法的研究[D];华北电力大学(北京);2005年
8 李鹏;利用双端不同步数据的架空线路故障测距装置的研究[D];华北电力(北京)大学;2002年
9 王颖;基于故障录波信息的调度端电网故障诊断系统[D];华北电力大学(河北);2004年
10 朱晓鹂;家长素质与儿童心理健康关系的实验研究[D];扬州大学;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026