雙WEB服務(wù)器在地區(qū)能量管理系統(tǒng)應(yīng)用

陸地紅，李云鵬

（南通供電公司，江蘇南通 216006）

隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，管理水平的不斷提高，能量管理系統(tǒng)由過去單純的調(diào)度轉(zhuǎn)變?yōu)榧{(diào)度運(yùn)行、生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)管理于一體的多種應(yīng)用，其提供的數(shù)據(jù)在供電企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)決策、生產(chǎn)管理、用電管理及工程管理等領(lǐng)域起著越來越大的作用。為保證各個(gè)部門可靠共享能量管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)，對(duì)能量管理系統(tǒng)中Web服務(wù)器可靠性要求越來越高[1]。南通電網(wǎng)在全省地調(diào)率先采用了新一代能量管理系統(tǒng)OPEN-3000，且于2006年5月投入正式運(yùn)行，系統(tǒng)配置包括3個(gè)安全區(qū)：安全Ⅰ區(qū)、安全Ⅱ區(qū)和安全Ⅲ區(qū)。其中安全Ⅰ區(qū)是實(shí)時(shí)區(qū)，接收和處理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，是系統(tǒng)中最重要的部分；安全Ⅱ區(qū)是DTS區(qū)，用于調(diào)度員培訓(xùn)仿真；安全Ⅲ區(qū)是Web區(qū)，擔(dān)負(fù)瀏覽與查詢等功能。系統(tǒng)配置有4個(gè)安裝商用數(shù)據(jù)庫(kù)（ORACLE）的服務(wù)器：安全Ⅰ區(qū)有主、備數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器（聯(lián)接到磁盤陣列）、鏡像數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，安全Ⅲ區(qū)有2臺(tái)Web數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器（NT17，NT07）。

OPEN-3000系統(tǒng)中應(yīng)用指的是實(shí)現(xiàn)某個(gè)專業(yè)功能的軟件和進(jìn)程的集合。系統(tǒng)配置有FES（前置應(yīng)用子系統(tǒng)）、SCADA（實(shí)時(shí)監(jiān)控子系統(tǒng)）、PAS（高級(jí)應(yīng)用子系統(tǒng)）、DTS（調(diào)度員培訓(xùn)仿真子系統(tǒng)）、DB_SERVICE（歷史數(shù)據(jù)服務(wù)）、PUBLIC（公用服務(wù)）等應(yīng)用。

1 體系結(jié)構(gòu)

Web服務(wù)器主要是實(shí)現(xiàn)信息發(fā)布功能。根據(jù)電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)要求，南通地區(qū)能量管理系統(tǒng)在安全Ⅰ區(qū)和安全Ⅱ區(qū)之間裝有硬件防火墻，安全安全Ⅱ區(qū)與安全Ⅲ區(qū)之間配置1號(hào)、2號(hào)正向物理隔離裝置2臺(tái)，反向物理隔離裝置1臺(tái)，如圖1所示。1號(hào)、2號(hào)物理隔離裝置配置規(guī)則相同，其PRIVATE，PUBLIC網(wǎng)段分別連接到安全Ⅱ區(qū)與安全Ⅲ區(qū)，同時(shí)每臺(tái)物理隔離裝置在PRIVATE，PUBLIC網(wǎng)段有2個(gè)網(wǎng)口：Eth0，Eth1。根據(jù)實(shí)際配置規(guī)則將Eth0網(wǎng)口用于南通電網(wǎng)電能量計(jì)量系統(tǒng)數(shù)據(jù)同步，Eth1網(wǎng)口用于能量管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)的同步。正常工作情況下，1號(hào)物理隔離用于電能量計(jì)量系統(tǒng)數(shù)據(jù)同步，2號(hào)物理隔離用于能量管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)同步，若其中某臺(tái)隔離裝置出現(xiàn)故障不能正常工作時(shí)，可將其對(duì)應(yīng)的網(wǎng)口接線調(diào)整至正常工作物理隔離裝置對(duì)應(yīng)網(wǎng)口即可恢復(fù)該網(wǎng)口對(duì)應(yīng)業(yè)務(wù)。通過上述方式實(shí)現(xiàn)正常工作數(shù)據(jù)分流，故障情況下裝置的相互備用，保證數(shù)據(jù)同步的可靠性。

2 工作機(jī)制

2.1 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)同步機(jī)制

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)同步主要是處理動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，包括遙信、遙測(cè)值和狀態(tài)以及計(jì)算結(jié)果等。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)同步采用部分域同步的方法，不傳送整表的內(nèi)容，僅將關(guān)鍵字與動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)相關(guān)域讀出來傳送到安全Ⅲ區(qū)再寫到實(shí)時(shí)庫(kù)中。

