引言

電網調度自動化系統是電網運行指揮中樞，負責監視和控制電力系統的發電、輸電、變電和配電設備的安全運行，對電力系統的安全穩定運行起著重要作用。失去監視控制和調度管理后，局部電網事件很可能會迅速擴大到整個電網，甚至造成電網崩潰。2008年1月份國內南方地區的冰雪災害、5月份“汶川”發生的特大地震等一系列嚴重自然災害，對電網調度自動化系統提出了嚴峻的考驗，為保證不間斷的電網監控和調度，迫切需要建立電網調度自動化災備系統。隨著國內智能電網的提出，電力系統的穩定高效自愈運行目標對電網調度自動化系統的可靠性、容災能力提出了更高的要求。

在“十二五”期間，國家電網公司十分重視電網調度自動化災備系統的建設并制定了規劃。

隨著計算機技術、通信技術、數據庫技術等信息技術的進步，尤其是云計算技術的飛速發展，為新型的基于服務器虛擬化技術的云災備系統建設提供了條件。依托全網分布建立的災備中心，通過構建面向服務的災備平臺，實現基于底層網絡、計算、存儲等分布式資源的虛擬化云計算服務，按需為電力調度中心用戶提供網絡化的災備服務，并通過自身保護機制進一步保證用戶災備數據的可用性和安全性。

目前電網中災備系統建設方案較多，并沒有一個統一的評價標準，許多災備系統設計并不合理，存在過多冗余和系統資源浪費，或者備用容量不夠，在發生大的故障時達不到系統備用的要求。針對這一問題，本文首先提出了電網調度自動化災備系統評價方案，然后對各備用系統方案進行優化分析，最后結合云平臺技術，提出云災備系統設計方案。

1 災備系統效用模型

對于災備系統進行效用分析是評價系統可行性的一項重要內容，可以給電網調度自動化災備系統的設計與建造提供參考。

1.1 影響因素

對于災備系統，以下4個方面是影響其投資成敗的主要因素。

1)備用容量

調度系統的兩大特點就是大數據量與大計算量，而海量數據是當前的主要瓶頸，考核備用容量的重要指標就是服務器的數據量，將系統的數據量作為地區i的備用容量Qi。

2)設備投入

設地區i的設備投入為Pi，則服務器投入與備用容量關系為：

P i=aCpriQi

式中：Cpri為存儲成本價格;α為備用強度。

3)地區災難概率分析

設地區i的災難概率為pi，所有人為、自然災害對服務器造成的破壞，最終表現形式為：①硬件層面故障，包括傳輸故障、存儲故障;②服務層面故障，包括操作系統故障、應用服務故障。

上述2種故障的更底層(直接)事件可能如下：失火、雷電、臺風、網絡病毒等。層次關系如圖1所示。

圖1 影響服務器的災難層次分析圖

設各底層事件在地區i發生的概率如下：火災事件pf、臺風事件pt、地震事件pe、雷擊事件ps、網絡安全事件pn、病毒事件pv。假設底層事件的發生是相互獨立的，那么地區i任一底層事件發生的概率為：

pi =1-(1-pf)(1-pt)(1-pe)˙(1-ps)(1-pn)(1-pv) (2)

4)災難損失

災難造成的負面損失Ci主要包括如下方面：①直接損失，即設備損壞的損失，是固定值;②間接損失，即因為電網調度自動化系統壞掉對電力調度造成的潛在損失，與恢復時間t有關系。

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