基于網(wǎng)格計(jì)算的電力系統(tǒng)分布式監(jiān)控的實(shí)現(xiàn)

2013-11-25 09:23:29 電力信息化　點(diǎn)擊量：評(píng)論 (0)

摘要：本文提出一種基于網(wǎng)格計(jì)算的電力系統(tǒng)監(jiān)控的基礎(chǔ)平臺(tái)。該平臺(tái)很好地利用了網(wǎng)格計(jì)算的分布式信息處理能力來(lái)處理廣域電力系統(tǒng)的監(jiān)控問(wèn)題。設(shè)備終端的數(shù)據(jù)采集計(jì)算設(shè)備被虛擬化為各種異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)。網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)內(nèi)部

電子科技大學(xué)電力自動(dòng)化工程研究中心在Intel (US) Semiconductor RFP-HPC 大學(xué)計(jì)劃的資助下，開(kāi)展將網(wǎng)格計(jì)算應(yīng)用于電力系統(tǒng)方面的研究。該項(xiàng)目分為兩部分：第一部分為基于網(wǎng)格計(jì)算的電力系統(tǒng)監(jiān)控模型及其實(shí)現(xiàn)技術(shù)；第二部分為基于網(wǎng)格計(jì)算的電力系統(tǒng)分布式并行計(jì)算及其實(shí)現(xiàn)技術(shù)。這兩部分工作合在一起形成電力系統(tǒng)網(wǎng)格計(jì)算平臺(tái)PSGrid®。該平臺(tái)可以提供基于分布式、廣域環(huán)境下的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理、查詢(xún)，和基于網(wǎng)格的大規(guī)模數(shù)據(jù)挖掘，以及電力系統(tǒng)大規(guī)模計(jì)算等功能，為電力系統(tǒng)運(yùn)行、數(shù)據(jù)管理和決策提供服務(wù)。目前，該平臺(tái)已基本完成底層平臺(tái)的組建工作，包括虛擬數(shù)據(jù)庫(kù)、計(jì)算池(Computing Pool)、資源管理與動(dòng)態(tài)分配，以及圖論分割和稀疏數(shù)值計(jì)算庫(kù)等。下一步的工作主要集中在該平臺(tái)下實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行中所需要的功能，如：大范圍內(nèi)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)、調(diào)度、潮流計(jì)算、動(dòng)態(tài)仿真和狀態(tài)估計(jì)等。本文主要討論第一部分工作。

2. 網(wǎng)格計(jì)算及其在電力系統(tǒng)中的潛在應(yīng)用價(jià)值

所謂網(wǎng)格計(jì)算[4][5]，就是將分布的計(jì)算資源有效地組織起來(lái)協(xié)同工作、形成一個(gè)集成的計(jì)算與資源環(huán)境。基于網(wǎng)格計(jì)算的平臺(tái)體系將大大地優(yōu)于傳統(tǒng)的體系，因?yàn)榫W(wǎng)格計(jì)算可以聯(lián)合分布計(jì)算和集中超級(jí)計(jì)算的優(yōu)勢(shì)。網(wǎng)格計(jì)算為市場(chǎng)參與者提供了一種廉價(jià)而高效的解決方案來(lái)參與競(jìng)爭(zhēng)與合作，從而提供更加可靠、廉價(jià)和持續(xù)性更好的電力供應(yīng)。粗略的研究表明，網(wǎng)格計(jì)算將為電力系統(tǒng)帶來(lái)無(wú)窮的好處[6][7][8]。

現(xiàn)代電力系統(tǒng)運(yùn)行與控制演變成一個(gè)涉及大量數(shù)據(jù)和信息計(jì)算的應(yīng)用工程。電力系統(tǒng)正變成為一個(gè)數(shù)據(jù)密集型(data-intensive)、信息密集型(information-intensive)、通信密集型(communication-intensive)和計(jì)算密集型(computing-intensive)的大型系統(tǒng)。一個(gè)大型電力系統(tǒng)的計(jì)算需求如圖 1所示。

這樣在地域上分布的系統(tǒng)很難在不采用分布式處理技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)其運(yùn)行的有效控制。而現(xiàn)代大型電力系統(tǒng)所需要處理的計(jì)算，往往是將大量數(shù)據(jù)集中存放在某幾臺(tái)計(jì)算機(jī)上，再由高性能計(jì)算機(jī)按串行算法的程序進(jìn)行運(yùn)算或集中并行處理，這樣一方面對(duì)數(shù)據(jù)的安全性提出了較高的要求，一旦存放數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)崩潰，將可能無(wú)法再進(jìn)行數(shù)據(jù)的運(yùn)算，同時(shí)運(yùn)算時(shí)使用高性能計(jì)算機(jī)，花費(fèi)較大。另一方面，據(jù)統(tǒng)計(jì)，一個(gè)企業(yè)里面80%的計(jì)算機(jī)有50%的資源（計(jì)算能力，存儲(chǔ)空間等）在65%的時(shí)間里面是閑置的。這勢(shì)必造成計(jì)算機(jī)資源的大量浪費(fèi)。而網(wǎng)格技術(shù)正好可以將現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)庫(kù)、和網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合在一起，組成一個(gè)大系統(tǒng)，為用戶(hù)提供高質(zhì)量的計(jì)算服務(wù)。對(duì)于最終用戶(hù)或應(yīng)用程序來(lái)說(shuō)，網(wǎng)格

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