دانلود رایگان ترجمه مقاله برنامه شبیه سازی شبکه برق با چارچوب محاسباتی با کارایی بالای GridPACKTM – الزویر 2016

مقالات انگلیسی و ترجمه های فارسی رایگان با فرمت PDF آماده دانلود رایگان میباشند

همچنین ترجمه مقاله با فرمت ورد نیز قابل خریداری و دانلود میباشد

مقاله انگلیسی رایگان (PDF)

ترجمه فارسی رایگان (PDF)

خرید ترجمه با فرمت ورد

فهرست مقاله:

چکیده
1- مقدمه
2- مروری مختصر بر چارچوب نرم افزار GridPACK
2-1 شبکه
2-2 نقشه ساز ها
2-3 ریاضی
2-4 ماژول های برنامه
3- مثال هایی از برنامه ها
3-1 شبیه سازی پویا
3-1-1 الگوریتم
3-1-2 اعتبار سنجی
عملکرد
تحلیل احتمال استاتیک و دینامیک
3-2-1 مدیریت وظیفه و موازی گرایی دو سطحی
3-2-3 تحلیل احتمالی پویا
4-نتیجه گیری

بخشی از ترجمه فارسی مقاله:

1- مقدمه
علی رغم پیچیدگی شبکه توان مدرن، نرم افزار تجاری برای شبیه سازی رفتارهای آن عمدتا برای محاسبه متوالی بر روی ایستگاه های کاری تک پردازند طراحی می شود. رایانش با عملکرد بالا که قادر به حل مسائل بزرگ تر و حل آن ها در یک مدت زمان کوتاه تر استف در شبیه سازی شبکه توان برای برنامه های دنیای واقعی گنجانده شده است. دلیل اصلی مبنی بر این که HPC در شبیه سازی شبکه توان رایج تر است این است که پیچیدگی و هزینه توسعه الگوریتم های موازی و پیاده سازی ان ها در نرم افزار موازی بالا است. نیاز به رایانش عملکرد بالا به مدت های زمان طولانی شناخته شده استو بسیاری از محققان به این موضوع پرداخته است. این تلاش های قبلی به بررسی موضوع HPC از دیدگاه های کاربردی بدون نگاه سیستمی بر روی شیوه ذی نفع شدن برنامه ها از مجموعه مشترک ماژول های نرم افزار شده است. برای مثال ، منابع 1-5 به بحث در مورد پیاده سازی موازی برنامه براورد حالت پرداخته اند. منابع 6-9 یک تحلیل احتمالی استاتیک را معرفی کردند که از طرح توازن بار پویا استفاده کرده و (10-14) به بحث در مورد پیاده سازی چند گانه شبیه سازی پرداختند. در نتیجه، هر یک از این تلاش ها نیازمند مهارت های برنامه نویسی موازی و نیز تخصص مهندسی توان می باشند. مانع پذیرش این برنامه های HPC بالا است. به این ترتیب توسعه برنامه های شبکه توان مبتنی بر HPC نیازمند مهارت های برنامه نویسی موازی خارج از دیدگاه مدل سازان شبکه موازی بوده و مدل سازان شبکه توان بیشتر علاقه مند به توسعه ظرفیت های مدل سازی و بهبود عملکرد با استفاده از فنون برنامه نویسی پیچیده هستند. به این ترتیب ارایه مجموعه مشترکی از ماژول های نرم افزار موازی قابل استفاده در یک چارچوب مطلوب واحد است و بایستی موانع پذیرش HPC برای شبیه سازی شبکه توان را بر طرف کند.
برنامه های سیستم توان معمولا حاوی اجزای رایج نظیر فرمولاسیون ماتریس پذیرش یا شبیه سازی اجزا هستند که با یک دیگر ترکیب می شوند. به علاوه، برخی از کارکرد های رایج نظیر حل معادلات جریان توان یا ترکیب معادلات جبری دیفرانسیل برای شبیه سازی پویا در برنامه های مختلف استفاده می شوند. برای مثال، راه حل جریان توان یک بعد مهم از تحلیل احتمالی، شبیه سازی پویا و یا سایر برنامه هاست. باز تولید این دستورات در برنامه های مختلف منجر به دو برابر شدن تلاش و کاهش بازدهی برنامه نویس ها می شود. تلاش هایی در راستای استفاده مجدد از نرمافزار و ساده سازی فرایند کد های نرم افزار موازی برای برنامه های شبکه در حال انجام است. GridPACK در نتیجه این تلاش ها، یک نرم افزار متن باز را برای استفاده توسط جامعه شبکه توان برای تسریع پذیرش رایانش با عملکرد بالا ارایه شده است.
هدف GridPACK ساده سازی توسعه برنامه موازی برای برنامه های شبکه توان است که بر روی معماری های با عملکرد بالا اجرا می شود. GridPACK با در نظر گرفتن ماژول های عملکردی محاسبه توان در انتزاعات بالا به این هدف می رسد. این برای پیاده سازی نرم افزار موازی از اهمیت زیادی برخوردار است. توسعه دهندگان برنامه می توانند بر اصول فیزیکی و ریاضی چارچوب بندی و مدل سازی مسائل بدون نیاز به داده های اضافی تاکید کنند. این انتزاعات برای کاربران جهت دسترسی به کتابخانه های رایانشی با عملکرد بالا ساده تر است و موجب بهبود استفاده مجدد از نرم افزار و کاهش هزینه های توسعه و نگه داری نرمافزار می شوند.
این مقاله به توصیف توسع و عملکرد برنامه های سیستم توان برای تشریح وظایف و مزایای GridPACK می پردازد. ادامه این مقاله به صورت زیر است. بخش 2 یک توصیف مختصری را از GridPACK ارایه می کند. بخش 3 به بحث در مورد پیاده سازی برنامه های مختلف GridPACK می پردازد. بخش 4 شامل نتیجه گیری مقاله است.

