PowerSys6000调度自动化系统浅析
Powersys 6000能量管理支持系统从功能模块上主要可划分为:系统平台、前置采集服务、SCADA服务、历史数据库服务、调度员界面、实时事项报警服务、电子报表、WEB服务等。
1 PowerSys 6000系统平台设计
系统采用分层开放分布式客户/服务器的设计思想, 形成一个独立于特定硬件和操作系统环境的真正跨平台系统, 提供电力系统应用的实时数据采集、实时数据处理、实时数据访问、图形数据显示和各种控制的下发, 为上层应用提供电网实时数据和数据表示的各种手段。
系统采用了中间件机制, 利用先进的线程池和连接池技术以及实时消息中间件技术, 使系统的实时性和响应速度大大提高。
先进的动态N+1管理机制。系统关键服务采用了动态N+1冗余的策略:即不需所有节点都耗用同样的资源 (加载同样多的数据库、运行同样多的服务程序) , 又能最大限度保障系统的关键服务保持热备用。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。即使系统只有一台节点在正常运行, 无须人工干预, 整个系统的功能也能正常运行。
实时双网冗余及动态均衡的管理机制。系统由于采用了先进的通讯中间件技术, 在基本的TCP/IP通讯的基础上, 增加了连接池和数据调用的动态路径管理技术, 可以使系统双网在基本的冗余备用基础上进行双网并行运行, 并且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, 更好的发挥系统双网效能。
数据的加密和压缩管理。系统在内外部网络数据流管理上, 提供了数据的自动压缩和加密技术。既保障了系统从网络的底层就具备高安全性, 又能有效的降低网络负荷, 减少系统对网络带宽的依赖。
先进的安全责任区机制。为保证系统的安全操作和维护, 提供了用户 (组) 、角色、权限以及责任区四级安全机制, 可以定义每个用户在每个节点上的各种不同权限, 同时“责任区”机制可以将整个系统的厂站划分成不同的区域来管理, 每个值班员只能查看和操作其所负责的责任区域的对象和信息。
系统可以脱离商用数据库加载参数。系统在运行过程中会定时地将内存中的实时库数据映像到本地磁盘文件上, 系统重新启动时, 若检测到参数数据库联接正常, 则从数据库加载参数, 如果参数数据库因为不能启动或被挂起等原因不能正常读取数据, 则系统会从本地的磁盘文件上的内存映像文件加载参数, 因此, 即使在系统因计算机突然掉电等原因导致数据库故障的也能保证系统的正常运行。
由于系统采用了开放式的设计, 可以很方便的对系统的节点以及系统的容量进行扩充, 并且在系统节点、系统的遥信量、遥测量以及遥控量等方面不受系统软件的限制。
2 前置数据采集服务
系统采用双网双服务器冗余热备用模式, 其中的一个网络或服务器故障前置采集服务的所有功能立即切换到另一个网络或服务器上来实现, 从硬件结构上保证了前置采集服务的可靠性和稳定性。同时系统采用了关键服务的动态N+1管理机制, 即使两台服务器同时故障, 在无人工干预的情况下, 系统能够将前置采集服务切换到其他节点上完成前置采集服务的所有功能, 从软件设计上保证了前置采集服务的可靠性和稳定性。
与其他系统或RTU的通讯规约和接口采用动态连接库的方式动态加载, 修改或增加新的规约和接口不需要重新编译前置采集程序, 只需修改或增加一个动态连接库文件即可, 保证了系统在增加或修改规约和接口时不影响原有系统的正常运行。
3 SCADA服务
本系统的SCADA服务同样采用双网双服务器冗余热备用模式, 在软件上采用先进的动态N+1管理机制, 保证系统的安全、稳定运行。同时, 为了保证系统对数据响应的高实时性, 提供了实时数据库服务, 本系统对数据的访问直接在内存中进行, 同时对实时数据的访问提供了请求式和注册式两种不同的数据访问模式, 大大增强了对数据响应的实时性, 又有效的降低了系统的负荷。
4 实时事项报警服务
系统将事项报警分为一般事项和报警事项两部分, 一般事项只显示文字提示, 而对于报警事项则同时进行闪烁报警、语音报警, 且只有值班员确认后报警才消失。另外, 系统可以将报警事项按照其严重程度分成几个等级, 选择其中的某些等级报警。由于采用了先进的“责任区机制”, 可以将不同的事项划分为不同的责任区, 报警程序可以根据所登陆的值班员的责任区权限选择性的报警, 屏蔽所登陆值班员无权限的责任区的事项。
5 PowerSys系统恢复预案
