本申請(qǐng)涉及電磁暫態(tài)仿真，尤其涉及一種電磁暫態(tài)仿真cpu計(jì)算核心資源動(dòng)態(tài)伸縮方法及相關(guān)裝置。

背景技術(shù)：

1、電磁暫態(tài)仿真是電力系統(tǒng)分析中的一種重要工具，用于模擬電力系統(tǒng)在故障、短路、開(kāi)關(guān)操作等瞬態(tài)事件中的行為，能夠幫助工程師評(píng)估電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，設(shè)計(jì)保護(hù)裝置，優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行。隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大和復(fù)雜性的增加，電磁暫態(tài)仿真的計(jì)算需求也在急劇增長(zhǎng)。傳統(tǒng)的單機(jī)仿真方法已經(jīng)難以滿足大規(guī)模仿真的需求，特別是在處理大規(guī)模電網(wǎng)、復(fù)雜設(shè)備模型和高精度仿真時(shí)，計(jì)算資源的瓶頸問(wèn)題尤為突出。

2、云計(jì)算和分布式技術(shù)的發(fā)展為解決電磁暫態(tài)仿真的計(jì)算資源瓶頸提供了新的途徑。通過(guò)將仿真任務(wù)分解并在多個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)上并行執(zhí)行，可以顯著提高仿真效率。然而，如何動(dòng)態(tài)地管理和調(diào)整計(jì)算資源，以適應(yīng)不同仿真任務(wù)的需求，成為了一個(gè)重要的研究課題。

3、現(xiàn)有的電磁暫態(tài)仿真方法通常采用固定資源分配的方式，即在仿真開(kāi)始前預(yù)先分配固定的計(jì)算資源。用戶根據(jù)仿真任務(wù)的復(fù)雜度和資源需求，手動(dòng)調(diào)整計(jì)算資源。然而，雖然現(xiàn)有的電磁暫態(tài)仿真通常采用固定資源分配的方式，在計(jì)算資源分配方面簡(jiǎn)單易行，但在資源利用率和靈活性方面存在明顯不足，資源利用率低，無(wú)法動(dòng)態(tài)調(diào)整資源以應(yīng)對(duì)不同任務(wù)的需求。在資源調(diào)整方面需要人工干預(yù)，效率低下，容易出錯(cuò)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N電磁暫態(tài)仿真cpu計(jì)算核心資源動(dòng)態(tài)伸縮方法及相關(guān)裝置，用于解決現(xiàn)有技術(shù)資源利用率低，無(wú)法動(dòng)態(tài)調(diào)整資源以應(yīng)對(duì)不同任務(wù)的需求的問(wèn)題。

2、有鑒于此，本申請(qǐng)第一方面提供了一種電磁暫態(tài)仿真cpu計(jì)算核心資源動(dòng)態(tài)伸縮方法，所述方法包括：

3、獲取電磁暫態(tài)仿真任務(wù)，將所述電磁暫態(tài)仿真任務(wù)拆分為多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的子任務(wù)；

4、在各所述子任務(wù)之間，通過(guò)定義數(shù)據(jù)輸入和輸出的關(guān)聯(lián)關(guān)系來(lái)確定數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)依賴；

5、當(dāng)所述子任務(wù)開(kāi)始執(zhí)行時(shí)，對(duì)各所述子任務(wù)的輸入狀態(tài)和輸出狀態(tài)進(jìn)行標(biāo)記，使得電磁暫態(tài)仿真cpu根據(jù)所述輸入狀態(tài)和所述輸出狀態(tài)對(duì)所述子任務(wù)進(jìn)行調(diào)度。

6、可選地，所述子任務(wù)包括：所述電磁暫態(tài)仿真任務(wù)中一部分的仿真數(shù)據(jù)、計(jì)算邏輯、數(shù)據(jù)輸入和數(shù)據(jù)輸出。

7、可選地，所述在各所述子任務(wù)之間，通過(guò)定義數(shù)據(jù)輸入和輸出的關(guān)聯(lián)關(guān)系來(lái)確定數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)依賴，之后還包括：

8、設(shè)定各所述子任務(wù)的執(zhí)行順序，所述執(zhí)行順序包括：當(dāng)任意一個(gè)所述子任務(wù)在所有為其提供輸入的子任務(wù)全部執(zhí)行完畢后，開(kāi)始執(zhí)行。

9、可選地，所述當(dāng)所述子任務(wù)開(kāi)始執(zhí)行時(shí)，對(duì)各所述子任務(wù)的輸入狀態(tài)和輸出狀態(tài)進(jìn)行標(biāo)記，使得電磁暫態(tài)仿真cpu根據(jù)所述輸入狀態(tài)和所述輸出狀態(tài)對(duì)所述子任務(wù)進(jìn)行調(diào)度，包括：

10、當(dāng)任一所述子任務(wù)完成計(jì)算邏輯并輸出數(shù)據(jù)時(shí)，標(biāo)記其輸出所關(guān)聯(lián)的其他子任務(wù)的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)輸入狀態(tài)為可用狀態(tài)；