بخشی از مقاله انگلیسی:

1. Introduction

Despite the complexity of the modern power grid, commercial software for simulating its behaviors is mainly designed for sequential computation on single-processor workstations. High performance computing (HPC), which is capable of tackling much larger problems and solving them in much shorter time, has made few inroads into power grid simulation for real-world applications. A main reason that HPC is not more widespread in power grid simulation is that the complexity and cost of developing parallel algorithms and implementing them in parallel software are high. The need for high performance computing has been recognized for decades, and many researchers have devoted efforts to this topic. These prior efforts examined the HPC topic from individual application perspectives without a systematic view on how applications can benefit from a common set of software modules. For example, references [1–5] discuss parallel implementation of a state estimation application; [6–9] introduce massive static contingency analysis that utilizes a dynamic load-balancing scheme, and [10–14] discuss multiple implementations of dynamic simulation. As a result, each of these efforts required significant parallel programming skills as well as power engineering expertise, and the resulted outcome is a one-off implementation. The barrier to adopting these HPC applications is high. We recognize that developing HPC-based power grid applications typically requires strong parallel programming skills that are outside the focus of most power grid modelers and power grid modelers are more interested in developing their modeling capabilities than improving performance using complex programming techniques. It is therefore highly desirable to provide a common set of reusable parallel software modules on a unified framework supporting multiple applications and thus to lower the barrier to the adoption of HPC for power grid simulation. Power system applications typically contain many common components such as the formulation of an admittance matrix (i.e. Y-bus matrix) [15], or contain component simulations that couple with each other. In addition, some common functions such as solving the power flow equations or integrating differential-algebraic equations for dynamic simulation, are used across multiple applications. For example, power flow solution is an important part of contingency analysis, dynamic simulation, and other applications. Reproducing these functions in different applications leads to duplication of efforts and reduces programmers’ productivity. Efforts are underway to promote software reuse and simplify the process of developing parallel software codes for grid applications. The GridPACK, as a result of such efforts, provides open-source software for use by the power grid community to accelerate the adoption of high performance computing. The goal of GridPACK is to simplify the task of developing parallel software for power grid applications that can run on high performance architectures. GridPACK accomplishes this goal by encapsulating many function modules of power grid computation in high level abstractions that hide from users the details of data communication and distribution, which are necessary for parallel software implementation. Application developers can focus on the physics and mathematics of framing and modeling their problems, without being overwhelmed by the bookkeeping required to distribute data over multiple processors and to access it in a distributed context. These abstractions also make it simpler for users to access high performance computing libraries, as well as promoting software reuse and reducing the costs of software development and maintenance. This paper will describe the development and performance of several power system applications to illustrate the functionality and benefits of GridPACK. The rest of this paper is organized as follows: Section 2 provides a brief description of GridPACK. Section 3 discusses the example implementation of several applications using GridPACK. Section 4 concludes the paper with a discussion of future work.