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Transformando a nuvem em
energia no ONS
Sérgio Mafra Líder Inovação TI
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Quem é o ONS ?
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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.
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O SIN atende 98% do
consumo de eletricidade
do Brasil.
SIN - Sistema Elétrico Brasileiro
Sistemas
IsoladosAmazônia Legal
2% do Mercado
Predominantemente Térmico+ 300 localidades
isoladas-
Modelo predominantemente
hidroelétrico com grandes
reservatórios e
grandes interligações.
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Capacidade Instalada (MW) do SIN em 31/12/2014
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Área de atuação do ONS
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Gestão dos reservatórios e
despacho de térmicas
Operação da Geraçãoe Transmissão de alta
tensão
Despacho de térmicas para
atender segurançado SIN
Evitar ocorrênciae efeitos de déficits(blackouts)
Segurança da Operação a custo
mínimo
SegurançaCusto
Desafio do ONS
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Ciclo de planejamento do ONS
Usar ÁguaHidrelétrica
Usar térmicas complementar geração hídrica
OK
Déficit de Energia(corte de carga)
Vertimento(desperdício)
OK
Decisão?
custo imediato custo futurocusto total
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médio prazo
horizonte: 5 anosetapas: mensais
curto prazo
horizonte: 2-6 mesesetapas: semanais
programação diária
horizonte: 1 semanaetapas: ½ hora
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).
Modelos Matemáticos
Ciclo de planejamento do ONS
Newave in the Cloud
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Gerenciador
ProcessamentoParalelo
10 servidores(2 CPUs de 4 cores)
Fonte de
Alimentação
Situação atual ONS:
• Ambiente Newave e Decomp
rodando em Linux com distribuição
de tarefas por cada CPU.
Rede Local: 1 Gbps
Escopo do Newave:
• Execução mensal de 4 cenários
para atendimento ao PMO;
• Duração média de 2,5 horas por
cenário.
Dimensionamento AWS:
• 1 Elastic Compute Unit (ECU) = 1,2 Ghz
• 80 cores de 3 Ghz Zeon X5365
80 x 2,5 = 200 ECU (base)
Newave: Cluster “Ground” (2012)
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Setor Elétrico = Conservadorismo
1860
1879
Thomas Edson
Graham Bell
Antonio Meucci
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Decomp
“We need more power”
NewaveWeatherForecast
Processamento Paralelo
Como os modelos rodam hoje?
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“Meu trabalho é muitoimportante… prioridade!!!”
Como os modelos rodam hoje?
Capacidade ESGOTADA!!!
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Sistema Elétrico e Cloud Computing
InternetData Centers
Consumidores
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Tipos de Aplicação - Elasticidade
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Tipos de Aplicação - Elasticidade
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HPC = Fit perfeito para Cloud...
1. 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.
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Provedor: Amazon Web Services (AWS)
Presença no Brasil
Infraestrutura Global
Serviços Base
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Acelerador: MIT StarCluster
Elastic Compute Cloud
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Cluster 1 Cluster 2
Clusters: MIT StarCluster
Cluster 3
Config
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E como mudamos a cultura?
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SHOW me the results..
E como mudamos a cultura?
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Mas precisávamos sair do circuito...
1. Self Service
3. Contabilização2. Controle de Uso
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Com o Portal HPC... 1. Self-Service
NomeCluster
IPMaster
Tempo“Up”
Num. de Nós
“Onofre”
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2.Controle
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3.Contabilização...
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Virtual Private Cloud
Work
Private Subnet Public Subnet
HPC Cluster Controller
Internet/AWS
VPN site-site
Internet
Gateway
Segurança
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Trabalho(EBS)
Elastic Computer Cloud (EC2)
Elastic Block System (EBS)
MIT StarCluster
500 Gb
Cluster Newave
1 Gbps
10 Gbps
Controlador
Master
Node1
Node3
Node N
Esquema do Cluster Newave/Decomp
Provisiona o
ambiente em
Cluster
ComputingNodes
3, 5, 7, 9, 11c3.8xlarge
MasterNode
c3.8xlarge
Node2
Chrome
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Infrastructure as code
HPC agora é pessoal
Mudança de Cultura
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• Capacidade não é mais limite.
• Os estudos não precisam se adequar ao hardware
disponível. A imaginação dos engenheiros é livre
agora.
• As rodadas ficaram 30% mais rápidas e 20% mais
baratas.
• O “refresh” tecnológico anual na nuvem permite
sempre ter capacidade computacional atualizada, sem
ter que ficar preso 5-7 anos no cluster terrestre.
• A experiência com uso de Clusters nos permitiu iniciar
a Prova de Conceito em Big Data para sensores.
Resultados
