电力调度自动化系统中云计算技术的架构与实现

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1、电力调度自动化系统中云计算技术的架构与实现（国网疆南供电公司新疆维吾尔自治区喀什市844000）摘要：木文结合作者多年工作经验介绍，针对传统调度自动化系统存在的问题，提出基于云计算技术构建新型调度自动化系统的方法，并从系统的总体架构、信息处理子系统、信息传输子系统、人机交互子系统等方面的比较分析新老结构，认为新的调度自动化系统架构在可靠性、灵活性、安全性和经济性方面都有了大幅增加，具有一定的优势。关键词:云计算;调度自动化;架构设计0引言云计算具有整合云范围内所有物理设备资源、超高性能运算、数据的稳定存储和管理、低成木、易实现等特点。借助云计算的诸多优势，电力调度自动化系统在保证了最基础的

2、稳定性和可靠性的同时，还具备了易于扩展、性价比高的特点，统一了应用层面的管理方式，借助云计算汇总物理设备资源、终端硬件性能低要求的特点，保证了应用终端的多元化，并且减少了因为重复投资而造成的资金浪费，因为全面调度硬件资源，所以也间接地对资源配置进行了优化。1传统调度自动化系统架构存在的问题在传统调度自动化系统的架构中，通常釆用固定拓扑结构,即每台服务器固定运行一个模块以实现特定功能，通过多台服务器及多个模块的组合运用，实现调度自动化系统的完整功能。传统架构模式如图1所示。图1典型传统调度自动化系统架构这种架构模式己显示出多种弊端。a.架构繁杂，耦合度高。为保障自动化系统可靠性,传统架构为部

3、分核心模块提供双单元备用保障，在其中一个节点出现故障时,由备用节点接替原有工作。该技术的应用使系统架构变得及其庞大,且冗余节点增加困难，设备安装以及使用配置过程都非常复杂,各部件间需高度耦合兼容。b・维护难度大。虽然主要结构具有双单元备用保障,但在其余部分仍存在大量单点故障，且一旦遇到单点故障，相关排查工作难免影响到系统的完整运行。c・通用性差。不同的厂商生产各自的功能系统，不同的功能系统使用的硬件结构也不尽相同，也就需要专门的维护手段或配备专门的技术人员，难以做到统一规范。d・容灾性差。作为智能电网的神经中枢「调度自动化系统如出现故障，局部电网事件就可能会迅速扩大到整个电网，其至造成电网

4、崩溃，这就要求自动化系统须有较好的容灾性。然而传统架构下，由于各应用标准不统一'对运行环境要求严格，很难实现大范围及多数应用灾难备用。2新型调度自动化系统架构设计为解决传统调度自动化系统中存在的诸多问题，将云计算技术应用于调度自动化系统架构设计。系统整体釆用网络化架构,基本形式如图2所示。首先，调度中心和各子厂站采用通信运营商提供的数据专线业务,通过租用光纤通道接入通信传输网，并在此基础上构建VPN,建立电力调度数据网(SGDnet),调度中心的SCADA服务器与各变电站通信集成服务器都是网络中的一个节点，并按“点对多点”连接，通过VPN实现调度通信。其次，将调度主站系统进行重新封装,充分

5、利用原调度自动化系统架构中的服务器及网络设备，采用虚拟化技术将其整合为资源池。各原服务器成为池中平等的一员，拥有相同的拓扑连接方式以及相同的管理配置方式，在物理层面上具备全面双网兀余结构。主站系统各模块以虚拟机文件的形式进行封装，其具体运行资源由资源池控制中心调配。系统各模块之间的通信由虚逻辑网络完成，在物理层面上经由统一岀口与外界完成通信,形成本地云计算数据中心。图2基于云计算技术的电力调度自动化系统架构同吋，云计算数据中心建设方式可以在不同的环境下复制,整合多地的调度自动化资源，建设多个异地云计算数据中心。在此基础上实现不同地区的调度自动化系统的互联，使调度资源跨地域调用，实现应用级灾

6、难恢复机制，形成坚强的可靠性保障。多个云计算数据本地调度主站系统与异地的云计算数据中心达成协作关系，实现相互灾难恢复保障。在正常状态下，本地主站系统定吋与异地云计算数据中心完成虚拟机文件的同步工作，并建立好资源映射机制，保证在系统迁移后能够实现正常的网络通信。在发生异常吋，由于远端已经完成了虚拟机文件的同步,因此可迅速根据需求组织相关资源，并执行虚拟机文件，最终实现系统的整体异地重启。互为备份的双方建立自动与手动方式并存的侦测机制，在检测到对方故障吋进行提示，在得到管理员同意后进行灾难恢复工作，避免因长距离网络传输带来的心跳侦测失败。最后，调度终端系统以创建程序运行沙箱的形式在承载虚拟机上

7、运行多份调度应用，并通过网络向不同的终端发送。终端系统中的源程序只有一•份，多用户情况下将复制生成多个内存副本，使不同用户所使用的调度操作平台严格保证一致。在功能升级过程中，仅需要更改源程序文件，即可使全体用户同步升级。此外，网络传输的人机交互界面不仅可以传输至固定工作站，更可通过4G网络传输至现场移动设备，使调度工作更直观，更高效。为保障系统可靠性，新型调度自动化系统架构以运行内存兀余的方式代替传统架构中的关键模块备用