摘要：电力调度自动化系统与电网运行监控、故障处理的关系越来越密切，广泛应用新型电力调度自动化系统将转变电网以往的调度方式。提升电网调度的自动化水平，对降低调控人员的工作量、提升电力系统的运行水平都有着重要的意义。本文主要介绍云计算技术的内涵、特征和虚拟化技术，以云计算技术为基础设计电力调度自动化的系统架构，构建电力调度信息化平台，并对比传统调度系统架构和新型调度系统架构。
关键词：云计算技术 电力调度 自动化系统架构
引言：
云计算是以现有技术为基础的一种开放型计算方式，借助虚拟化技术提供给用户方便、随时随地可访问的网络，虚拟化技术主要借助可以配置的共享计算资源，比如服务、应用、存储、服务器、网络等。相比传统的计算方式，云计算的主要特点是：（1）网络访问更加广泛。计算资源不限制在本地，借助互联网，用户可以直接访问，享受高性能的计算水平和云资源池内的共享资源。（2）弹性架构快速化。云计算架构能结合用户在时间、空间上的要求，动态化快速获得、扩容、缩减和关闭资源规模。（3）经济效益高。云计算缩减了本地的物理建设，人员配置降低，不需要再维护本地的基础架构。与此同时，可靠的云计算架构能大大降低业务中断的损失，经济效益比较显著。
1.云计算的虚拟化技术
1.1 硬件虚拟化
可以将硬件虚拟化理解成多了一个虚拟化层，且虚拟化层是抽象的，能隔离操作系统和物理硬件。在虚拟化层之上，操作系统被当做文件来运行，从而提升利用计算资源的效率与灵活性，维护工作量也得到减少[1]。借助硬件虚拟化能把一台服务器转变成多个虚拟机，各虚拟机都能独立运行应用软件与操作系统，同时各虚拟机间负载能实现实时互补，一方面能提升资源利用的效率，另一方面也能确保各个应用的使用性能，实现管理成本、节约运行的目标。
1.2 应用虚拟化
应用虚拟化主要是虚拟服务器的应用程序，将其变成本地客户端的技术。在管理电脑时，管理员不用将应用程序逐个安装到每台电脑中，只要将所有应用安装到一台承载服务器中，之后借助应用虚拟化技术把承载服务器的人机界面呈现到智能移动终端、轻型工作站、客户端等设备中，就能够使用所需要的应用程序。应用虚拟化不同于桌面虚拟化，并不需要将整套桌面发送给用户，只要发送应用程序给用户。在将多个应用发送给多个用户的时候，只要在承载机中运行若干独立副本分别发送即可。
2.以云计算技术为基础设计电力调度自动化的系统架构
传统调度的主动化系统一般使用固定的拓扑结构，其主要弊端是：其一，架构繁杂，有较高的耦合度。其二，后期维护难度大。其三，通用性较差。其四，容灾性较差。为解决这些问题，在设计电力调度自动化的系统架构时应用了云计算技术。系统整体使用了网络化架构：（1）调度中心与各个子厂站借助通信运营商提供的数据专线，利用光纤通信和通信传输网连接，并以此为基础建立VPN，构建电力调度的数据网。各个变电站集成通信的服务器、调度中心SCADA都属于网络一个节点，同时依据点对多点的方式实现有效连接，利用VPN进行调度通信[2]。（2）重新封装调度主站，借助传统调度自动化架构的网络设施和服务器，通过虚拟化技术整合成资源池。原来的各个服务器都变成资源池的一个部分，拓扑连接的方式相同，配置的管理方式也相同，物理水平上拥有全面双网的冗余结构。调度中心主站系统中的各个模块通过虚拟机文件方式封装，资源池的控制中心对实际运行资源进行调配。系统各个模块借助虚拟逻辑网络实现通信，物理水平上通过统一出口实现与外界的通信，构成本地云计算的数据中心。（3）云计算数据中心可以在不一样的环境中复制建设方式，对多地调度自动化的资源加以整合，从而构建若干异地的云计算数据中心。以此为基础互联不同区域调度自动化的系统，实现跨地区调用调度资源的目标，形成应用级恢复灾难的机制，保障更加可靠。云计算数据通过多个本地调度主站和异地云计算数据中心建立合作关系，达到灾难时相互恢复的目的。正常情况下，本地的主站系统和异地云计算的数据中心定期达成虚拟机文件同步的工作，同时构建映射资源的良好机制，确保在迁移系统之后也能确保网络通信正常。在出现异常情况时，因远端已同步虚拟机文件，能马上依照需求整合有关资源，实施虚拟机文件，达到异地重启系统整体的目标。
