基于网格计算的电力系统分布式监控的实现

2013-11-25 09:23:29 电力信息化　点击量：评论 (0)

摘要：本文提出一种基于网格计算的电力系统监控的基础平台。该平台很好地利用了网格计算的分布式信息处理能力来处理广域电力系统的监控问题。设备终端的数据采集计算设备被虚拟化为各种异构数据库。网格节点内部

电子科技大学电力自动化工程研究中心在Intel (US) Semiconductor RFP-HPC 大学计划的资助下，开展将网格计算应用于电力系统方面的研究。该项目分为两部分：第一部分为基于网格计算的电力系统监控模型及其实现技术；第二部分为基于网格计算的电力系统分布式并行计算及其实现技术。这两部分工作合在一起形成电力系统网格计算平台PSGrid®。该平台可以提供基于分布式、广域环境下的数据存储、管理、查询，和基于网格的大规模数据挖掘，以及电力系统大规模计算等功能，为电力系统运行、数据管理和决策提供服务。目前，该平台已基本完成底层平台的组建工作，包括虚拟数据库、计算池(Computing Pool)、资源管理与动态分配，以及图论分割和稀疏数值计算库等。下一步的工作主要集中在该平台下实现电力系统实际运行中所需要的功能，如：大范围内数据预测、调度、潮流计算、动态仿真和状态估计等。本文主要讨论第一部分工作。

2. 网格计算及其在电力系统中的潜在应用价值

所谓网格计算[4][5]，就是将分布的计算资源有效地组织起来协同工作、形成一个集成的计算与资源环境。基于网格计算的平台体系将大大地优于传统的体系，因为网格计算可以联合分布计算和集中超级计算的优势。网格计算为市场参与者提供了一种廉价而高效的解决方案来参与竞争与合作，从而提供更加可靠、廉价和持续性更好的电力供应。粗略的研究表明，网格计算将为电力系统带来无穷的好处[6][7][8]。

现代电力系统运行与控制演变成一个涉及大量数据和信息计算的应用工程。电力系统正变成为一个数据密集型(data-intensive)、信息密集型(information-intensive)、通信密集型(communication-intensive)和计算密集型(computing-intensive)的大型系统。一个大型电力系统的计算需求如图 1所示。

这样在地域上分布的系统很难在不采用分布式处理技术来实现对其运行的有效控制。而现代大型电力系统所需要处理的计算，往往是将大量数据集中存放在某几台计算机上，再由高性能计算机按串行算法的程序进行运算或集中并行处理，这样一方面对数据的安全性提出了较高的要求，一旦存放数据的计算机崩溃，将可能无法再进行数据的运算，同时运算时使用高性能计算机，花费较大。另一方面，据统计，一个企业里面80%的计算机有50%的资源（计算能力，存储空间等）在65%的时间里面是闲置的。这势必造成计算机资源的大量浪费。而网格技术正好可以将现有的计算机、数据库、和网络联合在一起，组成一个大系统，为用户提供高质量的计算服务。对于最终用户或应用程序来说，网格

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