基于網格計算的電力系統分布式監控的實現

2013-11-25 09:23:29 電力信息化　點擊量：評論 (0)

摘要：本文提出一種基于網格計算的電力系統監控的基礎平臺。該平臺很好地利用了網格計算的分布式信息處理能力來處理廣域電力系統的監控問題。設備終端的數據采集計算設備被虛擬化為各種異構數據庫。網格節點內部

電子科技大學電力自動化工程研究中心在Intel (US) Semiconductor RFP-HPC 大學計劃的資助下，開展將網格計算應用于電力系統方面的研究。該項目分為兩部分：第一部分為基于網格計算的電力系統監控模型及其實現技術；第二部分為基于網格計算的電力系統分布式并行計算及其實現技術。這兩部分工作合在一起形成電力系統網格計算平臺PSGrid®。該平臺可以提供基于分布式、廣域環境下的數據存儲、管理、查詢，和基于網格的大規模數據挖掘，以及電力系統大規模計算等功能，為電力系統運行、數據管理和決策提供服務。目前，該平臺已基本完成底層平臺的組建工作，包括虛擬數據庫、計算池(Computing Pool)、資源管理與動態分配，以及圖論分割和稀疏數值計算庫等。下一步的工作主要集中在該平臺下實現電力系統實際運行中所需要的功能，如：大范圍內數據預測、調度、潮流計算、動態仿真和狀態估計等。本文主要討論第一部分工作。

2. 網格計算及其在電力系統中的潛在應用價值

所謂網格計算[4][5]，就是將分布的計算資源有效地組織起來協同工作、形成一個集成的計算與資源環境。基于網格計算的平臺體系將大大地優于傳統的體系，因為網格計算可以聯合分布計算和集中超級計算的優勢。網格計算為市場參與者提供了一種廉價而高效的解決方案來參與競爭與合作，從而提供更加可靠、廉價和持續性更好的電力供應。粗略的研究表明，網格計算將為電力系統帶來無窮的好處[6][7][8]。

現代電力系統運行與控制演變成一個涉及大量數據和信息計算的應用工程。電力系統正變成為一個數據密集型(data-intensive)、信息密集型(information-intensive)、通信密集型(communication-intensive)和計算密集型(computing-intensive)的大型系統。一個大型電力系統的計算需求如圖 1所示。

這樣在地域上分布的系統很難在不采用分布式處理技術來實現對其運行的有效控制。而現代大型電力系統所需要處理的計算，往往是將大量數據集中存放在某幾臺計算機上，再由高性能計算機按串行算法的程序進行運算或集中并行處理，這樣一方面對數據的安全性提出了較高的要求，一旦存放數據的計算機崩潰，將可能無法再進行數據的運算，同時運算時使用高性能計算機，花費較大。另一方面，據統計，一個企業里面80%的計算機有50%的資源（計算能力，存儲空間等）在65%的時間里面是閑置的。這勢必造成計算機資源的大量浪費。而網格技術正好可以將現有的計算機、數據庫、和網絡聯合在一起，組成一個大系統，為用戶提供高質量的計算服務。對于最終用戶或應用程序來說，網格

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