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3.以云计算技术为基础构建电力调度信息化平台和技术
3.1 借助云计算技术建立电力调度的信息化平台
建立电力调度的信息化平台需要采取的措施是：其一，建立电力公司私有云。建设私有云就是为机构或企业提供单独的应用服务，因此能在一定程度上控制有关数据、服务质量和安全性。能把私有云部署到有关企业数据核心的防火墙内部，也可以部署到主机托管的安全区域中。如今，各级电网都已经具备了存储资源和处理器资源，因此私有云的建立一方面是为了转变计算机当前的布局，另一方面是为了将当前电力系统信息化网络的物理构架最大化地应用，同时为当前各项任务计算、分配和存储资源[3]。其二，以云计算技术为基础构建电力调度的信息化平台。在电力调度的信息化平台中，最为关键的是优化规整各类资源与大规模异构信息，并提供给对应电网一定的集约化资源，从而构建有效的数据中心。
3.2 实现电力调度信息化平台的技术
针对电力调度的信息化平台特征和电力系统中应用云计算技术的可行性，构建电力调度的信息化平台框架，以云计算技术为基础呈现虚拟化的各类资源，同时借助分布式冗余的储存系统和列储存对有关数据进行储存和管理，从而保障电力调度的信息化平台数据都具备高效的管理性能与可靠性。同时，将Map Reduce作为基础设计并行处理数据，从而提高平台并行计算的性能，开发并行通用的高效算法。另外，云计算技术可以应用廉价服务器集群，不限制服务器型号，从而能应用调度单位的闲置服务器资源，不但能使构建成本得到有效降低，而且也能防止重复投资。
4.传统系统架构和电力调度自动化系统架构
在总体架构方面，传统架构是资源本地化，而新型架构是资源网络化。在信息处理的子系统方面，传统架构拥有双单元核心服务器作为备用，在出现故障的时候能实现物理切换，可以承担一个单元出现异常，无法实现远程灾难的恢复；新型架构的全部服务器都可以互为备用，在出现故障后同步切换内存，可以承担n-1台服务器出现异常，同时多地互相是彼此的灾难备用站点[4-6]。在信息传输子系统方面，传统架构使用专用的远东通道，主要采取点对点形式；新型架构则调度虚拟的专用数据网，网络结构为点对多点。在人机交互子系统方面，传统架构是Web服务，具有管理工作站和调度工作站；新型架构也是Web服务，具有授权移动终端和虚拟工作台。
以云计算技术为基础的电力调度自动化系统架构，借助虚拟化技术把传统各个服务器变成云计算数据中心实施统一化管理[7]。新型电力调度自动化系统架构的主要优势是：（1）软件和硬件实现解耦。自动化调度系统各个模块不会再对特定服务器产生依赖，而是通过虚拟机方式被集群控制中心管理，运行资源有明确的指定。同时，硬件部分发生改动也会对资源池运行虚拟机造成影响。（2）具有虚拟机系统，能以文件方式进行管理。文件这种对象能整体传输，同时能便捷地删除、修改和创建。系统各个模块在变成文件之后，代表能以文件方式管理，可以在资源池上完成复制、修改和移动等工作，配合监测手段，可靠性更高。（3）多台服务器实现集中化管理。管理单位是资源池，借助管理中心能监控虚拟机和全部服务器的运行状态，同时操作任意环节，维护系统的难度大大降低。
5.结语
以云计算技术为基础设计的电力调度自动化系统架构，相比传统架构更加稳定可靠，能实现电力系统之间的信息交互，同时存储空间和计算能力也能得到提升，其应用前景更加广阔。
参考文献：
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论文作者:戴上,仇晨光,熊浩,尤伟
论文发表刊物:《基层建设》2018年第16期
论文发表时间:2018/7/19
标签：架构论文; 电力论文; 技术论文; 资源论文; 系统论文; 服务器论文; 自动化系统论文; 《基层建设》2018年第16期论文;