本申請涉及電磁暫態(tài)仿真，尤其涉及一種電磁暫態(tài)仿真cpu計算核心資源動態(tài)伸縮方法及相關裝置。

背景技術：

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、開關操作等瞬態(tài)事件中的行為，能夠幫助工程師評估電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，設計保護裝置，優(yōu)化系統(tǒng)運行。隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的擴大和復雜性的增加，電磁暫態(tài)仿真的計算需求也在急劇增長。傳統(tǒng)的單機仿真方法已經難以滿足大規(guī)模仿真的需求，特別是在處理大規(guī)模電網、復雜設備模型和高精度仿真時，計算資源的瓶頸問題尤為突出。

2、云計算和分布式技術的發(fā)展為解決電磁暫態(tài)仿真的計算資源瓶頸提供了新的途徑。通過將仿真任務分解并在多個計算節(jié)點上并行執(zhí)行，可以顯著提高仿真效率。然而，如何動態(tài)地管理和調整計算資源，以適應不同仿真任務的需求，成為了一個重要的研究課題。

3、現有的電磁暫態(tài)仿真方法通常采用固定資源分配的方式，即在仿真開始前預先分配固定的計算資源。用戶根據仿真任務的復雜度和資源需求，手動調整計算資源。然而，雖然現有的電磁暫態(tài)仿真通常采用固定資源分配的方式，在計算資源分配方面簡單易行，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，無法動態(tài)調整資源以應對不同任務的需求。在資源調整方面需要人工干預，效率低下，容易出錯。

技術實現思路

1、本申請?zhí)峁┝艘环N電磁暫態(tài)仿真cpu計算核心資源動態(tài)伸縮方法及相關裝置，用于解決現有技術資源利用率低，無法動態(tài)調整資源以應對不同任務的需求的問題。

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

3、獲取電磁暫態(tài)仿真任務，將所述電磁暫態(tài)仿真任務拆分為多個相對獨立的子任務；

4、在各所述子任務之間，通過定義數據輸入和輸出的關聯(lián)關系來確定數據傳輸和數據依賴；

5、當所述子任務開始執(zhí)行時，對各所述子任務的輸入狀態(tài)和輸出狀態(tài)進行標記，使得電磁暫態(tài)仿真cpu根據所述輸入狀態(tài)和所述輸出狀態(tài)對所述子任務進行調度。

6、可選地，所述子任務包括：所述電磁暫態(tài)仿真任務中一部分的仿真數據、計算邏輯、數據輸入和數據輸出。

7、可選地，所述在各所述子任務之間，通過定義數據輸入和輸出的關聯(lián)關系來確定數據傳輸和數據依賴，之后還包括：

8、設定各所述子任務的執(zhí)行順序，所述執(zhí)行順序包括：當任意一個所述子任務在所有為其提供輸入的子任務全部執(zhí)行完畢后，開始執(zhí)行。

9、可選地，所述當所述子任務開始執(zhí)行時，對各所述子任務的輸入狀態(tài)和輸出狀態(tài)進行標記，使得電磁暫態(tài)仿真cpu根據所述輸入狀態(tài)和所述輸出狀態(tài)對所述子任務進行調度，包括：

10、當任一所述子任務完成計算邏輯并輸出數據時，標記其輸出所關聯(lián)的其他子任務的對應數據輸入狀態(tài)為可用狀態(tài)；

11、當任一所述子任務的所有有效輸入均為可用狀態(tài)，則將該子任務推送到可執(zhí)行子任務隊列中等待執(zhí)行，使得電磁暫態(tài)仿真cpu在空閑時，從所述可執(zhí)行子任務隊列中獲取可執(zhí)行子任務進行執(zhí)行。

12、本申請第二方面提供一種電磁暫態(tài)仿真cpu計算核心資源動態(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，將所述電磁暫態(tài)仿真任務拆分為多個相對獨立的子任務；

14、生成單元，用于在各所述子任務之間，通過定義數據輸入和輸出的關聯(lián)關系來確定數據傳輸和數據依賴；

15、標記單元，用于當所述子任務開始執(zhí)行時，對各所述子任務的輸入狀態(tài)和輸出狀態(tài)進行標記，使得電磁暫態(tài)仿真cpu根據所述輸入狀態(tài)和所述輸出狀態(tài)對所述子任務進行調度。

16、可選地，所述子任務包括：所述電磁暫態(tài)仿真任務中一部分的仿真數據、計算邏輯、數據輸入和數據輸出。

17、可選地，還包括：設定單元；

18、所述設定單元，用于設定各所述子任務的執(zhí)行順序，所述執(zhí)行順序包括：當任意一個所述子任務在所有為其提供輸入的子任務全部執(zhí)行完畢后，開始執(zhí)行。

19、可選地，所述標記單元，具體用于：

20、當任一所述子任務完成計算邏輯并輸出數據時，標記其輸出所關聯(lián)的其他子任務的對應數據輸入狀態(tài)為可用狀態(tài)；

21、當任一所述子任務的所有有效輸入均為可用狀態(tài)，則將該子任務推送到可執(zhí)行子任務隊列中等待執(zhí)行，使得電磁暫態(tài)仿真cpu在空閑時，從所述可執(zhí)行子任務隊列中獲取可執(zhí)行子任務進行執(zhí)行。