Web服務(wù)器實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)同步時(shí)由安全Ⅰ區(qū)應(yīng)用主機(jī)發(fā)送進(jìn)程sync_rt_send每5 s從實(shí)時(shí)庫(kù)中讀取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，SCADA、PAS主、備應(yīng)用都配置有該進(jìn)程，只是主應(yīng)用進(jìn)程進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送工作。由先接收到安全Ⅰ區(qū)數(shù)據(jù)的安全Ⅲ區(qū)對(duì)應(yīng)應(yīng)用的轉(zhuǎn)發(fā)進(jìn)程sync_rt_recv，接收前述發(fā)送進(jìn)程發(fā)出的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，主、備Web服務(wù)器相應(yīng)應(yīng)用寫入進(jìn)程sync_rt_write接收sync_rt_recv進(jìn)程發(fā)出的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并將其實(shí)際寫入相關(guān)應(yīng)用的實(shí)時(shí)庫(kù)中，通過上述方式實(shí)現(xiàn)Web服務(wù)器實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)同步。

2.2 實(shí)時(shí)模型同步機(jī)制

實(shí)時(shí)庫(kù)中電網(wǎng)模型同步內(nèi)容主要是處理實(shí)時(shí)庫(kù)的模型更新操作。實(shí)時(shí)庫(kù)中電網(wǎng)模型同步是通過將模型更新報(bào)文傳送到安全Ⅲ區(qū)，由安全Ⅲ區(qū)的模型更新進(jìn)程進(jìn)行處理，從而實(shí)現(xiàn)安全Ⅲ區(qū)實(shí)時(shí)庫(kù)中電網(wǎng)模型同步。同時(shí)從可靠性考慮，在安全Ⅰ區(qū)設(shè)立一個(gè)定期的全同步機(jī)制，也就是將各應(yīng)用實(shí)時(shí)庫(kù)中的所有表全部同步。

實(shí)時(shí)模型同步時(shí)安全Ⅰ區(qū)應(yīng)用主機(jī)發(fā)送進(jìn)程sync_modify_send接收模型修改信息，并調(diào)用傳輸功能動(dòng)態(tài)庫(kù)向外發(fā)送。由先接收到安全Ⅰ區(qū)數(shù)據(jù)的安全Ⅲ區(qū)對(duì)應(yīng)應(yīng)用的轉(zhuǎn)發(fā)進(jìn)程sync_modify_recv，接收上述發(fā)送進(jìn)程發(fā)出的修改信息，并通過消息總線發(fā)送給安全Ⅲ區(qū)SCADA、PAS主、備應(yīng)用修改進(jìn)程odb_modify，修改相關(guān)應(yīng)用的實(shí)時(shí)庫(kù)模型。

2.3 商用庫(kù)同步機(jī)制

商用庫(kù)同步包括電網(wǎng)模型更新、采樣數(shù)據(jù)、告警信息等由安全Ⅰ區(qū)向Web服務(wù)器同步，同時(shí)由于圖形、報(bào)表等文件存在于商用庫(kù)中，所以商用庫(kù)同步也包含了對(duì)圖形文件、報(bào)表文件的同步。由于南通能量管理系統(tǒng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)同步是通過安全Ⅰ區(qū)主數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器向其他的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器同步和復(fù)制數(shù)據(jù)，在該復(fù)制機(jī)制框架下，也就是將安全Ⅰ區(qū)數(shù)據(jù)同步復(fù)制機(jī)制中增加一路復(fù)制，復(fù)制程序?qū)@一路進(jìn)行特殊處理，由直接執(zhí)行改為通過物理隔離向安全Ⅲ區(qū)發(fā)送復(fù)制請(qǐng)求。

安全Ⅰ區(qū)DB_SERIVCE主機(jī)發(fā)送進(jìn)程db_replicate讀取主數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器數(shù)據(jù)復(fù)制信息，并調(diào)用傳輸功能動(dòng)態(tài)庫(kù)向外發(fā)送。由先接收到安全Ⅰ區(qū)數(shù)據(jù)的安全Ⅲ區(qū)對(duì)應(yīng)應(yīng)用進(jìn)程db_rep_recv，接收前述發(fā)送進(jìn)程發(fā)出的商用庫(kù)信息，并將其寫入相應(yīng)的商用庫(kù)復(fù)制目錄后，由寫入進(jìn)程db_replicate根據(jù)前述接收進(jìn)程所寫文件實(shí)際對(duì)商用庫(kù)執(zhí)行更新，通過該方式實(shí)現(xiàn)2臺(tái)Web服務(wù)器歷史數(shù)據(jù)同步。

