《電力系統(tǒng)仿真超算云平臺接口規(guī)范》

T/CECXXXXX—XXXX

ICS

T/CEC

中國電力企業(yè)聯(lián)合會團體標準

T/CECXXXXX—XXXX

代替Q/GDWXXXX—XXXX

電力系統(tǒng)仿真超算云平臺軟件接口規(guī)范

（征求意見稿）

SoftwareInterfaceSpecificationofPowerSystemSimulationSupercomputing

CloudPlatform

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XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實施

中國電力企業(yè)聯(lián)合會發(fā)布

電力系統(tǒng)仿真超算云平臺軟件接口規(guī)范

1

1范圍

本標準規(guī)定了電力系統(tǒng)仿真超算云平臺與仿真計算軟件、人機交互軟件之間的接口標準。

本標準適用于與電力系統(tǒng)仿真超算云平臺建設和應用相關的電網(wǎng)調度機構、科研單位以及其他供應

商。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

DL/T890.301-2004/IEC61970-301:2003能量管理系統(tǒng)應用程序接口（EMS-API）第301篇：公

共信息模型(CIM)基礎

QGDW215-2008電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)標記語言――E語言規(guī)范

GB38755電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導則

GB/T36572-2018電力監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡安全防護導則

3術語和定義

下列術語和定義適用于本文件。

3.1

電力系統(tǒng)仿真超算云平臺PowerSystemSimulationSupercomputingCloudPlatform

支持異地多用戶以可計量網(wǎng)絡服務模式開展電力系統(tǒng)聯(lián)合仿真分析與研究的高性能分布式并行計

算平臺。

3.2

超算云網(wǎng)關SupercomputingCloudGateway

電力系統(tǒng)仿真超算云平臺的資源、任務總控調度網(wǎng)關服務。

3.3

超算云調度服務SupercomputingCloudDispatchingService

電力系統(tǒng)仿真超算云平臺的資源、任務分控調度服務。

3.4

超算云數(shù)據(jù)服務SupercomputingCloudDataService

電力系統(tǒng)仿真超算云平臺的數(shù)據(jù)存儲和處理服務。

3.5

超算云計算節(jié)點SupercomputingCloudNode

電力系統(tǒng)仿真超算云平臺的仿真計算服務節(jié)點。

3.6

超算云人機交互軟件SupercomputingCloudHuman-ComputerInteractionSoftware

電力系統(tǒng)仿真超算云平臺的人機可視化交互軟件。

3.7

T/CECXXXXX—XXXX

超算云仿真計算軟件SupercomputingCloudSimulationCalculationSoftware

電力系統(tǒng)仿真超算云平臺的仿真計算軟件。

4縮略語

下列縮略語適用于本文件。

PSASP：電力系統(tǒng)分析綜合程序PowerSystemAnalysisSoftwarePackage

BPA：美國邦納維爾電力局BonnevillePowerAdministration

ADPSS：電力系統(tǒng)全數(shù)字仿真裝置AdvancedDigitalPowerSystemSimulator

CPU：中央處理器CentralProcessingUnit

