[发明专利]一种用于配电网拓扑分析分布式计算的任务分配方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种任务分配方法，具体涉及一种用于配电网拓扑分析分布式计算的任务分配方法。

背景技术

配电系统经典的科学研究一般以IEEE算例为实验对象，工程应用通常以单条馈线作为基本的处理单元；这些处理对象都较为简单，拓扑分析计算规模小、消耗时间少，一些网络模型甚至能够使用纯粹的矩阵模型描述，可以直接用于数学计算，网络结构不变的情况下不需进行拓扑分析。大型复杂配电网络数量繁多的设备组成使得网络结构更易发生变化，需要拓扑分析的频率升高，复杂的对象和海量的数据使得拓扑分析变得较为缓慢；配电网是关系国计民生的高度实时性系统，多数配网自动化高级功能都有相当的实时性需求，拓扑分析是很多高级功能的基础，其快速实现十分重要。

分布式计算是实现大规模复杂配电网快速拓扑分析的有效途径。计算机技术及网络技术的发展与成熟，为分布式计算奠定了硬件基础，但软件层次的分布式计算却相对薄弱，关于大规模复杂配电网分布式拓扑分析的算法非常稀少。大规模复杂配电网分布式快速拓扑分析算法主要包括网络分解与任务分配、子网络拓扑、结果合并三个主要内容，任务分配决定了分布的子网络拓扑实现过程，是影响计算速度的关键环节之一。

为了提升大规模复杂配电网拓扑分析速度，大型网络需要被分解成为小型网络分别进行拓扑，然后按照既定规则合并得出整个网络的拓扑分析结果。计算机资源是配电网拓扑分析的最终承担者，要求拓扑速度越快需要的计算机资源越多。为了降低成本，需要充分利用网络连接起来的计算机群，因此需要基于软件将计算机资源组织起来，高速高效地完成大规模复杂配电网的拓扑分析。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种用于配电网拓扑分析分布式计算的任务分配方法，基于分布的闲置计算机资源，同时处理多个拓扑分析请求形成任务队列，将大任务分解为子任务，使用智能算法将子任务分配给各个计算机执行，所有子任务拓扑完成后进行合并得出最终结果；制定任务分配算法，以分布计算过程消耗的时间最小为目标，以粒子群优化为手段，实现大规模复杂配电网的快速拓扑分析。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

本发明提供一种用于配电网拓扑分析分布式计算的任务分配方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：载入配电网网络数据，读取计算机资源信息，建立数学模型；

步骤2：初始化粒子种群；

步骤3：更新个体最优位置和种群全局最优位置；

步骤4：计算粒子新位置；

步骤5：判断任务分配是否完成。

所述步骤1包括以下步骤：

步骤1-1：载入配电网网络数据，基于配电设备所属的馈线ID号将原网络分解成为n个子网络；

步骤1-2：描述拓扑任务的计算复杂度c，有

c＝[c₁,c₂,...,c_i,…c_n]    （1）

其中，i为子网络的编号，c_i为第i个子网络的计算复杂度，其正比于配电设备数量的二次方，即满足其中d_i为配电设备的数量；

步骤1-3：描述拓扑任务估计消耗的计算机资源p；有

p＝[p₁,p₂,...,p_i,…,p_n]    （2）

其中，p_i为第i个子网络消耗的计算机资源，其正比于配电设备数量，即满足p_i∝d_i；

步骤1-4：描述计算机资源的可用计算能力r^a；有