電網調度云災備系統優化分析與設計

2013-12-03 10:26:36 北極星電力信息化網　點擊量：評論 (0)

災難事件的發生對電網調度自動化系統造成損害，使得電網監控和調度中斷、電網運行失去控制，對所屬區域電網造成極大的影響。智能電網的提出對電網可靠性與容災能力提出了新的要求，迫切需要建立電網調度自動

設在地區i建立一個工作站需要設備投資為Ii，災難損失程度系數為λi，該系數不僅描述了當災難發生時的設備損失程度(災難發生時設備的損毀代價為λiIi)，而且反映了數據損失的程度，而一般意義上，數據損失程度越大，恢復其正常工作所需要時間將越長，即λi同時也可以描述恢復所需時間。

假定服務器日常動力、維護費用為常值v，在不同地區發生同樣程度災害不存在修復速度差異，災難發生服從T分布，即某災難第1次發生概率與重建后的再次發生概率相同。那么在地區i從最初設備投資到發生某種災難所花費的代價為：

災難損失程度系數λi應該服從正態分布;pi與所選地區有關，即不同地區某類災難事件發生概率不一致，這也就為備用服務器(災備中心)選址奠定了基礎。一般要求同一災難事件在主服務器和備用服務器同時發生的概率盡可能小，某幾起災難同時發生的概率極低。

上述分析為在某地建立服務器(主服務器或備用服務器)所需物質代價評價提供了理論依據。另一方面，災難事件發生導致數據的損失可描述如下：定義某主服務器存儲量為R，那么某次損失掉的數據r=λiR。

災難損失數據定義了備用服務器最低容量。極端情況下，主服務器所有數據可能都會損失掉，為保證絕對安全，備用服務器保險容量至少不低于主服務器容量。那么，如何優化配置備用服務器容量就涉及主—備用服務分布策略。

1.2 評價函數

根據對上述4項影響因素的分析，一個災備系統的好壞主要從投資和災難損失2個方面進行評價，在保證災備系統可靠性的前提下，投資越少，災難損失越小，災備系統越優，因此災備系統的評價函數為：

minF =ΣPi+ΣCipi

F 越小，災備系統效用越好。

2 災備系統優化分析

根據現在電網調度自動化系統中的實際情況，電網調度災備系統主要有建設專門的災備系統及與其他系統互為備用2種建設方案。

建設專門的災備系統主要有以下4種策略。

1)一主多備：即一個主服務器配置多個獨立的備用服務器。該策略可靠性最高，但投資巨大，系統中很少采用。

2)一主一備：即一個主服務器配置一個獨立的備用服務器。該策略一般將備用服務器配置在異地，同時發生故障的概率非常小，可靠性很高，但投資較大，主要適用于對調度自動化系統可靠性要求很高的系統，如省級及以上電網調度。

3)多主一備：即多個主服務器配置一個中央災備中心備用服務器。這樣一方面降低了建設費用，另一方面由于數據輸入/輸出的動態屬性，存儲空間使用效率更高(即節約存儲空間)，但是發生重大災難時，備用一旦失效將導致系統全部失效，風險較大。

4)分布式一體化互備：按照冗雜存儲設計，數據可用性提高，即災備效率更高，同時對空閑存儲資源利用更好。

由于地震、火災等災難性事件發生的概率很小，建設專用的電網調度自動化災備系統的投入較大，可利用省、地、縣建設無人(少人)值班變電所集控中心與備用系統的機會，將本地集控系統與其他地區電網調度自動化系統建設成互備系統，無需大量增加投入就能增強電網調度自動化系統備用效果。這種異地互備方式無須另建專門的備用系統，可節約投資，但對下級調度中心的系統有較高的要求，包括系統的建模范圍、數據規模、通信條件等。

集控/調度互備系統的典型設計方案如圖2所示，2套系統的硬件配置滿足獨立運行的技術要求。正常情況下，2套系統相互獨立運行，各司其職。但當一套系統發生故障后，另一套系統能完全接替其相應的功能，實現互為備用。

圖2 集控/調度互備系統典型設計方案

典型設計方案中，調度系統和集控系統采集同一數據網中的數據，具有平級關系，另外還可以實現上下級集控/調度系統的分層互備方案設計，如圖3所示，上層為上級數據采集與監控(SCADA)集控系統/能量管理系統(EMS)調度系統，下級為管轄區域內的集控系統。當任一集控系統故障時，調度系統能夠快速接管集控系統的功能，實現對集控系統的完全備用;當調度系統故障時，各集控系統分別承擔其管轄范圍內廠站的SCADA 功能，對調度系統起到部分備用的作用，若干套集控系統一起實現對調度系統的完全備用功能。