Planejamento eletro energético com apoio de nuvem: HPC agora é pessoal!

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1 Planejamento eletro energético com apoio de nuvem: HPC agora é pessoal! Sérgio Mafra Líder Inovação TI Qcon Rio /09/2014 Fábio Gibson Arquiteto Soluções

2

3 Quem é o ONS?

4 Escopo de atuação do ONS O Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS) é o órgão responsável pela coordenação e controle da operação das instalações de geração e transmissão de energia elétrica no Sistema Interligado Nacional (SIN), sob a fiscalização e regulação da Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel). Para o exercício de suas atribuições legais e o cumprimento de sua missão institucional, o ONS desenvolve uma série de estudos e ações a serem exercidas sobre o sistema e seus agentes para manejar o estoque de energia de forma a garantir a segurança do suprimento contínuo em todo o país.

5 SIN - Sistema Elétrico Brasileiro O SIN atende 98% do consumo de eletricidade do Brasil. Sistemas Isolados Amazônia Legal 2% do Mercado Predominantemente Térmico localidades - isoladas Modelo predominantemente hidroelétrico com grandes reservatórios e grandes interligações.

6 Área de atuação do ONS

7 Desafio do ONS Segurança Custo Evitar ocorrência e efeitos de déficits (blackouts) Despacho de térmicas para atender segurança do SIN Gestão dos reservatórios e despacho de térmicas Operação da Geração e Transmissão de alta tensão Segurança da Operação a custo mínimo

8 Ciclo de planejamento do ONS Usar Água Hidrelétrica OK Déficit de Energia (corte de carga) Decisão? OK Usar térmicas complementar geração hídrica custo total custo imediato Vertimento (desperdício) custo futuro

9 Ciclo de planejamento do ONS Objetivo: Minimizar o custo total, do presente ao futuro, por meio de decisões de: Geração térmica; Geração hidráulica; Intercâmbio entre regiões; Corte de carga (déficit). médio prazo curto prazo programação diária horizonte: 1 semana etapas: ½ hora horizonte: 2-6 meses etapas: semanais horizonte: 5 anos etapas: mensais Modelos Matemáticos

10 Newave in the Cloud

11 Newave: Cluster Ground (atual) Situação atual ONS: Ambiente Newave e Decomp rodando em Linux com distribuição de tarefas por cada CPU. Escopo do Newave: Execução mensal de 4 cenários para atendimento ao PMO; Duração média de 2,5 horas por cenário. Gerenciador (2 CPUs de 4 cores) 10 servidores Processament o Paralelo Rede Local: 1 Gbps Fonte de Alimentação Dimensionamento AWS: 1 Elastic Compute Unit (ECU) = 1,2 Ghz 80 cores de 3 Ghz Zeon X x 2,5 = 200 ECU (base)

12 Graham Bell Antonio Meucci 1860 Thomas Edson 1879 Setor Elétrico = Conservadorismo

13 Processamento Paralelo.. MPI + Fila de Execução de Jobs Scotty, We Need More Power

14 HPC = Fit perfeito para Cloud Ambiente Elástico Capacidade Ilimitada de Power. Ideal para demandas inesperadas 2. Pouca Transferência de Dados Arquivos pequenos de entrada e saída 3. Custo Variável e Equilibrado Paga-se só o que usar 4. Sem Investimento de Capex Aluguel do Cluster, dando acesso a pequenas empresas.

15 Provedor: Amazon Web Services (AWS) Infraestrutura Global 2014 Presença no Brasil Serviços Base

16 Acelerador: MIT StarCluster Elastic Compute Cloud

17 Clusters: MIT StarCluster Config Cluster 1 Cluster 2 Cluster 3

18 Config Template Default Credenciais Chaves Templates Volumes Plug-ins

19 Iniciando, rodando e desligando o Cluster Iniciando $ starcluster start ClusterNewave Aumentando o cluster $ starcluster addnode n xxx ClusterNewave Parando o cluster $ starcluster stop ClusterNewave Destruindo o cluster $ starcluster terminate ClusterNewave

20 Mas precisávamos sair do circuito Self Service 2. Controle de Uso 3. Contabilização

21 Com o Portal HPC... 1.Self-Service Nome Cluster IP Master Tempo Up Num. de Nós Onofre

22 e 2.Controle e 3.Contabilização... Processo Haraquiri $ Nohup starcluster loadbalance ClusterNewave K &

23 A impressão é que o HPC é um PCzão... CPU HD Pessoal

24 Arquitetura

25 Instâncias HPC na Amazon Web Services 10 Gbps 1 Gbps c3.8xlarge

26 Esquema do Cluster Newave/Decomp Controlador Chrome 1 Gbps Provisiona o ambiente em Cluster Trabalho (EBS) 500 Gb Master Master Node c3.8xlarge Computing Nodes Node N Node3 Node2 Cluster Newave Node1 10 Gbps 3, 5, 7, 9, 11 c3.8xlarge Elastic Computer Cloud (EC2) Elastic Block System (EBS) MIT StarCluster

27 Segurança (VPC+Criptografia) Virtual Private Cloud Cluster Newave Controlador Internet/ AWS Work Internet gtwy subnet-privada Vpn site-site subnet-pública

28 @smafra

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