志愿者计算平台P2HP的监控系统及潮流计算

摘要

志愿者计算模型的基本原理是利用Internet上广泛分布的空闲计算资源，运行计算量大的分布式应用。目前已有的志愿者计算项目虽然取得了一定的成功，但是还存着编程接口复杂，没有友好的用户界面，通用性差，单一失效点和扩展性差等问题。针对上述问题，基于协同服务器组的新型志愿者计算平台P2HP具有开放性、容易使用、容错性好、可扩展、跨平台等特点，并提供一套简单方便的应用编程接口函数调用来支持并行应用程序的开发，从而克服了现有志愿者计算平台的缺点。 监控系统是P2HP平台的关键子系统，监控系统采用队列的方式处理节点的加入和退出，简化了模块的实现和编码；采用对象序列化技术和远端过程调用技术进行任务和子任务的处理，可以使应用程序跨平台运行，使P2HP平台更加有利于聚集异构环境下的计算资源；通过定义各个角色节点间的消息通信格式，采用消息通信机制并利用Heartbeat心跳技术，对本组的监控服务器节点、下属的调度服务器节点和分布式潮流计算应用进行监控。 电力系统潮流计算由于电网的广域分布特性，具有计算密集，粗粒度并行和低带宽需求等特点，适合在P2HP平台上运行。根据P2HP平台和潮流计算的特点，确定了合适的任务划分和并行粒度，基于不同预想事故类型进行任务划分。利用P2HP平台提供的应用编程接口函数，通过建立高性能编程环境，设置用户工作区目录，编写主程序和子程序等步骤，成功实现了电力系统潮流计算应用在P2HP平台上的运行和实施，并叙述了相关的实现技术。监控系统和应用主程序可以对正在执行的潮流计算任务进行监控，描述了潮流计算监控的实现过程。 相应的功能测试表明P2HP平台的监控系统提供了节点管理，提交任务处理，平台和应用监控等完善的功能。性能测试采用标准算例－IEEE14节点电网，对P2HP平台上的电力系统潮流计算应用进行了大规模测试，测试结果证明，系统能够满足实时性、安全性要求很高的大规模电力系统潮流计算应用的需求，具有较好的加速比。