22、本申請第三方面提供一種電磁暫態(tài)仿真cpu計算核心資源動態(tài)伸縮設備，所述設備包括處理器以及存儲器：

23、所述存儲器用于存儲程序代碼，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計算核心資源動態(tài)伸縮方法的步驟。

25、本申請第四方面提供一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質用于存儲程序代碼，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計算核心資源動態(tài)伸縮方法。

26、從以上技術方案可以看出，本申請具有以下優(yōu)點：

27、與現有技術相比：

28、1）計算效率顯著提升；

29、本申請通過任務分解，將復雜的電磁暫態(tài)仿真任務拆分為多個相對獨立的子任務，這些子任務可以并行處理，從而顯著提高計算效率。

30、動態(tài)資源調度算法能夠根據當前系統(tǒng)的計算資源和任務隊列中的子任務數量，靈活調整仿真核心的數量。避免了資源的閑置和浪費，確保了計算資源的最大化利用。

31、2）靈活性和可擴展性增強；

32、本申請的技術方案實現了計算資源的動態(tài)伸縮，可以根據任務需求靈活調整仿真核心的數量。這種靈活性使得技術方案能夠應對不同規(guī)模和復雜度的電磁暫態(tài)仿真任務，提高了系統(tǒng)的可擴展性。

33、無論是大規(guī)模的電力系統(tǒng)仿真還是小規(guī)模的局部網絡仿真，本申請都能提供高效、準確的計算結果。這種適應性使得技術方案能夠廣泛應用于各種電力系統(tǒng)仿真場景中。

34、3）仿真準確性和可靠性提高；

35、通過構建子任務之間的數據依賴關系，本申請確保了仿真數據的準確性和一致性。這種明確的數據依賴關系有助于避免數據錯誤和仿真失敗，提高了仿真的可靠性。

36、本申請的技術方案通過任務分解和任務調度，實現了對仿真過程的精細控制。這有助于及時發(fā)現和解決仿真過程中出現的問題，確保仿真結果的準確性和可信度。

37、4）成本效益優(yōu)化；

38、通過動態(tài)調整計算資源，本申請可以在不增加額外硬件成本的情況下，提高計算效率。這有助于降低電力系統(tǒng)仿真的硬件成本，提高經濟效益。

39、本申請的技術方案通過優(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。

技術特征：

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

2.根據權利要求1所述的電磁暫態(tài)仿真cpu計算核心資源動態(tài)伸縮方法，其特征在于，所述子任務包括：所述電磁暫態(tài)仿真任務中一部分的仿真數據、計算邏輯、數據輸入和數據輸出。

3.根據權利要求1所述的電磁暫態(tài)仿真cpu計算核心資源動態(tài)伸縮方法，其特征在于，所述在各所述子任務之間，通過定義數據輸入和輸出的關聯(lián)關系來確定數據傳輸和數據依賴，之后還包括：

4.根據權利要求1所述的電磁暫態(tài)仿真cpu計算核心資源動態(tài)伸縮方法，其特征在于，所述當所述子任務開始執(zhí)行時，對各所述子任務的輸入狀態(tài)和輸出狀態(tài)進行標記，使得電磁暫態(tài)仿真cpu根據所述輸入狀態(tài)和所述輸出狀態(tài)對所述子任務進行調度，包括：

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

6.根據權利要求5所述的電磁暫態(tài)仿真cpu計算核心資源動態(tài)伸縮系統(tǒng)，其特征在于，所述子任務包括：所述電磁暫態(tài)仿真任務中一部分的仿真數據、計算邏輯、數據輸入和數據輸出。

7.根據權利要求5所述的電磁暫態(tài)仿真cpu計算核心資源動態(tài)伸縮系統(tǒng)，其特征在于，還包括：設定單元；

8.根據權利要求5所述的電磁暫態(tài)仿真cpu計算核心資源動態(tài)伸縮系統(tǒng)，其特征在于，所述標記單元，具體用于：

9.一種電磁暫態(tài)仿真cpu計算核心資源動態(tài)伸縮設備，其特征在于，所述設備包括處理器以及存儲器：

10.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于，所述計算機可讀存儲介質用于存儲程序代碼，所述程序代碼用于執(zhí)行權利要求1-4任一項所述的電磁暫態(tài)仿真cpu計算核心資源動態(tài)伸縮方法。

技術總結
本申請公開了一種電磁暫態(tài)仿真CPU計算核心資源動態(tài)伸縮方法及相關裝置，其中方法包括：獲取電磁暫態(tài)仿真任務，將電磁暫態(tài)仿真任務拆分為多個相對獨立的子任務；在各子任務之間，通過定義數據輸入和輸出的關聯(lián)關系來確定數據傳輸和數據依賴；當子任務開始執(zhí)行時，對各子任務的輸入狀態(tài)和輸出狀態(tài)進行標記，使得電磁暫態(tài)仿真CPU根據輸入狀態(tài)和輸出狀態(tài)對子任務進行調度。從而解決了解決現有技術資源利用率低，無法動態(tài)調整資源以應對不同任務的需求的問題。

技術研發(fā)人員：張杰,盧遠宏,郭琦,涂亮,黃立濱,郭海平
受保護的技術使用者：南方電網科學研究院有限責任公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/6