引言

電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)是電網(wǎng)運(yùn)行指揮中樞，負(fù)責(zé)監(jiān)視和控制電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、變電和配電設(shè)備的安全運(yùn)行，對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行起著重要作用。失去監(jiān)視控制和調(diào)度管理后，局部電網(wǎng)事件很可能會(huì)迅速擴(kuò)大到整個(gè)電網(wǎng)，甚至造成電網(wǎng)崩潰。2008年1月份國(guó)內(nèi)南方地區(qū)的冰雪災(zāi)害、5月份“汶川”發(fā)生的特大地震等一系列嚴(yán)重自然災(zāi)害，對(duì)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)提出了嚴(yán)峻的考驗(yàn)，為保證不間斷的電網(wǎng)監(jiān)控和調(diào)度，迫切需要建立電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化災(zāi)備系統(tǒng)。隨著國(guó)內(nèi)智能電網(wǎng)的提出，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定高效自愈運(yùn)行目標(biāo)對(duì)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性、容災(zāi)能力提出了更高的要求。

在“十二五”期間，國(guó)家電網(wǎng)公司十分重視電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化災(zāi)備系統(tǒng)的建設(shè)并制定了規(guī)劃。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)等信息技術(shù)的進(jìn)步，尤其是云計(jì)算技術(shù)的飛速發(fā)展，為新型的基于服務(wù)器虛擬化技術(shù)的云災(zāi)備系統(tǒng)建設(shè)提供了條件。依托全網(wǎng)分布建立的災(zāi)備中心，通過(guò)構(gòu)建面向服務(wù)的災(zāi)備平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)基于底層網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲(chǔ)等分布式資源的虛擬化云計(jì)算服務(wù)，按需為電力調(diào)度中心用戶提供網(wǎng)絡(luò)化的災(zāi)備服務(wù)，并通過(guò)自身保護(hù)機(jī)制進(jìn)一步保證用戶災(zāi)備數(shù)據(jù)的可用性和安全性。

目前電網(wǎng)中災(zāi)備系統(tǒng)建設(shè)方案較多，并沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，許多災(zāi)備系統(tǒng)設(shè)計(jì)并不合理，存在過(guò)多冗余和系統(tǒng)資源浪費(fèi)，或者備用容量不夠，在發(fā)生大的故障時(shí)達(dá)不到系統(tǒng)備用的要求。針對(duì)這一問(wèn)題，本文首先提出了電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化災(zāi)備系統(tǒng)評(píng)價(jià)方案，然后對(duì)各備用系統(tǒng)方案進(jìn)行優(yōu)化分析，最后結(jié)合云平臺(tái)技術(shù)，提出云災(zāi)備系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。

1 災(zāi)備系統(tǒng)效用模型

對(duì)于災(zāi)備系統(tǒng)進(jìn)行效用分析是評(píng)價(jià)系統(tǒng)可行性的一項(xiàng)重要內(nèi)容，可以給電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化災(zāi)備系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與建造提供參考。

1.1 影響因素

對(duì)于災(zāi)備系統(tǒng)，以下4個(gè)方面是影響其投資成敗的主要因素。

1)備用容量

調(diào)度系統(tǒng)的兩大特點(diǎn)就是大數(shù)據(jù)量與大計(jì)算量，而海量數(shù)據(jù)是當(dāng)前的主要瓶頸，考核備用容量的重要指標(biāo)就是服務(wù)器的數(shù)據(jù)量，將系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量作為地區(qū)i的備用容量Qi。

2)設(shè)備投入

設(shè)地區(qū)i的設(shè)備投入為Pi，則服務(wù)器投入與備用容量關(guān)系為：

P i=aCpriQi

式中：Cpri為存儲(chǔ)成本價(jià)格;α為備用強(qiáng)度。

3)地區(qū)災(zāi)難概率分析

設(shè)地區(qū)i的災(zāi)難概率為pi，所有人為、自然災(zāi)害對(duì)服務(wù)器造成的破壞，最終表現(xiàn)形式為：①硬件層面故障，包括傳輸故障、存儲(chǔ)故障;②服務(wù)層面故障，包括操作系統(tǒng)故障、應(yīng)用服務(wù)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(tái)風(fēng)、網(wǎng)絡(luò)病毒等。層次關(guān)系如圖1所示。

圖1 影響服務(wù)器的災(zāi)難層次分析圖

設(shè)各底層事件在地區(qū)i發(fā)生的概率如下：火災(zāi)事件pf、臺(tái)風(fēng)事件pt、地震事件pe、雷擊事件ps、網(wǎng)絡(luò)安全事件pn、病毒事件pv。假設(shè)底層事件的發(fā)生是相互獨(dú)立的，那么地區(qū)i任一底層事件發(fā)生的概率為：

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

4)災(zāi)難損失

災(zāi)難造成的負(fù)面損失Ci主要包括如下方面：①直接損失，即設(shè)備損壞的損失，是固定值;②間接損失，即因?yàn)殡娋W(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)壞掉對(duì)電力調(diào)度造成的潛在損失，與恢復(fù)時(shí)間t有關(guān)系。

設(shè)在地區(qū)i建立一個(gè)工作站需要設(shè)備投資為Ii，災(zāi)難損失程度系數(shù)為λi，該系數(shù)不僅描述了當(dāng)災(zāi)難發(fā)生時(shí)的設(shè)備損失程度(災(zāi)難發(fā)生時(shí)設(shè)備的損毀代價(jià)為λiIi)，而且反映了數(shù)據(jù)損失的程度，而一般意義上，數(shù)據(jù)損失程度越大，恢復(fù)其正常工作所需要時(shí)間將越長(zhǎng)，即