基于網(wǎng)格計(jì)算的電力系統(tǒng)分布式監(jiān)控的實(shí)現(xiàn)(編輯修改稿)
2025-07-20 23:19 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 存和存儲(chǔ)設(shè)備，同時(shí)可以管理自己的數(shù)據(jù)（通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)或數(shù)據(jù)文件）。本文的思想是將這些計(jì)算設(shè)備作為一個(gè)網(wǎng)格計(jì)算的節(jié)點(diǎn)。由許多類似的前端計(jì)算設(shè)備相互連接，并通過(guò)服務(wù)器，就形成數(shù)據(jù)網(wǎng)格(Data Grid)。如果對(duì)該數(shù)據(jù)網(wǎng)格進(jìn)行一定的處理，則可以將分布在各零散區(qū)域的數(shù)據(jù)形成一個(gè)龐大的虛擬數(shù)據(jù)庫(kù)。因此，這里主要討論該采用虛擬數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)廣域范圍內(nèi)的監(jiān)測(cè)與控制任務(wù)。整個(gè)系統(tǒng)的總體原理如圖 3所示。該系統(tǒng)由通過(guò)遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)服務(wù)器或其他各種接入方式連接進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)（實(shí)際運(yùn)行中一般為電力專網(wǎng)）的數(shù)據(jù)服務(wù)組成。該系統(tǒng)需要一個(gè)虛擬數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。該服務(wù)器處理以下任務(wù)：216。 接受遠(yuǎn)端服務(wù)器的注冊(cè)請(qǐng)求并保存其注冊(cè)信息216。 實(shí)時(shí)接收遠(yuǎn)端服務(wù)器發(fā)送來(lái)的更新信息，并可以顯示更新216。 接受前端數(shù)據(jù)查詢請(qǐng)求，并將查詢?nèi)蝿?wù)分發(fā)到各遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)服務(wù)器216。 提供目錄服務(wù)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換該系統(tǒng)向終端用戶提供Web門(mén)戶(Portal)來(lái)訪問(wèn)系統(tǒng)內(nèi)的資源，在此基礎(chǔ)上，用戶可以通過(guò)應(yīng)用程序來(lái)使用從網(wǎng)格上獲得的數(shù)據(jù)，整個(gè)系統(tǒng)原理如圖 4所示。系統(tǒng)從上到下分為設(shè)備層（即電力設(shè)備）、終端層（即RTS）、資源層（即電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)）、網(wǎng)絡(luò)層（即廣域網(wǎng)）、網(wǎng)格計(jì)算層、服務(wù)層和應(yīng)用層。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法是利用Globus平臺(tái)對(duì)于資源的管理，通過(guò)虛擬數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)資源的開(kāi)放式分布訪問(wèn)。圖 4 基于網(wǎng)格的電力系統(tǒng)應(yīng)用平臺(tái). 虛擬數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)電力系統(tǒng)的資源（數(shù)據(jù)）分布在整個(gè)電網(wǎng)，形成層狀數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)文件等。這些數(shù)據(jù)源的區(qū)別在于它們的數(shù)據(jù)組織方式、使用的符號(hào)集以及數(shù)據(jù)的存取和查詢機(jī)制。這些區(qū)別為不同數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)集成帶來(lái)了困難。如何為用戶提供統(tǒng)一的、開(kāi)放的訪問(wèn)接口來(lái)訪問(wèn)分布的、異構(gòu)的電力數(shù)據(jù)，是本文需要解決的重要問(wèn)題。訪問(wèn)這些分布的異構(gòu)數(shù)據(jù)的挑戰(zhàn)在于需要將數(shù)據(jù)抽象化，并提供高效的訪問(wèn)機(jī)制。網(wǎng)格技術(shù)提供了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)的解決方案，它提供了一種基礎(chǔ)設(shè)施，允許安全地訪問(wèn)任何信息源，而不需要關(guān)注其位置和數(shù)據(jù)的類型。網(wǎng)格的信息基礎(chǔ)設(shè)施是訪問(wèn)異質(zhì)文件、數(shù)據(jù)庫(kù)、存儲(chǔ)系統(tǒng)等的基礎(chǔ)設(shè)施，并支持在計(jì)算處理和大規(guī)模協(xié)作過(guò)程中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。這樣的基礎(chǔ)設(shè)施允許對(duì)跨越異質(zhì)硬件和軟件資源的數(shù)據(jù)庫(kù)、文件、存儲(chǔ)設(shè)備等進(jìn)行管理。這樣需要首先將數(shù)據(jù)虛擬化。從訪問(wèn)的角度來(lái)說(shuō)，一種數(shù)據(jù)大致可以用三個(gè)特征來(lái)描述，即數(shù)據(jù)（元數(shù)據(jù)）、文件系統(tǒng)和儲(chǔ)存介質(zhì)（以及位置），因此，虛擬數(shù)據(jù)庫(kù)涉及三個(gè)層次的虛擬化，即數(shù)據(jù)的虛擬化、文件系統(tǒng)的虛擬化和存儲(chǔ)介質(zhì)的虛擬化。這樣，最終為用戶提供一個(gè)巨大的全局虛擬數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)供訪問(wèn)，如圖 5所示。圖 5 虛擬數(shù)據(jù)庫(kù)原理虛擬數(shù)據(jù)庫(kù)（VDB：Virtual Database）技術(shù)使外部數(shù)據(jù)源成為內(nèi)部關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的外延。使用VDB技術(shù)，應(yīng)用程序可以提供對(duì)分散在各類原始數(shù)據(jù)源中的數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問(wèn)的服務(wù)。VDB收集、組織并集成來(lái)自這些源的數(shù)據(jù)，并且為應(yīng)用程序提供單一、規(guī)范的RDBMS的數(shù)據(jù)外貌（appearance）。同時(shí)，虛擬數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)可以更好地利用存儲(chǔ)資源。實(shí)現(xiàn)虛擬數(shù)據(jù)庫(kù)的關(guān)鍵技術(shù)可以歸納為以下幾點(diǎn)：216。 元數(shù)據(jù)管理和信息服務(wù)；216。 高效的數(shù)據(jù)訪問(wèn)機(jī)制；216。 目錄服務(wù)和復(fù)制管理；216。 高速數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制；216。 資源調(diào)度優(yōu)化與遠(yuǎn)程執(zhí)行；216。 較好的安全機(jī)制。. 平臺(tái)搭建及功能模塊設(shè)計(jì)圖 6 虛擬數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)方案設(shè)計(jì)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)是在Globus平臺(tái)下開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)管理服務(wù)，通過(guò)JAVA的JDBC訪問(wèn)數(shù)據(jù)源。由Globus下的消息機(jī)制負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)庫(kù)操作任務(wù)（查找、刪除、更新）分配到
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