目前, 调度自动化系统在运行过程中常见的几种异常方式主要有如下几种情况:系统磁盘阵列异常、历史服务器数据库异常、服务器节点硬件故障、服务器节点操作系统异常、工作站节点硬件故障、工作站节点操作系统异常、服务器节点应用软件异常、工作站节点应用软件异常、采集硬件异常、网络设备异常。在上述情况发生时, PowerSys系统大都可以支持快速恢复和常规方式恢复两种方式。现仅列举几种系统恢复预案情况。
5.1 系统磁盘阵列异常
在采用磁盘阵列作为数据库的载体时, 如果磁盘阵列发生异常, 则肯定会对数据库造成致命性异常, 在这种情况下, PowerSys系统会试图自动切换至除阵列外的第三备用历史服务器, 如果第三备用服务器正常, 则对系统不会有任何影响;如果没有配置第三备用历史服务器或者第三备用服务器也同时异常, 则整个系统会进入“商用库离线”模式——在这种模式下, 会自动启用内存库自动映象机制, 不会影响系统的加载和运行, 所有实时应用不受影响, 对关系库的访问由于无商用库而无法进行。这种情况下, 历史数据的存盘会进入缓冲模式, 能够自动缓冲一周时间的历史数据, 如果这一周时间内恢复历史服务器, 则此缓冲的数据会自动导入到商用库中。
5.2 阵列硬件问题诊断
根据阵列说明书以及磁盘阵列上的各种显示信息, 对阵列问题进行定位。在用户无法通过信息进行诊断的情况下。可以将各种信息进行记录, 然后同时发给集成商和硬件采购商, 联系进一步的问题分析诊断。
如果紧紧是阵列中的某一硬盘故障等小原因, 则可以直接通知Sun的相关服务支持机构, 对硬盘重新更换后配置即可。不影响其他应用。如果是发生不可恢复性的故障 (整个阵列配置丢失或者整个阵列无法对外服务) , 则需要进行后续操作。
5.3 后备数据库自动启动
为了防止由于磁盘阵列带来的系统震荡在系统安装过程中, 会根据现场情况选择一适当节点安装另外一独立的数据库服务器, 作为阵列上的数据库服务器的后备。
在磁盘阵列损坏的情况下, PowerSys系统会自动切换到后备数据服务器上进行访问, 对整个系统运行、调度集控工作不会造成扰动。
5.4 阵列故障排除后恢复
在磁盘阵列故障排除和恢复后, 如果阵列里面的内容还完好的情况下, 则只需将两台服务器启动, 数据库会自动加载启动。系统数据会自动通过备份服务器重新导回阵列服务器中。不会对历史数据造成破坏。如果数据库完全损坏, 则需要重新安装数据库, 然后人工手动方式从备服务器导出数据或者以往系统自动备份的参数和历史数据导入到新的数据库中。使系统快速恢复。
5.5 服务器节点操作系统异常
服务器节点的操作系统异常主要是由于系统非正常关机或者电源故障导致。修复的方式比较固定, 主要就是要重新恢复安装操作系统。在安装操作系统时, 要注意尽量不要重新对硬盘进行分区。在操作系统安装完毕后, 可以采用快速应用系统恢复、快速数据库恢复, 将压缩恢复包打开进行快速安装。
6 其他
另外, 为保证系统的安全稳定运行, 系统必须具有良好的可维护性。Powersys6000能量管理支持系统由于采用了数据加密和压缩技术, 降低了系统对带宽的需求同时系统支持三层调用模式, 因此, 可以通过MODEM拨号的方式进行远程维护达到与当地维护相同的效果。另一方面, 系统的日志浏览服务可以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, 并将系统的关键故障信息存入日志文件;通过这些日志信息, 可以很快的查明系统的故障点, 快速排除系统故障, 保证系统的安全稳定运行。
7 结语
本文对PowerSys调度自动化系统的编制进行详细阐述, 工程实践表明, PowerSys 6000能量管理支持系统是融最新计算机软硬件技术、网络数据通讯技术、INTERNET/INT RANET、数据库及通信中间件技术于一体专为实施电力自动化调度、指挥、生产监控及管理的综合应用而精心设计的。
摘要：PowerSys 6000能量管理支持系统是融最新计算机软硬件技术、网络数据通讯技术、INTERNET/INTRANET、数据库及通信中间件技术于一体, 专为实施电力自动化调度、指挥、生产监控及管理的综合应用而精心设计的。本文在探讨系统构建过程中, 总结了国内多年来宝贵的工程经验, 借鉴国外系统在平台建设方面的优点, 特别采用了具备自主版权的通讯中间件和数据库中间件技术, 可为调度自动化系统提供借鉴。
关键词：PowerSys 6000,调度自动化,数据库,电力自动化
参考文献
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