Arhitektura softverskog sistema za elektroenergetske proračune zasnovana na mikroservisima

Abstract

DMS sistem je sistem koji povećava efikasnost, upravlja, nadgleda optimizuje rad i sprečava preopterećenja u elektroenergetskim mrežama. U ovoj doktorskoj disertaciji se proučava takav jedan sistem čije je vreme odziva od značaja sa svim njegovim elektroenergetskim proračunima, koristeći mikroservise. Na osnovu analize svih elektroenergetskih proračuna data je arhitektura jednog takvog sistema za prelazak sa monolitnog na mikroservisno okruženje. Arhitektura se oslanja na mikroservisnu arhitekturu, gde je jedan servis podeljen na više mikroservisa, koji svaki za sebe obavlja svoju poslovnu logiku. Nakon faze istraživanja i sagledavanja jedne takve arhitekture svih elektroenergetskih proračuna jednog DMS sistema na mikroservisno okruženje, napravljen je prototip na cloud-u i za platformu korišćen je Microsoft Service Fabric. Za testiranje takve arhitekture je birano dva elektroenergetska proračuna koji su najznačajniji u jednom DMS sistemu, a to su topološka analiza i tokovi snaga. Testovi su izvršeni u šest eksperimenata gde se vrši analiza i za monolitnu i za mikroservisnu arhitekturu. Hipoteze doktorske disertacije su adresirane kroz postupak primene cloud-a u jednom DMS sistemu, primene jedne takve arhitekture i dokazivanje da primena u mikroservisnom okruženju daje bolje rezultate nego u monolitnom okruženju.

Distribution Management System (DMS) is a system that enhances efficiency, manages, supervises, optimizes, and prevents overloading of the electricity networks. This dissertation explores such a system based on microservices and whose response time is significant as it relates to its electric power calculations. Based on the analysis of these calculations, this dissertation also offers the architecture of such a system, and thus enables the transfer from a monolithic to a microservice-based environment. This microservice-based architecture is divided into multiple microservices, each of which performs its individual bussines logic. After relevant extensive research and exploration, a prototype of this architecture was created on the cloud, using Microsoft Service Fabric as a platform. In testing this prototype, two electric power calculations that are most significant in a DMS system were chosen: topological analysis and power flows. Six experiments were conducted in which the analyses for the monolithic and microservice-based architecture were performed. The thesis hypotheses are addressed through the cloud application process within a DMS, showing that the application of such an architecture yield better results in a microservice-based environment than in a monolithic one.