IP：網(wǎng)絡互連協(xié)議InternetProtocol

MPI：消息傳遞接口Message-PassingInterface

REST：表述性狀態(tài)傳遞RepresentationalStateTransfer

5超算云平臺接口

5.1超算云平臺

5.1.1架構

超算云平臺應具備開放式架構與標準化接口，如圖1所示：

a）平臺由網(wǎng)關、調度服務、數(shù)據(jù)服務以及計算節(jié)點組成；

b）平臺提供數(shù)據(jù)托管、遠程計算、數(shù)據(jù)交換服務；

c）平臺支持與多套仿真計算軟件進行交互；

d）平臺支持包括協(xié)同運行方式計算、ADPSS人機交互軟件；

e）平臺支持多個廠商、多種類型、多個版本仿真計算軟件，具體為：

1）多個廠商包括PSASP、BPA；

2）多種類型包括機電暫態(tài)穩(wěn)定、靜態(tài)電壓穩(wěn)定、小干擾穩(wěn)定、短路電流、機電-電磁混合仿真；

3）多個版本包括同一廠商相同類型的仿真計算軟件版本。

3

圖1超算云平臺開放式架構與標準化接口

5.1.2發(fā)布更新

超算云平臺軟件發(fā)布更新應按照平臺軟件發(fā)布管理流程，完成各環(huán)節(jié)審批后再發(fā)布更新。

5.1.3任務調度

超算云平臺應支持超算多機多核環(huán)境下多任務并行與分網(wǎng)并行計算：

a）平臺支持基于CPU核的任務全動態(tài)調度服務；

b）平臺支持多機多進程分布式并行執(zhí)行機電仿真、機電-電磁混合仿真計算服務；

c）平臺由調度服務管控不同類型分網(wǎng)并行所用的CPU核資源；

d）平臺支持跨節(jié)點MPI分網(wǎng)并行計算。

5.1.4任務數(shù)據(jù)信息

任務數(shù)據(jù)信息應符合表3的規(guī)定。

表3任務數(shù)據(jù)信息（PCCPFile）

序號屬性名稱屬性英文名類型單位說明

1文件大小sizeinteger——

2提交時間timeinteger——

3工程編號projectIDinteger—唯一

4任務類型protypeinteger——

5任務等級levelinteger—1高優(yōu)先級，2正常優(yōu)先級

6發(fā)送方主機IPsIpaddressinteger——

7提交用戶名userNamestring——

8授權簽名licensestring——

9源文件名sFileNamestring——

10目標文件名dFileNamestring——

11發(fā)送方進程名sProccessNamestring——

12存放基準目錄basePathstring——

13任務總數(shù)taskNuminteger——

14已完成任務數(shù)taskNumFinishinteger——

15已分配任務數(shù)taskNumDistinteger——

16超時任務數(shù)taskNumTimeoutinteger——

17失敗任務數(shù)taskNumFailedinteger——

18單任務所占核數(shù)taskCoreNuminteger——

19任務總超時時間timeoutintegers—

20任務提交狀態(tài)statusinteger——

5.1.5主機信息

主機信息應符合表4的規(guī)定。

表4主機信息（HostInfo）

序號屬性名稱屬性英文名類型單位說明

1主機編號HostIDinteger—唯一

2節(jié)點類型timeinteger——

3主機名HostNamestring——

T/CECXXXXX—XXXX

4CPU核總數(shù)CoreTotalinteger——

5磁盤總量DiskTotalintegerK—

6內存總量MemTotalintegerK—

7主機IP地址ipinteger——

8已使用核數(shù)CoreUsedinteger——

9磁盤使用量DiskUsedintegerK—

10內存使用量MemUsedintegerK—

11正在計算任務信息ProjectTaskInfostring—包含工程編號，任務編號，多任務“；”間隔

