本發(fā)明涉及配電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)領(lǐng)域，具體是一種用于拓?fù)渥R別的流計算框架設(shè)計方法。
背景技術(shù)：
1、在電力系統(tǒng)中，配電網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)潢P(guān)系識別是確保電力供應(yīng)穩(wěn)定性和安全行的重要環(huán)節(jié)。隨著智能電網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，精確且高效的拓?fù)潢P(guān)系識別技術(shù)變得愈發(fā)關(guān)鍵。傳統(tǒng)的配電網(wǎng)絡(luò)識別技術(shù)主要依賴于環(huán)境信號監(jiān)測和分析，然而這些技術(shù)往往收到環(huán)境干擾的影響，導(dǎo)致識別成功率受限，應(yīng)用范圍也因此受到限制。
2、目前許多拓?fù)渥R別方法基于集中式計算范例。這些方法需要以集中方式進行數(shù)據(jù)聚合、存儲和處理，這可能會使配電網(wǎng)的資源、數(shù)據(jù)傳輸能力和管理系統(tǒng)不堪重負(fù)。此外，智能電網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)促進了眾多智能終端的集成，而流計算憑借其低延遲、靈活性和高效性的優(yōu)勢，為拓?fù)渥R別的實時實現(xiàn)開辟了新路徑，為傳統(tǒng)集中式方法提供了一個有前景的替代方案。現(xiàn)有技術(shù)如strom、flink、kafka等處理模型已在金融、互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)中得到廣泛應(yīng)用，但由于其主要基于java語言，與現(xiàn)有電力系統(tǒng)中常用的編程語言不兼容，無法在電氣領(lǐng)域展開使用。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是提供一種用于拓?fù)渥R別的流計算框架設(shè)計方法，包括以下步驟：
2、1)設(shè)計用于拓?fù)渥R別的流計算框架；
3、2)利用自適應(yīng)調(diào)優(yōu)方法lhs-rbs對流計算框架進行優(yōu)化；
4、3)利用優(yōu)化后的流計算框架完成配電網(wǎng)拓?fù)渥R別。
5、進一步，步驟1)中，設(shè)計用于拓?fù)渥R別的流計算框架的步驟包括：
6、1.1)設(shè)計流計算框架；
7、1.2)將流計算框架與配電網(wǎng)拓?fù)渥R別任務(wù)結(jié)合，得到用于拓?fù)渥R別的流計算框架。
8、進一步，流計算框架通過有向無環(huán)圖描述數(shù)據(jù)流圖g；
9、所述數(shù)據(jù)流圖g＝(v(g),e(g))包括頂點集和有向邊集；v(g)＝{v1,v2,…vn}為包含n個頂點的有限集合；e(g)＝{e1,2,e2,3,…en,n-1}為有限邊集，用于表征兩個不同頂點之間的數(shù)據(jù)流；頂點vi的吞吐量tp(vi)表示平均任務(wù)處理率。
10、進一步，數(shù)據(jù)流圖分為m級，第i級吞吐量tp(levali)以及m級中所有吞吐量的最小值tp(g)分別如下所示：
11、
12、tp(g)＝min{tp(level1),tp(level2),...,tp(levelm)}(2)
13、其中，ni是第i級中的頂點總數(shù)；tp(vk)為第k個頂點的每秒比特數(shù)；
14、進一步，流計算框架如下所示：
15、
16、其中，g*是本發(fā)明的流計算結(jié)構(gòu)；k、p分別為有序?qū)?lt;vi,vj>的計算節(jié)點數(shù)。
17、進一步，配電網(wǎng)拓?fù)渥R別任務(wù)包括一對一分支搜索、一對多分支搜索和插入光伏位置。
18、進一步，用于拓?fù)渥R別的流計算框架中，分布網(wǎng)絡(luò)傳感節(jié)點發(fā)送所需的數(shù)據(jù)，由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點接收，然后轉(zhuǎn)發(fā)到計算節(jié)點，以完成拓?fù)渥R別任務(wù)。
19、進一步，步驟2中)，利用自適應(yīng)調(diào)優(yōu)方法lhs-rbs對流計算框架進行優(yōu)化是指，優(yōu)化流計算框架的待調(diào)整參數(shù)，包括數(shù)據(jù)大小、延遲時間和緩沖區(qū)內(nèi)存。
20、進一步，利用自適應(yīng)調(diào)優(yōu)方法lhs-rbs對流計算框架進行優(yōu)化時，采用的目標(biāo)函數(shù)和約束條件如下所示：
21、
22、式中，tc為時間限制。c為不變的環(huán)境和默認(rèn)的硬件條件。p為流計算框架的待調(diào)整參數(shù)。
23、進一步，步驟2中)，利用自適應(yīng)調(diào)優(yōu)方法lhs-rbs對流計算框架進行優(yōu)化的步驟包括：
24、2.1)利用拉丁超立方抽樣方法生成n個樣本點，對生成的樣本點進行打亂和組合，以獲得多組拉丁超立方體；
25、2.2)將拉丁超立方體部署到communidispatch中，得到多個性能曲面；
