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电力系统对角加边模型的数据中心求解方法
  • ISSN号:0258-8013
  • 期刊名称:中国电机工程学报
  • 时间:2015.2.5
  • 页码:512-518
  • 分类:TM71[电气工程—电力系统及自动化]
  • 作者机构:[1]天津大学电气与自动化工程学院,天津市南开区300072
  • 相关基金:国际科技合作专项资助项目(2013DFA11040); 国家自然科学基金项目(61172014); 天津市自然科学基金项目(12JCZDJC21300)
  • 相关项目:微网电气约束下的物联网拓扑控制和流传输行为研究
中文摘要:

随着超大规模区域互联电网的发展,智能电子设备和相量测量单元广泛应用,如何实现对所产生的PB级大数据的高速处理成为完成实时(超实时)计算的关键。云计算作为一种新型的互联网计算模式,为实现电力系统大数据分析和复杂电网高效并行计算提供了可能。针对电力系统基本计算单元对角加边模型(block bordered diagonal form,BBDF)和分解协调并行算法,提出一种低能耗数据中心的优化映射和并行计算方法。依据任务间计算耦合性,将分解协调并行算法进行拆分,并提出依据任务计算复杂度的任务到虚拟机偏好绑定放置方法。随后建立以虚拟机的CPU利用率、内存利用率为约束条件,以节能为目标的Bin-Packing模型,求解BBDF分解协调并行计算到数据中心映射的最优配置。通过Cloud Sim平台对IEEE 118节点电网模型和含有538节点和1133节点的大规模电网进行仿真计算。结果表明,应用虚拟机技术的数据中心计算在时间和系统能耗方面都优于传统单机多线程并行计算。IEEE 118节点算例计算时间降低42.32%,随着系统规模增大,1133节点实际电网计算时间降低75.8%。

英文摘要:

With the advent of large-scale regional interconnected power grids as well as the utilization of the phasor measurement unit(PMU) and intelligent electronic devices(IEDs) in electrical power systems becoming more common, the analysis of petabyte sized data has become a primary focus in research communities. Cloud computing, which is a form of data storage on the Internet, increases the possibility to implement a tool for analyzing large datasets in power systems and parallel computing in complex grids. This paper proposed a new optimized method for the mapping of block bordered diagonal form(BBDF) and decompositioncoordination algorithms for cloud computing data centers. Based on the computational complexity of coupling between tasks, the decomposition-coordination algorithm had been split to perform different tasks, and to judge the amount of calculation. A binding placement algorithm also was presented as a method to map the tasks into virtual machines(VM). A new energy-efficient Bin-Packing model was built for the final mapping step, which is the process of transferring the data from the VMs to the data centers. This will be performed while ensuring that the constraints of CPU and memory utilization rate are in check. IEEE 118 node grid model, as well as two large-scale power systems, which utilizes 538 and 1133 nodes systems, were calculated through the Cloud Sim platform. The results suggest that data centers using the virtual machine technology are more effective than the use of traditional parallel computing methods in terms of time and system energy consumption. In the IEEE 118 nodes system, the total

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期刊信息
  • 《中国电机工程学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国电机工程学会
  • 主编:张文涛
  • 地址:北京清河小营东路15号 中国电力科学研究院内
  • 邮编:100192
  • 邮箱:pcsee@epri.sgcc.com.cn
  • 电话:010-82812536 82812534 82812545
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-8013
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2107/TM
  • 邮发代号:82-327
  • 获奖情况:
  • 1992年全国优秀科技期刊三等奖,1992年中国科协优秀科技期刊二等奖,1996年中国科协优秀科技期刊二等奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:98970