基于调度自动化系统的历史数据存储方案论文

基于调度自动化系统的历史数据存储方案论文

　　摘要：电是一种特殊的产品，其特点是同一时刻发、供、用必须保持平衡和稳定。因此，作为生产指挥中心的调度首先必须掌握生产过程的实际情况，然后才能做出正确的判断，进行必要的干预，使生产过程尽可能地维持在最佳状态，所以采集实时数据对生产过程进行监视和控制是科学管理生产的基础。

　　关键词：电力系统调度自动化;数据备份系统;网络安全;临安电力;虚拟带库中图分类号：TPI 文献标识码：A 文章编号：1009-0118( 2010 )-02-0066-02

　　一、调度自动化系统简介

　　电是一种特殊的产品，其特点是同一时刻发、供、用必须保持平衡和稳定。因此，作为生产指挥中心的调度首先必须掌握生产过程的实际情况，然后才能做出正确的判断，进行必要的干预，使生产过程尽可能地维持在最佳状态，所以采集实时数据对生产过程进行监视和控制是科学管理生产的基础。随着电网的普及全国的每个角落，变电所太多距离调动指挥中心距离较远，要对各变电所生产过程进行实时监视和控制，就必须采用专门的措施来克服由于相距遥远所带来的困难，为了适应这种客观需要，逐步发展了远动技术，这对于监视科控制变电所系统运行的一个十分有利的工具，它是实现电力系统实时调度和进一步实现调度管理自动化的基础。

　　调度自动化系统从设备内容上可以分为厂、站端部分和主站端部分，见图l。厂站端部分的设备早期主要是由RTU和变送器等常规设备组成，完成的功能是采集变电站的主要遥测、遥信信心和执行遥控、遥调命令，随着数字式保护设备的发展，逐步形成了变电站的综合自动化系统。主站端设备又称为调度端设备，它包括前置系统和计算机系统。

　　二、调度自动化系统数据的重要性

　　调度自动化系统实时连接着整个电网的各种继电保护保护和安全装置，因此，调度自动化系统的安全关系着整个电网的安全，由于调度自动化系统中存在着大量的数据，一旦出现问题，首先是软件系统和大量的数据遭到破坏，而数据的丢失或破坏，对于调度自动化系统来说是致命的。

　　随着电网业务的飞速发展，对rr系统的依赖性随之增加，存储在计算机系统中的数据已经成为企业最珍贵的财富，一旦由于某种原因造成数据永久性丢失，不但会给企业的运作带来极大的困难，企业的信誉也必将受到致命的打击，还会给电网造成不可估量的后果。

　　根据省公司浙电科I2003]103号文件要求，对调度自动化系统历史数据必须进行存储和备份，并对主服务器软件和运行环境进行在线实时备份技术，以确保系统崩溃及灾难后可及时恢复，日前临安调度自动化系统因未建该系统不能满足上述要求，因此只有建设一个存储和备份系统才能可靠的保证临安调度自动化主站系统的安全运行和历史信息的完整性，在系统出现故障时可以在较短的时间内进行恢复。

　　三、临安调度自动化系统简介

　　临安供电局目前拥有的调度自动化系统主要有以下几个：调度自动化SCADA系统、电压无功控制系统、电量采集系统和配网自动化系统等。这些系统集中了大量的能反应电网运行的数据，成为电力系统运行分析的关键。

　　目前临安自动化主站系统主要有调度自动化系统、电压无功控制系统、电能量采集系统。调度自动化系统(SCADA)-该系统由主站系统、变电所远动终端(RTU)和通道三大部分，其基本功能就是主站系统通过通道接收并处理远动终端( RTU)上发的遥测和遥信信息，并经通道下发调度员对变电所进行的遥控和遥调命令，实现变电所的无人值班。电量采集系统( TMR)-该系统由主站、信道和变电所的电能采集装置( ERTU)组成，可以完成变电所表计数据的.自动抄录及相关电量数据报表的自动生成。电压无功自动控制系统( VQC)-根据变电所无功负荷和电压波动而自动调节主变有载开关档位及控制电容器的投切，主要目的是提高电压和功率因数的合格率，同时也是降低网损的有效手段之一。

