基于云计算的电力数据中心基础架构及其关键技术

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1、第３６卷第１１期Ｖｏｌ．３６Ｎｏ．１１２０１２年６月１０日Ｊｕｎｅ１０，２０１２ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１０２６．２０１２．１１．０１２基于云计算的电力数据中心基础架构及其关键技术王德文（华北电力大学控制与计算机工程学院，河北省保定市０７１００３）摘要：为了适应新一代数据中心的发展趋势，并满足智能电网的需要，提出了基于云计算的新一代电力数据中心的基础架构。分析了现有电力数据中心的逻辑结构与功能，采用虚拟化技术对电力数据中心的服务器进行虚拟化，提高资源利用率，保障电力数据中心的高可用性和可伸缩

2、性。设计了基于Ｈａｄｏｏｐ的电力数据中心云计算平台，为智能电网的各个业务系统、数据挖掘与辅助决策支持等应用提供海量数据的存储、管理与计算环境。提出现有电力数据中心向云计算的分阶段迁移策略，以保障平稳过渡。关键词：云计算；智能电网；数据中心；虚拟化；Ｈａｄｏｏｐ０引言据中心的数据量将剧增，对海量智能电网信息的存储与处理将提出更高的要求。数据量的剧增，将造信息集成是消除企业内信息孤岛、实现信息共成电力数据中心规模的增大，带来的问题是碳排放享、提供决策支持的核心技术，而数据中心是信息集和耗电量的不断激增，全球权威机构Ｇａ

3、ｒｔｎｅｒ调查［１］成系统的基础，具有重要的学术和应用价值，一直显示，信息技术行业每年的二氧化碳排放量约为是近年来的研究热点，也是电力企业在坚强智能电［２］３５００万ｔ，占全球总排放量的２％，数据中心成为碳网关键设备（系统）研制规划中力争解决的重点问［８］排放大户，而数据中心服务器的资源利用率普遍题之一。［９］很低，平均在１０％～３０％之间，因此绿色高效与为了实现信息共享和应用集成，电力企业正在高可用性已经成为电力数据中心应重点解决的问题研究建立智能变电站数据中心、电力调度中心统一之一。另外，目前电力数据中心采用总

4、部与网省公数据平台、配电网信息集成平台以及企业信息平台司的两级分布式结构，面对数据中心数据大集中的［３－６］等。国家电网公司在公司总部和各个网省公司发展趋势，应进一步聚合数据资源，解决数据交换瓶构筑了由数据中心、数据交换、应用集成、企业门户颈问题，提供统一的数据中心监控管理平台，降低管等部分组成的一体化企业级信息集成平台，并于理成本。２０１１年５月在北京、上海、西安建设了集中式信息自从Ｇｏｏｇｌｅ首次提出云计算概念后，亚马逊、系统灾备中心，以保障数据安全。电力数据中心和微软和雅虎等公司相继提出了各自的云计算解决方灾

5、备中心作为电力企业信息资源的存储、处理和备［１０］案，美国、韩国、中国等政府相继宣布了国家云计［７］份中心，对于实现信息的纵向贯通和横向共享起算发展战略，将云计算提升到前所未有的高度，云计到至关重要的作用，但是，目前的电力数据中心还远算技术已经成为近年来国内外的热点研究问未达到智能电网与新一代数据中心所要求的海量数［１１－１４］题。由于云计算可以满足新一代数据中心对据存储与计算、自动化管理、节能环保与高可用性的网络、存储与计算的业务需求，并能提供丰富的应用水平。服务，数据中心已成为云计算发展最快的领域，部分电力数据

6、中心目前日均新增数据记录５０００万大型企业相继开展各自云计算数据中心的研发，例余条，还尚未完全接入企业资源计划、调度自动化、如中国移动的“大云”、中国电信的“ｅ云”与中国联状态监测、空间地理、气象等系统的数据，特别是随通的“互联云”等。着可再生能源以及分布式电源的不断接入，电力数本文在分析现有电力数据中心的逻辑结构与功能的基础上，研究了服务器虚拟化与虚拟机的实时收稿日期：２０１１－１１－０４；修回日期：２０１２－０４－１１。迁移，并对现有电力数据中心的服务器等资源进行国家自然科学基金资助项目（６１０７４０７８）；中

7、央高校基本科研虚拟化，提高资源利用率。设计了基于Ｈａｄｏｏｐ的业务费专项资金资助项目（１２ＭＳ１１３）。电力数据中心云计算平台，为智能电网的业务系统、—６７—２０１２，３６（１１）数据挖掘与辅助支持等高级应用提供海量数据存２基于云计算的新一代电力数据中心储、管理与高性能计算环境。为保障现有电力数据２．１电力企业云计算数据中心的基础架构中心向云计算平稳过渡，提出分阶段的过渡策略。采用云计算技术对现有的电力数据中心进行改１现有的电力数据中心进，建立面向智能电网的新一代电力数据中心，其基础架构如图２所示。现有电力企业数据

8、中心的核心功能主要包括数据获取、数据存储与管理、数据访问，其逻辑结构如图１所示。图１现有电力企业数据中心的逻辑结构Ｆｉｇ．１Ｌｏｇｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｅｘｉｓｔｉｎｇｄａｔａｃｅｎｔｅｒｉｎｅｌｅｃｔｒｉｃｐｏｗｅｒｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ数据获取层通过提取、转换和加载（ＥＴＬ）提取来自安全生产、营销管理、物资管理、财务资金、人力资源、协同办公、项目管理