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HPC助力中國(guó)電科院構(gòu)建高效智能電網(wǎng)仿真系統(tǒng)

2015-07-02 10:25:10   作者:   來(lái)源:CTI論壇   評(píng)論:0  點(diǎn)擊:


  客戶簡(jiǎn)介

  中國(guó)電力科學(xué)研究院成立于1951年,位于北京市,是中國(guó)電力行業(yè)多學(xué)科、綜合性的科研機(jī)構(gòu)。其擁有11個(gè)研究所、10個(gè)專業(yè)公司、一個(gè)國(guó)家級(jí)工程研究中心、一個(gè)部級(jí)質(zhì)量檢測(cè)中心(含9個(gè)質(zhì)檢站)和研究生部及博士后流動(dòng)站。主要從事科研開(kāi)發(fā)、承擔(dān)重大工程、進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)、標(biāo)準(zhǔn)制定和人才培養(yǎng)等方面工作。榮獲國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)77項(xiàng)(其中一等獎(jiǎng)8項(xiàng)),中國(guó)專利金獎(jiǎng)3項(xiàng),國(guó)家專利854項(xiàng),出版專著196部,發(fā)表學(xué)術(shù)論文3684篇。其中2007-2010年連續(xù)四年獲得國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。

  中國(guó)電力科學(xué)研究院擁有國(guó)家電網(wǎng)公司特高壓交流試驗(yàn)基地、特高壓直流試驗(yàn)基地、西藏高海拔試驗(yàn)基地、特高壓桿塔試驗(yàn)基地,國(guó)家電網(wǎng)仿真中心、國(guó)家電網(wǎng)計(jì)量中心,構(gòu)建了目前世界上功能最完整、試驗(yàn)?zāi)芰ψ顝?qiáng)、技術(shù)水平最高的特高壓、大電網(wǎng)試驗(yàn)研究體系,并在大電網(wǎng)安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、特高壓交直流輸電等方面發(fā)揮重大作用。

  業(yè)務(wù)挑戰(zhàn)

  中國(guó)國(guó)家電網(wǎng)建成的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng),其資源配置能力、運(yùn)行效率、安全水平、科技水平,都達(dá)到國(guó)際先進(jìn)行列。從我國(guó)電網(wǎng)的總體發(fā)展趨勢(shì)看,未來(lái)將形成由四個(gè)同步電網(wǎng)(“三華”電網(wǎng)、東北電網(wǎng)、西北電網(wǎng)和南方電網(wǎng))異步聯(lián)接構(gòu)成的全國(guó)互聯(lián)電網(wǎng),為能源電力資源在全國(guó)范圍內(nèi)優(yōu)化配置奠定堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)。目前,全國(guó)部署電路傳輸線路已超過(guò)1000萬(wàn)公里、變電站超過(guò)十萬(wàn)座,對(duì)這些傳輸線路進(jìn)行仿真模擬需要用到復(fù)雜的計(jì)算模型,對(duì)計(jì)算量的需求很大。中國(guó)電力科學(xué)研究院作為國(guó)家電網(wǎng)的科研核心,承擔(dān)著對(duì)全國(guó)電路傳輸線路進(jìn)行模擬規(guī)劃的重任。但研究院現(xiàn)有的仿真平臺(tái)計(jì)算量小,完成一個(gè)模擬運(yùn)算時(shí)間長(zhǎng),較復(fù)雜的運(yùn)算則基本無(wú)法進(jìn)行,很大程度上制約了電科院的研究進(jìn)展,無(wú)法滿足平時(shí)仿真計(jì)算的要求。

  現(xiàn)有的仿真平臺(tái)計(jì)算能力不足,但又無(wú)法快速平滑擴(kuò)容,這在很大程度上制約了電科院的業(yè)務(wù)平滑處理,以及對(duì)原有計(jì)算資源的重復(fù)利用。目前電網(wǎng)傳輸線路發(fā)展迅速,對(duì)此進(jìn)行仿真的計(jì)算需求也飛速發(fā)展。在未來(lái)的一段時(shí)間內(nèi),需要仿真平臺(tái)能夠平滑擴(kuò)容,并在擴(kuò)容過(guò)程當(dāng)中做到對(duì)業(yè)務(wù)的影響最小化。

  這些業(yè)務(wù)挑戰(zhàn)使得中國(guó)電力科學(xué)院認(rèn)識(shí)到,只有建立一個(gè)具有強(qiáng)大計(jì)算能力、易擴(kuò)展的高性能仿真平臺(tái)才能很好的支持日常的研究設(shè)計(jì)以及滿足國(guó)家電網(wǎng)的要求。

  解決方案

  華為深入了解中國(guó)電力科學(xué)院的業(yè)務(wù)需求,提出了滿足中國(guó)電力科學(xué)院需求的高性能仿真解決方案。方案采用華為的融合架構(gòu)刀片服務(wù)器E9000,配置20個(gè)CH121計(jì)算節(jié)點(diǎn)組成計(jì)算集群,采用華為RH2288 V2服務(wù)器和S2600T存儲(chǔ)作為仿真平臺(tái)的共享存儲(chǔ),采用華為4路機(jī)架服務(wù)器RH5885作為仿真平臺(tái)的胖節(jié)點(diǎn),采用華為RH2288 V2兩路機(jī)架服務(wù)器作為集群管理節(jié)點(diǎn)和前后處理節(jié)點(diǎn)。

  在軟件層面,采用華為自研的高性能集群管理和調(diào)度軟件FusionCluster作為仿真平臺(tái)的集群管理軟件。同時(shí),還提供高速互聯(lián)的Infiniband網(wǎng)絡(luò)為節(jié)點(diǎn)之間的提供高速、低延時(shí)的通訊。

  華為以模塊化的方式構(gòu)建高新能仿真平臺(tái),并輔以華為的高性能集群管理軟件,可以做到系統(tǒng)的平滑擴(kuò)容。華為的高性能集群管理軟件提供了一鍵式批量部署,可以快速完成集群搭建,并具有便捷的部署界面,提供節(jié)點(diǎn)鏡像安裝和恢復(fù),可以靈活安裝部署新增節(jié)點(diǎn)。通過(guò)華為的高性能仿真平臺(tái),可以實(shí)現(xiàn)應(yīng)用環(huán)境的快速部署,做到對(duì)計(jì)算需求的快速適應(yīng)。

  客戶收益

  仿真效率極大提升:通過(guò)部署新的高性能仿真平臺(tái),使得計(jì)算性能提高20倍,計(jì)算承載量提高21倍;數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量提高超過(guò)100倍。使得高復(fù)雜模型仿真由不可能變成可能。

  大大節(jié)約軟硬件成本:通過(guò)任務(wù)和計(jì)算資源的智能化動(dòng)態(tài)管理,使昂貴工具(License)利用率提升5倍,服務(wù)器利用率提升5倍,大大節(jié)約長(zhǎng)期綜合成本。

  良好的擴(kuò)展性,便于后續(xù)擴(kuò)容:華為高性能仿真平臺(tái)采用華為的一體化解決方案,具備良好的可擴(kuò)展性,后續(xù)的擴(kuò)容方便快捷。

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