电力系统网格计算平台功能组件的设计与实现

摘要

随着电力工业的不断发展，电力系统的分散性、大规模性等特征日趋明显。随之也带来了两大方面的难题，一是如何对系统中分散在各地区的信息和资源进行有效、合理的管理；二是如何对大规模的电力系统进行实时和及时的分析。以往的分布式技术虽然能够在一定程度上解决这些问题，但是很难适应电力系统运行与控制的要求。因此，有必要将网格计算技术——这一新型的分布式技术引入到电力系统的工程实践中来，探索在大电网范围内实施高效率控制和决策的新途径。
　　正是基于这一目的，电子科技大学电力自动化实验室开发了基于Globus3.0的电力系统网格计算平台。本文侧重于介绍该平台上功能组件的设计和实现。这些组件按用途可分为两类：一类是服务于分布式信息管理的虚拟数据库查询组件、动态数据监控组件；另一类是服务于电力系统分布式并行计算的矩阵分割组件、并行计算组件。
　　论文在介绍了网格计算的基础知识之后，详细阐述了这些组件的设计和实现思路。并在文中给出了将这些组件部署为网格服务的步骤和方法。最后，本文在电力系统网格计算平台上，对这些组件的功能进行了测试。测试结果表明虚拟数据库查询组件、动态数据监控组件均能实现分布式信息管理中的相应功能，而矩阵分割组件、并行计算组件也都能够满足进行电力系统分布式并行潮流计算的需求。同时本文还对并行计算组件的性能进行了测试，将采用并行计算组件求解2组不同规模的电力系统潮流计算中的雅可比矩阵方程的性能与传统串行方式和MPI进行了比较，该结果表明，本文设计的并行计算组件不但具有良好的加速性能，还具有为数据广域分布的电力系统提供实时并行计算的能力。

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第一章 引言

1.1 课题研究背景

1.2 网格计算在电力系统中的应用前景

1.3 国内外的研究现状

1.4 本项目的研究思路以及项目的总体方案

1.5 本项目的研究意义以及本文的主要工作

第二章 网格计算基础

2.1 网格的概述

2.2 开放的网格服务体系结构

2.3 Globus网格计算平台

2.4 本章小节

第三章 虚拟数据库查询组件的设计与实现

3.1 虚拟数据库查询组件的设计思路以及架构

3.2 JDBC接口

3.3 本地数据库的设置

3.4 虚拟数据库查询组件的服务工厂实现与部署

3.5 虚拟数据库查询组件的网格客户端实现

3.6 虚拟数据库查询组件与前端JSP页面的连接

3.7 虚拟数据库访问中的相关问题

3.8 本章小结

第四章 动态数据监控组件的设计与实现

4.1 动态数据监控组件的模型以及实现架构

4.2 动态事件记录薄的建立

4.3 数据库触发器的设计

4.4 动态数据监控组件的服务工厂实现与部署

4.5 动态数据监控组件的暂时服务实例的创建

4.6 动态数据监控组件的客户端设计

4.7 本章小节

第五章 矩阵分割组件的设计与实现

5.1 矩阵分割的依据

5.2 矩阵分割组件的基本思想及相关研究

5.3 因子表路径树分割算法

5.4 JNI在矩阵分割组件服务工厂部署中的应用

5.5矩阵分割组件的网格客户端

5.6 本章小节

第六章 并行计算组件的设计与实现

6.1 并行计算的理论基础

6.2 线性方程并行求解问题的算法研究

6.3 并行计算组件的实现

6.4 关于LU分解相关问题的说明

6.5 本章小节

第七章 功能组件的测试

7.1 测试环境的的配置

7.2 电力系统分布式信息管理测试

7.3 分布式并行计算的测试

第八章 总结与下一阶段的工作

8.1 总结

8.2 下一阶段的工作

致谢

参考文献

论文发表情况