云南电网有限责任公司信息中心
摘要：电力实时数据访问中间件数据中心自动化系统融合网络数据通讯技术、计算机软硬件技术、数据库及通信中间件技术于一体，中间件系统的作用至关重要，专为实施电力自动化数据中心、指挥、生产监控及管理的综合应用而精心设计的。该数据中心系统总结了较多成功的工程经验，尤其采取具备自主版权的通讯中间件和数据库中间件技术，为电网数据中心自动化系统提供借鉴。
关键词：电力实时数据访问中间件；数据中心；电力自动化；系统设计
0.引言
在功能模块上，电力实时数据访问中间件数据中心自动化系统主要划分为：系统平台、数据管理员界面、前置采集服务、SCADA服务等。
1.电力实时数据访问中间件数据访问设计
该数据中心系统采取分层开放分布式客户/服务器设计理念，建立出独立于特定硬件和操作系统环境的跨平台系统，为了电网系统提供实时的数据采集、数据处理以及数据访问，为上层应用提供电网所需要的实时数据和数据表示的各种手段。同时该数据中心系统采取中间件机制，采取先进的线程池和连接池技术以及实时消息中间件技术，这样有效地提高了系统的实时性和响应速度。
采用先进的动态N+1管理策略，完全不需所有节点都耗用同样的资源，而且还可以最大限度确保该数据中心系统的关键服务能一直保持热备用状态。这样即使系统初始配置的两台服务器都异常的情况下，也能通过动态加载其他节点成为服务器达到提供同样服务的目的，那怕该数据中心系统只有一台节点能运行，也没必要人工干预，整个系统照样能正常运行。另外，该数据中心系统采用先进的通讯中间件技术，在基本的TCP/IP通讯的基础上，同时增加了连接池和数据调用的动态路径管理技术，在基本的冗余备用基础上，有效地把系统双网采取并行运行，而且还可以在并行运行过程中通过动态策略达到双网负载的动态均衡，更有效地发挥系统双网效能。
2.数据中心系统采取数据管理员界面操作
（1）采用多层次图形设计模式，同一个图形文件可以适合不同的应用。数据管理员在人机界面上的各种操作都严格受到数据管理员权限的控制，并且数据管理员的对各种对象的关键操作都以事项的形式存放在历史数据库中。
（2）图模库一体化设计。以绘图为先导，实现电力设备建库、建模，通过图元的几何连接，自动建立电力设备之间的电气连接关系，从而在数据库中建立起EMS系统所需的物理模型。只要把一次主接线图作好，就可以根据电力设备之间的连接关系把系统的网络模型建立好，绘图、建模和建库同步进行，既提高了工作效率，又可以以图形的方式显示参数录入中的错误。同时为了提高绘图效率，系统还提供了自校、自动断线和自动学习的功能。
（3）网络拓扑分析。根据图模库一体化建立的电网模型及连接关系，系统可以方便地实现电网的带电着色等网络拓扑功能，从而更为有效地实现电网的数据中心自动化策略。
（4）事故追忆。该数据中心系统可以根据预先设置的参数追忆事故点发生前后几帧或几十帧与事故相关的遥测、遥信信息。同时事故追忆的启动方式可以选择人工启动和自动启动方式，这样就实现了智能电网调动自动化的初步阶段。
（5）电网数据中心的责任区管理。数据管理员必须同时具有该种操作权限和对该责任区的操作权限的情况下才允许对该责任区的受控设备进行操作。
（6）支持互锁模式。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为了能有效地确保对同一被控站，同时只有一个数据管理员对其进行发令遥控,数据管理员只有申请并获得遥控权后才能发遥控，数据管理员也可主动取消遥控权或超时自动取消，实现1：N的互锁模式，确保系统安全。互锁的对象可以是一个站，也可以是一个遥控点或整个责任区。