　　临安电力调度自动化系统主要关键业务系统面向系统内部提供多种关键性应用，是企业应用系统的重要组成部分，而目前系统的应用软件和历史数据存储仅依靠主备数据服务器的镜像备份，对于系统的维护和发展带来很多问题，在系统出现硬件故障、软件故障、自然灾害或系统维护员的误操作上，或系统升级和灾难恢复上，均存在数据丢失和需长时间操作恢复的可能性，对运行管理人员的压力较大，安全的隐患较突出，不能快速的对突发事件进行反应，也不能达到高效的操作要求。因此，为改善整个系统备份的状况，消除现有备份系统的不足及隐患，临安调度自动化系统存储备份将采用集中、高效集SAN -体化的综合备份系统。其目的在于为调度自动化应用系统及数据建立备份，从而对系统和数据进行有效保护，在系统遭遇意外损害时，能及时对系统和数据进行恢复。

　　四、临安电力自动化备份系统网络结构

　　1、备份系统组网方案

　　北京电力高等专科学校学报Beijing Electric Power College 电气工程研究与应用圃

　　2、系统描述

　　在相应的数据服务器上增加相应品牌的HBA(光纤通信卡)卡，通过光纤交换机将数据服务器和备份服务器和磁带库组成一个光纤网，通过备份服务器的备份策略对数据服务器的应用软件和历史数据，通过SAN网络进行历史数据和应用系统的备份，但传输备份策略和命令，还是需要利用原来的LAN网，但由于备份策略和命令数据量很小，所以采用此组网方式对原有的LAN网的影响很小，对于数据服务器，在进行数据备份时会造成较小的影响。

　　中心数据交换机采用多层数据交换机，从二次安防的角度出发，电能量采集系统属于安全二区的系统，所以与中心数据交换机之间要加装防火墙。光纤交换机与各个系统之间走的是光纤网络，所以从安全的角度出发，也考虑加装防火墙。

　　备份软件的备份主服务器支持模块安装在新购的备份服务器上，负责整个备份系统的管理，包括备份策略的制订、备份数据库的保存。同时该服务器数据和策略也需要备份到磁带库中。

　　3、系统备份策略

　　备份类型主要有三种：全备份——每次备份定义的所有数据，优点是恢复快，缺点是备份数据量大，数据多时可能做一次全备份需很长时间;增量备份——备份自上一次备份以来更新的所有数据，其优点是每次备份的数据量少，缺点是恢复时需要全备份及多份增量备份;差分备份——备份自上一次全备份以来更新的所有数据，其优缺点介于上两者之间。

　　根据临安调度自动化系统目前数据量和每天的历史数据增量的情况，以及系统中的每台服务器数据交换和信息更新都极为频繁，每天都有大量的信息数据产生，为了避免全备份给原有的自动化系统带来较大的影响，将采用以下备份方式：

　　每周做一次全备份(设定在周日)

　　每天做一次增量备份(每天24点以后)一个礼拜进行一次的全备份，每个系统的两个数据服务器在时间上错开进行全备份，以确保在进行数据全备份时，对整个系统运行的影响减小到最小;调度自动化系统单独使用一个驱动器，电量采集和vQC系统共用一个驱动器，所有系统的备份时间均叉开，同时我们考虑到这类数据的重要性，为了安全起见，备份系统应在全备份完成之后自动将备份磁带“克隆”一份，做异地保存。

　　此外，系统在做软件安装或系统升级之前，应做一次全备份。做过软件安装或系统升级后，应立刻再做一次全备份。(软件指运行的关键应用)。

　　4、系统恢复策略

　　当发生数据损坏时，我们需要从磁带库恢复数据。通过备份软件的管理界面，系统管理员只需要选定相应的数据备份项目(备份管理目录下的相应的项目名，对应某个时间点备份的某个数据库的数据，并有说明)，进行恢复即可。选择备份项目时，如前所述，首先选定最近一次全备份进行恢复，然后选定这次全备份以后的所有增量备份项目，依时间顺序进行恢复即可。共有两种方式：

