Resumo da Tese apresentada à COPPE/UFRJ como parte dos requisitos necessários para a obtenção do grau de Mestre em Ciências (M.Sc.)

Processamento Paralelo em CUDA Aplicado ao Modelo de Geração de Cenários Sintéticos de Vazões e Energias - GEVAZP

André Emanoel Rabello Quadros

Março/2016

Orientador:

Carmen Lucia Tancredo Borges

Programa:

Engenharia Elétrica

      No problema de planejamento da operação hidrotérmica, a função do custo futuro da operação é calculada considerando a incerteza das afluências futuras. A geração de cenários sintéticos de afluência é utilizada por modelos de otimização do planejamento de médio e curto prazo, que percorrem uma árvore de afluências definindo a alocação ótima do uso da água dos reservatórios e da geração térmica, ao longo do período de estudo. Este trabalho apresenta uma metodologia de programação paralela em GPU, utilizando a plataforma de programação CUDA, aplicada ao modelo de geração de cenários sintéticos de vazões e energias - GEVAZP, que é utilizado oficialmente no sistema brasileiro. A proposta atuou no processo de agrupamento dos cenários. Na solução em CUDA, as distâncias entre as vazões e os centróides dos grupos são calculadas em paralelo na GPU, e seu resultado utilizado no algoritmo de agrupamento, na CPU. Explorando a independência entre os cenários pertencentes a um mesmo período, foi proposta também uma solução em MPI, aplicando técnicas de computação paralela em cluster de computadores, dividindo-se a tarefas da geração de cenários entre os processadores do cluster. As propostas em MPI e CUDA foram integradas em uma solução híbrida, se beneficiando das duas abordagens, aumentando o ganho de desempenho final. Os resultados obtidos em casos reais mostram que a solução paralela obteve ganhos de desempenho expressivos, apresentando redução do tempo computacional de até 42 vezes em relação à versão serial.