11、當(dāng)任一所述子任務(wù)的所有有效輸入均為可用狀態(tài)，則將該子任務(wù)推送到可執(zhí)行子任務(wù)隊(duì)列中等待執(zhí)行，使得電磁暫態(tài)仿真cpu在空閑時(shí)，從所述可執(zhí)行子任務(wù)隊(duì)列中獲取可執(zhí)行子任務(wù)進(jìn)行執(zhí)行。

12、本申請(qǐng)第二方面提供一種電磁暫態(tài)仿真cpu計(jì)算核心資源動(dòng)態(tài)伸縮系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

13、劃分單元，用于獲取電磁暫態(tài)仿真任務(wù)，將所述電磁暫態(tài)仿真任務(wù)拆分為多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的子任務(wù)；

14、生成單元，用于在各所述子任務(wù)之間，通過(guò)定義數(shù)據(jù)輸入和輸出的關(guān)聯(lián)關(guān)系來(lái)確定數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)依賴；

15、標(biāo)記單元，用于當(dāng)所述子任務(wù)開(kāi)始執(zhí)行時(shí)，對(duì)各所述子任務(wù)的輸入狀態(tài)和輸出狀態(tài)進(jìn)行標(biāo)記，使得電磁暫態(tài)仿真cpu根據(jù)所述輸入狀態(tài)和所述輸出狀態(tài)對(duì)所述子任務(wù)進(jìn)行調(diào)度。

16、可選地，所述子任務(wù)包括：所述電磁暫態(tài)仿真任務(wù)中一部分的仿真數(shù)據(jù)、計(jì)算邏輯、數(shù)據(jù)輸入和數(shù)據(jù)輸出。

17、可選地，還包括：設(shè)定單元；

18、所述設(shè)定單元，用于設(shè)定各所述子任務(wù)的執(zhí)行順序，所述執(zhí)行順序包括：當(dāng)任意一個(gè)所述子任務(wù)在所有為其提供輸入的子任務(wù)全部執(zhí)行完畢后，開(kāi)始執(zhí)行。

19、可選地，所述標(biāo)記單元，具體用于：

20、當(dāng)任一所述子任務(wù)完成計(jì)算邏輯并輸出數(shù)據(jù)時(shí)，標(biāo)記其輸出所關(guān)聯(lián)的其他子任務(wù)的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)輸入狀態(tài)為可用狀態(tài)；

21、當(dāng)任一所述子任務(wù)的所有有效輸入均為可用狀態(tài)，則將該子任務(wù)推送到可執(zhí)行子任務(wù)隊(duì)列中等待執(zhí)行，使得電磁暫態(tài)仿真cpu在空閑時(shí)，從所述可執(zhí)行子任務(wù)隊(duì)列中獲取可執(zhí)行子任務(wù)進(jìn)行執(zhí)行。

22、本申請(qǐng)第三方面提供一種電磁暫態(tài)仿真cpu計(jì)算核心資源動(dòng)態(tài)伸縮設(shè)備，所述設(shè)備包括處理器以及存儲(chǔ)器：

23、所述存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)程序代碼，并將所述程序代碼傳輸給所述處理器；

24、所述處理器用于根據(jù)所述程序代碼中的指令，執(zhí)行如上述第一方面所述的電磁暫態(tài)仿真cpu計(jì)算核心資源動(dòng)態(tài)伸縮方法的步驟。

25、本申請(qǐng)第四方面提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)用于存儲(chǔ)程序代碼，所述程序代碼用于執(zhí)行上述第一方面所述的電磁暫態(tài)仿真cpu計(jì)算核心資源動(dòng)態(tài)伸縮方法。

26、從以上技術(shù)方案可以看出，本申請(qǐng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

27、與現(xiàn)有技術(shù)相比：

28、1）計(jì)算效率顯著提升；

29、本申請(qǐng)通過(guò)任務(wù)分解，將復(fù)雜的電磁暫態(tài)仿真任務(wù)拆分為多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的子任務(wù)，這些子任務(wù)可以并行處理，從而顯著提高計(jì)算效率。

30、動(dòng)態(tài)資源調(diào)度算法能夠根據(jù)當(dāng)前系統(tǒng)的計(jì)算資源和任務(wù)隊(duì)列中的子任務(wù)數(shù)量，靈活調(diào)整仿真核心的數(shù)量。避免了資源的閑置和浪費(fèi)，確保了計(jì)算資源的最大化利用。

31、2）靈活性和可擴(kuò)展性增強(qiáng)；

32、本申請(qǐng)的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)了計(jì)算資源的動(dòng)態(tài)伸縮，可以根據(jù)任務(wù)需求靈活調(diào)整仿真核心的數(shù)量。這種靈活性使得技術(shù)方案能夠應(yīng)對(duì)不同規(guī)模和復(fù)雜度的電磁暫態(tài)仿真任務(wù)，提高了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。

33、無(wú)論是大規(guī)模的電力系統(tǒng)仿真還是小規(guī)模的局部網(wǎng)絡(luò)仿真，本申請(qǐng)都能提供高效、準(zhǔn)確的計(jì)算結(jié)果。這種適應(yīng)性使得技術(shù)方案能夠廣泛應(yīng)用于各種電力系統(tǒng)仿真場(chǎng)景中。