26、2.3)通過rbs算法對多個性能曲面進行遞歸約束與搜索，從而確定最優(yōu)的性能曲面，以最優(yōu)的性能曲面對應(yīng)的參數(shù)作為流計算框架的參數(shù)。
27、本發(fā)明的技術(shù)效果是毋庸置疑的，本發(fā)明的有益效果如下：
28、1、顯著提升計算能力和效率：通過引入communidispatch任務(wù)分配機制，本發(fā)明增強了節(jié)點的計算能力，使得拓?fù)渥R別任務(wù)能夠更高效地執(zhí)行。自適應(yīng)調(diào)優(yōu)方法lhs-rbs的應(yīng)用進一步優(yōu)化了關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置，如數(shù)據(jù)大小、延遲時間和緩沖區(qū)內(nèi)存，從而提高了框架內(nèi)的計算能力。實驗結(jié)果表明，本發(fā)明能夠顯著提高拓?fù)渥R別的速度和準(zhǔn)確性，降低了因計算能力不足而導(dǎo)致的識別延遲。
29、2、降低資源消耗和成本：本發(fā)明提出的流計算框架具有輕量級實施的特點，減少了對服務(wù)器和能耗的需求。通過優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸和計算任務(wù)分配，本發(fā)明能夠更有效地利用網(wǎng)絡(luò)資源，避免了不必要的資源浪費。
30、3、增強系統(tǒng)的可擴展性和靈活性：本發(fā)明的流計算框架支持分布式計算，能夠適應(yīng)不同規(guī)模和復(fù)雜度的配電網(wǎng)絡(luò)。框架的設(shè)計使得新功能的添加和舊功能的升級變得更加容易，提高了系統(tǒng)的可擴展性。此外，本發(fā)明還能夠適應(yīng)不同場景下的拓?fù)渥R別需求，如一對一分支搜索、一對多分支搜索和插入光伏位置等，增強了系統(tǒng)的靈活性。
31、4、提高拓?fù)渥R別的準(zhǔn)確性和可靠性：通過精確的數(shù)據(jù)傳輸和計算任務(wù)分配，本發(fā)明能夠更準(zhǔn)確地識別配電網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。自適應(yīng)調(diào)優(yōu)方法的應(yīng)用使得框架能夠根據(jù)實時情況調(diào)整參數(shù)設(shè)置，從而提高了拓?fù)渥R別的準(zhǔn)確性和可靠性。
1.一種用于拓?fù)渥R別的流計算框架設(shè)計方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于拓?fù)渥R別的流計算框架設(shè)計方法，其特征在于，步驟1)中，設(shè)計用于拓?fù)渥R別的流計算框架的步驟包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于拓?fù)渥R別的流計算框架設(shè)計方法，其特征在于，流計算框架通過有向無環(huán)圖描述數(shù)據(jù)流圖g；
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于拓?fù)渥R別的流計算框架設(shè)計方法，其特征在于，數(shù)據(jù)流圖分為m級，第i級吞吐量tp(levali)以及m級中所有吞吐量的最小值tp(g)分別如下所示：
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于拓?fù)渥R別的流計算框架設(shè)計方法，其特征在于，流計算框架如下所示：
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于拓?fù)渥R別的流計算框架設(shè)計方法，其特征在于，配電網(wǎng)拓?fù)渥R別任務(wù)包括一對一分支搜索、一對多分支搜索和插入光伏位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于拓?fù)渥R別的流計算框架設(shè)計方法，其特征在于，用于拓?fù)渥R別的流計算框架中，分布網(wǎng)絡(luò)傳感節(jié)點發(fā)送所需的數(shù)據(jù)，由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點接收，然后轉(zhuǎn)發(fā)到計算節(jié)點，以完成拓?fù)渥R別任務(wù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于拓?fù)渥R別的流計算框架設(shè)計方法，其特征在于，步驟2中)，利用自適應(yīng)調(diào)優(yōu)方法lhs-rbs對流計算框架進行優(yōu)化是指，優(yōu)化流計算框架的待調(diào)整參數(shù)，包括數(shù)據(jù)大小、延遲時間和緩沖區(qū)內(nèi)存。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于拓?fù)渥R別的流計算框架設(shè)計方法，其特征在于，利用自適應(yīng)調(diào)優(yōu)方法lhs-rbs對流計算框架進行優(yōu)化時，采用的目標(biāo)函數(shù)和約束條件如下所示：
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于拓?fù)渥R別的流計算框架設(shè)計方法，其特征在于，步驟2中)，利用自適應(yīng)調(diào)優(yōu)方法lhs-rbs對流計算框架進行優(yōu)化的步驟包括：