基于网格计算的电力系统分布式监控的实现黄琦秦开宇汪文勇四川成都电子科技大学自动化工程学院610054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。网格节点内部通过驱动程序来实现对各异构数据库的统一访问。本文采用了虚拟数据库技术，基于网格计算开发平台Globus®来实现。实验室测试结果表明，该平台能够较好地完成系统数据的监控任务。网格计算为电力系统分布式监控提供了一种有效的模式。关键词：网格计算；电力系统运行与控制；分布式处理；监控；虚拟数据库1.概述电力工业正经历着有史以来最深刻的变革。从上世纪90年代起，电力工业的改革引发了电力系统在运行、规划、控制及其本身架构等方面的变革。首先，在撤销管制规定(Deregulation)后，电力系统运行与竞争性的电力市场并行。第二，大型电力网络的互联形成了国家级甚至国际电力网络。第三，根据可持续发展战略的要求，不同容量和不同特性（如分布式发电）的各种发电设备被接入电力网络。大规模互联电网对远程通信基础平台体系、控制技术和控制策略和措施提出了更高的要求[1]，来避免和控制大规模灾变性故障的发生。在未来的电力工业中，由于竞争的日益激烈以及体制的改革（导致运营的私有化），电力系统势必在大多数情况运行在极限情况下。系统运行在极限点附近，并且能够对大规模能量交易做出快速反应，同时要维持系统安全性和足够了鲁棒性这些要求，是互相矛盾的，需要电力系统运行，调度和规划之间较好地配合才能实现。由于电力系统日益膨胀成为一个巨型系统以及跨电网输电的增加，系统脆弱性也增高。因此，需要发展新的方法、程序、指南以及高性能软件产品来帮助规划部门和调度部门处理电网运行和控制中的意外事故[2][3]。电子科技大学电力自动化工程研究中心在Intel(US)SemiconductorRFP-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(ComputingPool)、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...