2.4 服務(wù)地址切換機(jī)制

針對(duì)在安全Ⅲ區(qū)存在2臺(tái)Web服務(wù)器NT07，NT17的情況，通過增加一個(gè)對(duì)外服務(wù)浮動(dòng)地址，這個(gè)浮動(dòng)地址根據(jù)2臺(tái)服務(wù)器PUBLIC應(yīng)用的分布情況動(dòng)態(tài)綁定到PUBLIC應(yīng)用的主機(jī)上。假如當(dāng)前NT07是PUBLIC應(yīng)用的主機(jī)，NT17是PUBLIC應(yīng)用的備機(jī)，那么，這個(gè)浮動(dòng)地址會(huì)綁定到NT07機(jī)器上。客戶端在訪問的時(shí)候，訪問的地址應(yīng)該是這個(gè)浮動(dòng)地址。當(dāng)NT07服務(wù)器異常或掉電時(shí)，PUBLIC應(yīng)用的主機(jī)會(huì)自動(dòng)切換到NT17上，同時(shí)這個(gè)浮動(dòng)地址也會(huì)自動(dòng)地綁定到NT17上，這個(gè)過程對(duì)Web瀏覽用戶來說是完全屏蔽的，也感覺不到任何異常。同時(shí)，客戶端需要知道NT07和NT17自身的地址。因?yàn)榭蛻舳藭?huì)根據(jù)服務(wù)器上應(yīng)用分布的情況，把屬于PUBLIC應(yīng)用的請(qǐng)求，發(fā)給PUBLIC應(yīng)用主機(jī)；把屬于DB_SERVICE應(yīng)用的請(qǐng)求發(fā)給DB_SERVICE主機(jī)。這樣可以把不同應(yīng)用的主機(jī)啟動(dòng)在不同的服務(wù)器上，且從應(yīng)用分布上分流客戶端發(fā)來的請(qǐng)求，一定程度上減輕了服務(wù)器的負(fù)載。

3 工程應(yīng)用

南通電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)在安全Ⅲ區(qū)建立Web服務(wù)，便于調(diào)度生產(chǎn)管理系統(tǒng)的用戶利用瀏覽器工具通過外部Web服務(wù)器訪問EMS系統(tǒng)，保證了EMS系統(tǒng)安全。系統(tǒng)采用了可靠、有效的數(shù)據(jù)同步機(jī)制，保證2臺(tái)Web服務(wù)器實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)模型、歷史數(shù)據(jù)與安全Ⅰ區(qū)EMS系統(tǒng)一致，保證了用戶瀏覽數(shù)據(jù)的真實(shí)、有效。歷史數(shù)據(jù)的同步在安全Ⅲ區(qū)的完成，避免由于Web服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)表空間越限等問題導(dǎo)致數(shù)據(jù)在安全Ⅰ區(qū)的堆積，提高安全Ⅰ區(qū)EMS可靠運(yùn)行。

由于在安全Ⅲ區(qū)采用雙Web服務(wù)器配置，同時(shí)通過對(duì)外服務(wù)IP地址切換機(jī)制，提高了對(duì)外Web服務(wù)的可靠性。這種方式的Web服務(wù)器配置已在國(guó)內(nèi)許多個(gè)工程現(xiàn)場(chǎng)投運(yùn)，取得了良好的效果。但是由于安全Ⅲ區(qū)存在兩個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫(kù)，而遙測(cè)數(shù)據(jù)的最大、最小、平均值的統(tǒng)計(jì)通過系統(tǒng)設(shè)置由數(shù)據(jù)庫(kù)于每日凌晨自動(dòng)完成，導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器重復(fù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)工作，還需在以后的系統(tǒng)開發(fā)、建設(shè)中予以完善。

4 結(jié)束語

實(shí)際應(yīng)用表明，OPEN-3000能量管理系統(tǒng)的雙Web服務(wù)器數(shù)據(jù)同步、地址漂移機(jī)制，保證了安全Ⅰ區(qū)、安全Ⅲ區(qū)各種數(shù)據(jù)有效同步，滿足能量管理系統(tǒng)Web發(fā)布可靠性、安全性要求。

[1]韓禎祥，呂 婕，邱家駒.科學(xué)可視化及其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用前景[J].電網(wǎng)技術(shù)，1996，20(7)：22-27.