（7）软件复杂条件防误判断。遥控遥调操作中除常规的操作条件判断外，对每一个可遥控的对象系统还支持用户外加的复杂条件判断，在对控制对象进行控制之前，系统会首先检测该控制操作是否满足用户预先设定的控制条件，若满足，则对该对象的控制操作能顺利执行，否则会将该控制对象闭锁，最大限度保证安全操作。
3.数据中心系统采取前置数据采集服务
该数据中心系统采取双网双服务器冗余热备用模式，通过某个服务器故障前置采集服务的所有功能，然后立刻切换到另一个服务器来实现；另外从硬件结构上，有效地确保了前置采集服务的稳定性以及可靠性。该数据中心系统还采取关键服务的动态N＋1管理机制，也就是说如果两台服务器同时发生故障，在无人干预下，该数据中心自动化系统仍然可以把采集服务切换到其他节点上，从而继续完成所采集服务的所有功能，这就是确保了前置采集服务稳定性与可靠性。
4.数据中心系统的实时事项报警服务
该电网数据中心自动化系统实施了实时事项报警服务，把报警分为一般事项以及报警事项两个模块。对于一般事项该系统仅仅显示文字提示，但是对于报警事项则该系统还会同时进行闪烁报警、语音报警，而且这报警还必须值班员操作才会消失。另外，该电网数据中心自动化系统把报警事项按照严重程度划分几个等级，操作时系统会自动选取对应的等级报警。鉴于本数据中心自动化系统选取了先进的“责任区机制”，根据不同的事项而合理地划分为不同的责任区，报警程序会自动根据所登陆的值班员的责任区权限而合理地选择性的报警，屏蔽所登陆值班员无权限的责任区的事项。
5.数据中心系统的开放性
由于本电网数据中心自动化系统采用了符合国际标准的中间件，这样可以有效地确保了该数据中心自动化系统的开放性以及标准性，从而可以有效地方便与其他系统进行互操作和互联，真正地实现电网数据中心的自动化和开放性。
该数据中心自动化系统设计时是完全参考IEC 61970 CIM/CIS的标准，以电力设备为对象创建了统一的电力系统数据模型，为一体化系统的建设、系统间互连和数据共享打下了坚实的基础。同时该数据中心系统还可以支持三层调用的模式，客户端只需要安装电力实时系统数据库中间件，并不需要其他数据库客户端和平台运行环境，即可以实现对系统的实时数据、历史数据、参数数据以及实时报警事件的访问。该数据中心系统还可以提供WEB服务，通过浏览/服务器模式实现对电网实时画面的浏览，同时，采用物理隔离装置将SCADA网与WEB服务器隔离开来，数据流只能单向流动，有效地防止外界对SCADA系统的恶意攻击和病毒的入侵。
6.数据中心系统安全运行
为了能有效地确保本电网数据中心自动化系统能安全和稳定地运行，本系统考虑到了良好的可维护性。主要是通过采取数据加密和压缩技术，从而有效地降低系统对带宽的需求，另外，该系统还可以支持三层调用模式，所以可通过MODEM拨号的方式进行远程维护达到与当地维护相同的效果。另外，本数据中心自动化系统的日志浏览服务还提供系统运行的实时信息，对系统的故障信息用不同的颜色加以区分，而且还把系统的关键故障信息存入日志文件；通过这些日志信息，可以很快的查明本数据中心系统的故障点，快速排除电网系统故障，保证电网系统的安全稳定运行。
7.结语
电力实时数据访问中间件数据中心自动化系统融合网络数据通讯技术、计算机软硬件技术、数据库及通信中间件技术于一体，专为实施电力自动化数据中心、指挥、生产监控及管理的综合应用而精心设计的。该数据中心系统总结了较多成功的工程经验，尤其采取具备自主版权的通讯中间件和数据库中间件技术，为电网数据中心自动化系统提供借鉴。
论文作者:张振红
论文发表刊物:《防护工程》2018年第16期
论文发表时间:2018/9/28
标签：数据中心论文; 系统论文; 电网论文; 数据论文; 中间件论文; 实时论文; 责任区论文; 《防护工程》2018年第16期论文;