主機信息最新更新

12InfoUpdateTimestring——

時間

5.1.6結果文件信息

結果文件信息應符合表5的規(guī)定。

表5結果文件信息（PCCPResult）

序號屬性名稱屬性英文名類型單位說明

1結果狀態(tài)statusinteger——

2結果產(chǎn)生時間timeinteger——

3計算節(jié)點IP地址sIpaddressinteger——

4工程編號projectIDinteger——

5任務號taskIDinteger——

6文件大小fileSizeinteger——

7單任務所占核數(shù)taskCoreNuminteger——

結果文件所在目錄string

8fileName——

名字

5.1.7計算過程信息

計算過程信息應符合表6的規(guī)定。

表6計算過程信息（NodeProcessInfo）

序號屬性名稱屬性英文名類型單位說明

1計算節(jié)點IP地址node_ipstring——

2工程編號projectIDinteger——

3計算任務號taskIDinteger——

4啟動計算標記startedinteger—0未啟動，1已經(jīng)啟動開始計算

5進度值process_valueinteger—省去%號，如30表示完成了30%

5.1.8平臺信息

平臺信息應符合表7的規(guī)定。

表7平臺信息（PlatformNodesInfo）

5

序號屬性名稱屬性英文名類型單位說明

1計算節(jié)點數(shù)量nodesNuminteger——

2總核數(shù)coresTotalinteger——

3已用核數(shù)coresUsedinteger——

4計算節(jié)點列表calNodeListstring—“；”間隔

5超算云網(wǎng)關名稱attemperNameinteger——

6超算云網(wǎng)關IP地址attemperIpstring——

7信息更新時間updateTimestring——

5.2平臺接口

5.2.1控制交互

超算云平臺調用仿真計算軟件應支持命令行啟動和常駐進程信號交互兩種方式：

a）命令行啟動交互方式：在每次計算啟動時以命令行方式啟動仿真計算軟件，計算結束后退出仿

真計算軟件；

b）常駐進程信號交互方式：在計算節(jié)點初始化時啟動仿真計算軟件形成常駐計算進程，通過信號

方式與常駐進程進行交互，具體交互包括：

1）信號是進程間通信機制中唯一的異步通信機制；

2）平臺作為父進程向常駐計算進程發(fā)送SIGUSR1信號啟動計算，等待接收計算進程信號；

3）平臺收到計算進程SIGUSR1信號，表示計算正常結束且結果穩(wěn)定；

4）平臺收到計算進程SIGUSR2信號，表示計算異常結束或結果不穩(wěn)定，需上傳結果信息文件。

5.2.2數(shù)據(jù)交互

超算云平臺與仿真計算程序數(shù)據(jù)信息交互應采用文件交換接口，利用E格式規(guī)范規(guī)定各類仿真計算

軟件的輸入輸出文件格式，其中包括E格式任務數(shù)據(jù)輸入與E格式計算結果輸出。

6仿真計算軟件接口

6.1仿真計算軟件

仿真計算軟件應滿足以下要求：

a）軟件類型包括機電仿真、機電-電磁混合仿真；

b）軟件支持分網(wǎng)并行，包括本地分網(wǎng)并行和跨節(jié)點分網(wǎng)并行；

c）軟件按照節(jié)點分裂分網(wǎng)和傳輸線分網(wǎng)對電力系統(tǒng)網(wǎng)絡進行分網(wǎng)并行，將子網(wǎng)作為分網(wǎng)并行的獨

立計算單元；

d）將設置的單故障或單計算類型作為進行機電仿真的獨立計算單元；

e）每一個獨立計算單元調用獨立的CPU核進行仿真計算；

6.2軟件接口

仿真計算軟件接口應符合以下規(guī)定：

a）軟件放到計算節(jié)點指定文件目錄中進行統(tǒng)一管理和維護；

b）軟件被調用參數(shù)符合表8的規(guī)定；

c）軟件任務分配信息符合表9的規(guī)定。

表8仿真計算軟件程序調用參數(shù)

