基于网格计算分布式虚拟现实技术在电力调度事故演习系统中应用初步探讨.pdfVIP

基于网格计算的分布式虚拟现实技术在电力调度事 故演习系统中应用的初步探讨 1 1 2 陈杜琳 ，乐秀璠 ，陈光新 1. 河海大学电气工程学院，江苏南京（210098 ） 2. 江苏镇江供电公司，江苏镇江（212000 ） E-mail: 182521228@ 摘 要：首先介绍了传统的分布式虚拟现实技术，说明了该技术的局限性和难于实现的原因； 接着介绍了网格技术及其发展，和基于网格计算的分布式虚拟现实技术与传统的分布式虚拟 现实技术相比较的先进性，阐明了基于网格计算的分布式虚拟现实技术将会在电力系统中广 泛应用的原因，初步探讨了基于网格计算的分布式虚拟现实技术在电力系统中的广阔的应用 前景。简要的介绍了传统的电力调度演习系统，以及基于网格计算的虚拟现实技术的电力调 度演习系统的先进性。设计了基于网格计算的分布式虚拟现实技术的电力调度事故预防演习 系统理论模型；在该模型的基础上，对基于网格计算的分布式虚拟现实技术在电力调度事故 预防演习系统中的实现，做了深入的研究。 关键词：分布式虚拟现实；网格技术；电力调度 0. 引言 2008 年春节一场严重的雪灾，导致我国发生大面积、长时间的停电事故，暴露出我国 电网安全的漏洞。近年来我国大力发展大电源，而分布式电源的建设相对不足。大电源的好 处是劳动生产率高、节约能源，但问题是安全风险较高，电网一旦瘫痪，大电源有电也送不 出；而分布式电源装机容量小、发电效率低，但优点是能保证独立输变电。并且在近期内这 种格局不会有太大的变化，如何未雨绸缪，做好电力调度事故的预防演练，来保证电网的安 全，是一个迫切的问题。电力系统的特点决定了难以采用试验的方法来实现预防演练。这就 迫切得需要采用虚拟现实技术来实现。 虚拟现实(VR)技术开始出现，便成为研究的热点。构建一个虚拟现实系统的基本手段 和目标，就是利用高性能的计算机软件及各类先进的传感器，创建使参与者处于具有身临其 境的沉浸感和完善的交互作用能力的环境。该技术现已应用于军事模拟、科学可视化、医学、 工程建筑、游戏与娱乐、教育与艺术等方面。尽管如此，虚拟现实技术仍处于研究阶段，许 多问题亟待解决。随着高速网络、显示设备的发展，用户的要求也不断提高，这给虚拟现实 技术的发展提供了强大的推动力，并将会深入的应用到包括电力调度事故演习中。 1. 传统式虚拟现实系统及其不足 因为图形硬件加速器的性能有限，高性能的图形工作站和高度并行的图形处理硬件与软 件体系结构是实现图形实时生成的一个重要途径。然而应用模型的复杂程度往往超过当前图 形工作站的实时处理能力，受到计算机三维渲染速度的制约，在VR 高质量图形的实时生成 要求下，传统的分布式虚拟现实系统耗费巨大的精力是在算法研究设计上，如何从软件着手， 减少图形画面的复杂度，一直是VR 中图形生成的主要目标。算法的改进对计算机图形生成 的实时性的改进是有限的，所以，尽管以实时、三维、交互和逼真为主要特征的分布式虚拟 系统一直是研究的热点与方向，分布式虚拟系统一直只是在实验室和国家专门机构得以实现 和应用。大型组织的虚拟现实系统存在着以下这些不足之处:①一个大型 VR 系统通常规模 庞大，要求项目纳入横跨多个地区甚至国家的多台超级计算机；②要把系统中程序代码及初 始数据传送到每台并行计算机上时，必须逐一登录，并用手工完成；③在程序运行过程中， - 1 - 有一台并行计算机出现异常情况( 比如硬件故障或停电)时，系统只能停下来，再找机会重新 开始；④一旦连接某台并行机的网络出现拥塞或根本不通，整个系统只有停下来等待；⑤如 果加入网络的并行计算机因为有更重要的任务，要求提前退出系统的执行时，所做的一切工 作都将前功尽弃；⑥如果没有另外的程序文件，系统的运行结果和日志数据将分别保存在不 同的并行计算机上，至于动态分析和调整所有机器的运行状态，更是不可能实现；⑦超级计 算