對角加邊模型分解協(xié)調(diào)計算的數(shù)據(jù)中心求解方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種對角加邊模型分解協(xié)調(diào)計算的數(shù)據(jù)中心求解方法，在求解過程中，首先用已有的網(wǎng)絡(luò)分塊法對電力網(wǎng)絡(luò)進行分塊和設(shè)定虛擬機參數(shù)，建立能效優(yōu)先的裝箱模型，將對角加邊模型分解協(xié)調(diào)算法計算流程中的每一個步驟設(shè)定為一個任務(wù)，通過服務(wù)器承載虛擬機，虛擬機承載任務(wù)的映射方式，用數(shù)據(jù)中心對對角加邊模型分解協(xié)調(diào)算法進行求解，最后得到整個計算過程的時間和數(shù)據(jù)中心的能耗。本發(fā)明能夠縮短對角加邊模型分解協(xié)調(diào)算法的計算時間和降低數(shù)據(jù)中心能耗，并且，隨著電力節(jié)點網(wǎng)絡(luò)計算規(guī)模和復雜度的增加，采用數(shù)據(jù)中心計算的優(yōu)勢就越明顯。
【專利說明】對角加邊模型分解協(xié)調(diào)計算的數(shù)據(jù)中心求解方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)對角加邊模型分解協(xié)調(diào)計算。特別是涉及一種對角加邊模型分解協(xié)調(diào)計算的數(shù)據(jù)中心求解方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著超大規(guī)模區(qū)域互聯(lián)電網(wǎng)的發(fā)展，電力系統(tǒng)中的潮流計算，節(jié)點電壓計算，暫態(tài)計算，無功優(yōu)化計算等對計算機的速度提出了更高的要求，當運算規(guī)模達到一定程度時，其計算時間變得越來越長，甚至有時很難用現(xiàn)有的計算方法對其求解。對角加邊模型廣泛應用于電力系統(tǒng)的各個方面，在對角加邊模型的求解算法中，最常見的求解算法為分解協(xié)調(diào)并行算法，目前分解協(xié)調(diào)并行算法主要考慮單機并行或者簡單調(diào)度的多機并行，效果較差，運算時間較長。
[0003]云計算數(shù)據(jù)中心是一種新型的互聯(lián)網(wǎng)計算模式，隨著虛擬化的提出，VM(VirtualMachine)遷移和加強技術(shù)為電力系統(tǒng)中復雜的計算提供了思路，數(shù)據(jù)中心擁有較多的物理機，可以將一個實際的電力系統(tǒng)復雜計算分解成多個小的任務(wù)，將任務(wù)映射到虛擬機，再將虛擬機放置于服務(wù)器中計算，通過這樣的計算方式，復雜運算的運算時間將大大縮短。
[0004]在數(shù)據(jù)中心并行計算時，與計算加速比同等重要的是能耗問題。這是因為隨著大數(shù)據(jù)、云計算的廣泛應用，數(shù)據(jù)中心能耗變得驚人可觀:2011年，世界數(shù)據(jù)中心的耗電量已達到6358億度(中國為568億度)；2012年耗電量增加到7202億度(中國為664億度)。因此，只有能量有效計算模型和映射方法才能被業(yè)界認同，并移植到數(shù)據(jù)中心中應用。雖然已有部分學者對數(shù)據(jù)中心 節(jié)能問題進行研究，但多針對通用模型，還沒有針對電力系統(tǒng)廣泛應用的對角加邊模型分解協(xié)調(diào)并行計算的數(shù)據(jù)中心映射研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種在求解過程中，建立能效優(yōu)先的裝箱模型，縮短電力系統(tǒng)對角加邊模型分解協(xié)調(diào)計算時間和降低數(shù)據(jù)中心能耗的對角加邊模型分解協(xié)調(diào)計算的數(shù)據(jù)中心求解方法。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種對角加邊模型分解協(xié)調(diào)計算的數(shù)據(jù)中心求解方法，包括如下步驟:
[0007]I)通過已有的網(wǎng)絡(luò)分塊法將電力網(wǎng)絡(luò)進行劃分得到電力網(wǎng)絡(luò)的分塊；
[0008]2)將電力系統(tǒng)對角加邊模型分解協(xié)調(diào)算法的計算流程中的每一個計算步驟設(shè)定為一個任務(wù)，確定整個計算過程的任務(wù)數(shù)；
[0009]3)獲得數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的MIPS大小和內(nèi)存大小，設(shè)定虛擬機的個數(shù)以及虛擬機中CPU的MIPS大小和內(nèi)存大??；
[0010]4)計算數(shù)據(jù)中心的IT設(shè)備總能耗Ettrtal:.'NT
【權(quán)利要求】
1.一種對角加邊模型分解協(xié)調(diào)計算的數(shù)據(jù)中心求解方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)通過已有的網(wǎng)絡(luò)分塊法將電力網(wǎng)絡(luò)進行劃分得到電力網(wǎng)絡(luò)的分塊； 2)將電力系統(tǒng)對角加邊模型分解協(xié)調(diào)算法的計算流程中的每一個計算步驟設(shè)定為一個任務(wù)，確定整個計算過程的任務(wù)數(shù)； 3)獲得數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的MIPS大小和內(nèi)存大小，設(shè)定虛擬機的個數(shù)以及虛擬機中CPU的MIPS大小和內(nèi)存大??； 4)計算數(shù)據(jù)中心的IT設(shè)備總能耗Etrtal:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對角加邊模型分解協(xié)調(diào)計算的數(shù)據(jù)中心求解方法，其特征在于，步驟7)中是根據(jù)步驟5)中所述的對數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的總能耗模型的約束進行的裝箱的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對角加邊模型分解協(xié)調(diào)計算的數(shù)據(jù)中心求解方法，其特征在于，步驟8)中所述的將每一個任務(wù)對應裝入數(shù)據(jù)中心服務(wù)器中的一個虛擬機里，是采用無差別順序放置方法或者是采用如下所述的綁定方法進行: (1)根據(jù)對角加邊模型的分塊情況以及任務(wù)的指令長度，將計算協(xié)調(diào)量后的執(zhí)行過程中每一個塊的計算步驟所代表的任務(wù)進行綁定，從而實現(xiàn)不同塊的并行計算，節(jié)省計算時間； (2)對于計算協(xié)調(diào)量前的各任務(wù)，將有輸入輸出關(guān)系的任務(wù)組放置在相鄰虛擬機中，減少交互數(shù)據(jù)量，降低通信開銷。
【文檔編號】G06F11/36GK104035868SQ201410260630
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月12日
【發(fā)明者】楊挺, 向文平, 馮瑛敏, 盆海波, 徐明玉, 游金闊, 王洪濤 申請人:天津大學