序號屬性名稱屬性英文名類型單位說明

1計算數(shù)據(jù)目錄全路徑arg1string——

2子任務號arg2integer——

T/CECXXXXX—XXXX

3項目任務號arg3integer——

4任務所需CPU核數(shù)arg4integer——

多個IP地址以逗號“,”間隔；若arg4取值1，

5超算云計算節(jié)點IP地址arg5string

則該字段為仿真計算軟件程序宿主機IP地址。

表9任務分配信息TaskList

序號屬性名稱屬性英文名類型單位說明

1仿真計算軟件程序名稱cal_namestring——

2超時時間nTimeOutintegers—

1—機電暫態(tài)；2—本地分網(wǎng)混合仿真類型；3

3計算類型cal_typeinteger—

—本地或跨節(jié)點分網(wǎng)混合仿真。

4單任務所用CPU核數(shù)sTaskCPUinteger——

5子任務任務號subTaskNointeger——

6計算目錄cal_pathstring任務數(shù)據(jù)所在目錄相對路徑

7人機交互軟件接口

7.1人機交互軟件

7.1.1接入許可

人機應用軟件接入許可應滿足以下要求：

a）實名制申請獲得仿真超算云平臺訪問帳號和密碼；

b）獲得帳號和密碼后，申請人對該帳號使用負責；

c）若是第三方系統(tǒng)接入，綁定系統(tǒng)接入服務器IP地址。

7.1.2開發(fā)調試

人機應用軟件開發(fā)調試應滿足以下要求：

a）使用超算云平臺的人機應用軟件按照超算云平臺人機交互軟件接口規(guī)范進行軟件開發(fā)；

b）開發(fā)完成后，人機應用軟件應在超算云平臺測試環(huán)境完成功能聯(lián)調，方可在生產(chǎn)環(huán)境部署實施。

7.2服務接口

7.2.1一般要求

人機交互軟件接口公共服務應滿足以下要求：

a）人機交互軟件提供的接口服務類型為REST；

b）人機交互軟件提供的接口服務包括表10所列清單中的服務。

表10人機交互軟件接口服務清單

序號服務接口名稱服務接口英文名說明

1用戶登錄驗證CheckUser驗證有效用戶，并返回用戶憑證。

2創(chuàng)建任務NewDistInfo用于創(chuàng)建計算任務。

3提交計算文件Files_Calupload用于提交二進制流計算數(shù)據(jù)壓縮包。

7

4啟動計算CommitTask用于在超算云平臺啟動計算任務。

5查詢任務狀態(tài)GetCalStatusInfo用于查詢計算狀態(tài)信息。

6下載計算結果Files_caldownload用于下載計算二進制流結果文件。

7.2.2用戶登錄認證

人機交互軟件用戶登錄認證接口服務應滿足以下要求：

a）提交用戶帳號信息進行有效性驗證，驗證通過后，取得用戶憑證信息；

b）用戶登陸認證參數(shù)符合表11規(guī)定。

表11用戶登陸驗證信息

序號屬性中文名屬性英文名類型單位說明

1用戶名UserNamestring—有效用戶賬號信息

2密碼UserPasswordstring—有效用戶密碼信息，經(jīng)MD5加密

7.2.3創(chuàng)建任務

人機交互軟件創(chuàng)建任務接口服務應滿足以下要求：

a）創(chuàng)建任務請求信息中包括用戶憑證信息；

b）創(chuàng)建任務參數(shù)符合表12、表13、表14規(guī)定。

表12任務信息

序號屬性中文名屬性英文名類型單位說明

批處理任務信息DistInfoobject—任務對象，數(shù)據(jù)存放在RequestBody中，具體

1

內容見表11批處理任務參數(shù)說明

2客戶端版本ClientVersionstring—用于校驗psasp、psd、psmodel版本號

表13批處理任務參數(shù)說明

序號屬性中文名屬性英文名類型單位說明

1批處理任務名稱CaseNamestring—任務名稱

2批處理任務描述CaseDescstring—任務描述

子任務信息CaseInfosobject—任務包含的作業(yè)信息數(shù)組，具體內容見表12

3

子任務參數(shù)說明

4計算類型DataTypeinteger—計算數(shù)據(jù)類型

5計算數(shù)據(jù)來源DataSourceinteger—計算數(shù)據(jù)來源

6計算程序版本號CalculateVersioninteger—計算程序版本號

表14子任務參數(shù)說明

序號屬性中文名屬性英文名類型單位說明

1暫穩(wěn)作業(yè)IDStIdlong—暫穩(wěn)作業(yè)ID

2暫穩(wěn)作業(yè)名稱StNamestring—暫穩(wěn)作業(yè)名稱

3潮流作業(yè)IDLfIdlong—潮流作業(yè)ID，無依賴潮流可為空

4潮流作業(yè)名稱LfNamestring—潮流作業(yè)名稱，無依賴潮流可為空

5暫穩(wěn)作業(yè)描述StDescstring—暫穩(wěn)作業(yè)描述

6子任務IDTaskIdinteger—taskList文件中的子任務ID

7.2.4提交計算文件

人機交互軟件提交計算文件接口服務應滿足以下要求：

T/CECXXXXX—XXXX

a）提交計算文件請求信息中包括用戶憑證信息；

b）提交計算文件請求信息中包括壓縮后的計算數(shù)據(jù)二進制流文件內容；

c）提交計算文件參數(shù)符合表15規(guī)定。

表15提交計算文件參數(shù)說明

序號屬性中文名屬性英文名類型單位說明

1文件名稱StIdstring—上傳文件壓縮包名字

2批處理作業(yè)IDDistCaseIdlong—批處理作業(yè)ID

7.2.5啟動計算

人機交互軟件啟動計算接口服務應滿足以下要求：

a）啟動計算請求信息中包括用戶憑證信息；

b）啟動計算參數(shù)符合表16規(guī)定。

表16啟動計算參數(shù)說明

序號屬性中文名屬性英文名類型單位說明

1批處理作業(yè)IDDistCaseIdlong—批處理作業(yè)ID

2啟動時間StartTime