　　(1)本机恢复：将数据恢复到原来备份的机器上去。当数据丢失需要恢复，而原主机仍然可用的情况下，可以采用本机恢复，在最快的时间内，使应用继续运行。

　　(2)异机恢复：将数据恢复到不同于原主机的另一台机器卜-。当数据丢失需要恢复，而原主机不可用，可以采用异机恢复。此时只需将新主机的配置改为与原主机一致，即能保证继续对外提供应用。

　　五、临安数据备份系统远景●虚拟带库技术的应用

　　传统的数据备份是物理磁带库作为存储介质，而物理磁带库所的备份方式本身存在着三个痼疾，即备份恢复能力差，备份流产率高，备份失效率高。所以为了解决上述问题，提高备份性能，在备份领域出现了一个新的解决方案，就是在光纤磁盘和磁带间加入了虚拟带库。所谓虚拟带库是指使用基于磁盘的存储(而非磁带)介质，仿真磁带库功能的存储设备。简单地说，虚拟磁带库就是电子化的机械磁带库。

　　备份系统采用了虚拟带库，最大优点在于能够更快速更灵活地进行备份和恢复，能达到该目的的主要因素有以下几个：

　　首先是虚拟带库的设备高性能。(1)更快地恢复和备份绝大多数情况下备份到磁盘从磁盘恢复的速度均快于磁带使用磁盘具有以下性能优势;(2)磁盘卷特别是RAID具有非常快速的渎取性能可与最新磁带驱动器的吞吐性能相媲美;(3)与物理磁带库，设备相比没有磁带加载或定位的延时;(4)在某种程度上消除备份窗口实际上使用磁盘快照(Snapshot)和/或Off-Host的磁带备份技术我们可以认为基本消除了备份窗口因为这种备份对生产服务器的影响非常轻微低影响并且速度非常快。

　　其次是虚拟带库的设备灵活性。降低数据丢失风险磁盘备份的优势是能更快速地备份使用快照几乎即时完成并高效地存储管理员能进行更频繁的备份从而降低数据丢失的风险。

　　最后是备份和恢复的高效率。(1)同步备份到磁盘不需要多路复用Multiplexing或交错Interleaving存取技术，将多个数据源备份到一个磁带驱动器要使用复用技术或交错存取技术。虽然复用技术可以显著提高磁带设备的效率但它的主要缺点是会降低恢复速度，使用磁盘便不需要复用技术因为磁盘本身就是一种随机存取设备;(2)磁盘的更快速度和灵活性可以简化灾难恢复测试计划如果灾难恢复计划得不到执行则它们将毫无价值因此必须确认灾难恢复计划能得到执行但绝大多数灾难恢复计划都没有经过测试因为测试过程非常复杂耗时巨大执行不方便使用磁盘进行恢复就可以提供更多便利加快测试速度使灾难恢复测试起来更容易。

　　六、结束语

　　随着电力系统的不断发展，历史数据也将越来越庞大，故如何保存这些历史数据，如何更好的、更便捷的利用历史数据，必将成为一个热门的课题。数据备份系统的工作任重道远，它是企业信息的最后一道保险，在企业的可持续性发展中将发挥越来越重要的作用。

　　随着新技术不断引入，虚拟带库技术将会得到全面的应用，这必将使数据备份的方案得到进一步的完善，使备份和恢复得到完美的体现。

　　参考文献

　　[1]龚强、王津《地区电网调度自动化技术与应用》中国电力出版社出版书2005年7月

　　[2]国家电力监管委员会令。电力二次系统安全防护规定。2()05牟2月1日起施行

　　[3l电力调度技术标准汇编(第五分册)。电网调度自动化与信息化技术标准。