34、3）仿真準(zhǔn)確性和可靠性提高；

35、通過(guò)構(gòu)建子任務(wù)之間的數(shù)據(jù)依賴關(guān)系，本申請(qǐng)確保了仿真數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和一致性。這種明確的數(shù)據(jù)依賴關(guān)系有助于避免數(shù)據(jù)錯(cuò)誤和仿真失敗，提高了仿真的可靠性。

36、本申請(qǐng)的技術(shù)方案通過(guò)任務(wù)分解和任務(wù)調(diào)度，實(shí)現(xiàn)了對(duì)仿真過(guò)程的精細(xì)控制。這有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決仿真過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，確保仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性和可信度。

37、4）成本效益優(yōu)化；

38、通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)整計(jì)算資源，本申請(qǐng)可以在不增加額外硬件成本的情況下，提高計(jì)算效率。這有助于降低電力系統(tǒng)仿真的硬件成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

39、本申請(qǐng)的技術(shù)方案通過(guò)優(yōu)化資源利用和并行處理，顯著提高了仿真效率。這有助于縮短仿真周期，降低仿真成本，提高整體效益。

技術(shù)特征：

1.一種電磁暫態(tài)仿真cpu計(jì)算核心資源動(dòng)態(tài)伸縮方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁暫態(tài)仿真cpu計(jì)算核心資源動(dòng)態(tài)伸縮方法，其特征在于，所述子任務(wù)包括：所述電磁暫態(tài)仿真任務(wù)中一部分的仿真數(shù)據(jù)、計(jì)算邏輯、數(shù)據(jù)輸入和數(shù)據(jù)輸出。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁暫態(tài)仿真cpu計(jì)算核心資源動(dòng)態(tài)伸縮方法，其特征在于，所述在各所述子任務(wù)之間，通過(guò)定義數(shù)據(jù)輸入和輸出的關(guān)聯(lián)關(guān)系來(lái)確定數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)依賴，之后還包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁暫態(tài)仿真cpu計(jì)算核心資源動(dòng)態(tài)伸縮方法，其特征在于，所述當(dāng)所述子任務(wù)開(kāi)始執(zhí)行時(shí)，對(duì)各所述子任務(wù)的輸入狀態(tài)和輸出狀態(tài)進(jìn)行標(biāo)記，使得電磁暫態(tài)仿真cpu根據(jù)所述輸入狀態(tài)和所述輸出狀態(tài)對(duì)所述子任務(wù)進(jìn)行調(diào)度，包括：

5.一種電磁暫態(tài)仿真cpu計(jì)算核心資源動(dòng)態(tài)伸縮系統(tǒng)，其特征在于，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電磁暫態(tài)仿真cpu計(jì)算核心資源動(dòng)態(tài)伸縮系統(tǒng)，其特征在于，所述子任務(wù)包括：所述電磁暫態(tài)仿真任務(wù)中一部分的仿真數(shù)據(jù)、計(jì)算邏輯、數(shù)據(jù)輸入和數(shù)據(jù)輸出。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電磁暫態(tài)仿真cpu計(jì)算核心資源動(dòng)態(tài)伸縮系統(tǒng)，其特征在于，還包括：設(shè)定單元；

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電磁暫態(tài)仿真cpu計(jì)算核心資源動(dòng)態(tài)伸縮系統(tǒng)，其特征在于，所述標(biāo)記單元，具體用于：

9.一種電磁暫態(tài)仿真cpu計(jì)算核心資源動(dòng)態(tài)伸縮設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括處理器以及存儲(chǔ)器：

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)用于存儲(chǔ)程序代碼，所述程序代碼用于執(zhí)行權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的電磁暫態(tài)仿真cpu計(jì)算核心資源動(dòng)態(tài)伸縮方法。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)公開(kāi)了一種電磁暫態(tài)仿真CPU計(jì)算核心資源動(dòng)態(tài)伸縮方法及相關(guān)裝置，其中方法包括：獲取電磁暫態(tài)仿真任務(wù)，將電磁暫態(tài)仿真任務(wù)拆分為多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的子任務(wù)；在各子任務(wù)之間，通過(guò)定義數(shù)據(jù)輸入和輸出的關(guān)聯(lián)關(guān)系來(lái)確定數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)依賴；當(dāng)子任務(wù)開(kāi)始執(zhí)行時(shí)，對(duì)各子任務(wù)的輸入狀態(tài)和輸出狀態(tài)進(jìn)行標(biāo)記，使得電磁暫態(tài)仿真CPU根據(jù)輸入狀態(tài)和輸出狀態(tài)對(duì)子任務(wù)進(jìn)行調(diào)度。從而解決了解決現(xiàn)有技術(shù)資源利用率低，無(wú)法動(dòng)態(tài)調(diào)整資源以應(yīng)對(duì)不同任務(wù)的需求的問(wèn)題。

技術(shù)研發(fā)人員：張杰,盧遠(yuǎn)宏,郭琦,涂亮,黃立濱,郭海平
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6