電力WEB系統問題分析及改造方案

【摘要】杭州電力調度SCADA系統實現對實時運行的電力系統進行數據采集、監視、控制和安全分析功能，是杭州電力調度最重要的系統。EMS WEB是為全局相關部門以及省調國調提供實時數據瀏覽、故障分析、歷史查詢等功能，電力WEB的穩定運行，關系到全局的安全生產工作。本文主要對電力WEB的系統問題進行分析以及通過對改造方案合理的比較，選擇最佳方案。

【關鍵詞】SCADA；WEB；調度；電力

1.引言

杭州電力局調度自動化系統包括三部分，第一部分為調度自動化系統主站，第二部分為變電站監控系統，第三部分為數據網絡。杭州市電力局地調調度自動化系統基于計算機、通信、控制技術，是在線為杭州電力調度機構生產運行人員提供電力系統運行信息、分析決策工具和控制手段的數據處理系統。包含安裝在發電廠、變電站的變電站監控系統、數據采集和控制裝置以及安裝在杭州市電力局調度大樓的主站設備（包含計算機軟硬件及計算機網絡），通過通信介質及數據傳輸網絡構成系統。當前杭州市電力局地調調度自動化系統主要功能模塊有：監視控制和數據收集系統（SCADA）、電網高級應用分析軟件系統（PAS）、區域電壓無功控制系統（AVQC），系統采集變電站四遙信息（遙測、遙信、遙脈、遙控），為調度人員及運行人員提供電網運行的實時信息，并為其監控、指揮電網運行提供控制手段，是重要的用于電網實時控制及信息采集、分析的調度生產系統。地調調度自動化系統承載的調度控制業務相對獨立。

杭州電力調度SCADA/EMS系統是山東煙臺東方電子有限公司生產的DF8900系統，實現對實時運行的電力系統進行數據采集、監視、控制和安全分析功能，是杭州電力調度最重要的系統，整個系統橫跨安全I區、安全II區、安全III區。處于安全I區部分是EMS主體，網絡設備由系統交換機、廣域縱向交換機、廣域縱向防火墻構成。安全II區部分是DTS系統，網絡設備由系統主交換、廣域縱向防火墻構成。安全III區部分是EMS WEB瀏覽部分，網絡設備由系統主交換、防火墻等部分組成。安全I/II之間采用防火墻進行邏輯隔離，安全I/III區、安全II/III區之間采用正方向電力專用安全隔離裝置進行隔離。系統通過數據網絡直接采集變電站四遙信息。

其中，EMS WEB是為全局相關部門以及省調國調提供實時數據瀏覽、故障分析、歷史查詢等功能。電力WEB的穩定運行，關系到全局的安全生產工作。

2.現狀及存在的問題

隨著杭州地區經濟快速增長，杭州電網規模不斷擴大，杭州電力調度自動化系統目前承擔著五所500KV、五十四所220KV（包括用戶變）、三百四十四所35KV及以上變電站的運行調度及工作聯系協調的任務。DF8900系統已經安全穩定運行了近10年，期間不斷接入了大量的新站，RTU達到350個，遙信達到21萬，遙測達到6.1萬。

調度SCADA系統為集中監控模式，而自動化機房的面積較小，無法適應接入廠站數量的快速增長，并且過于集中的模式使系統的風險過于集中，一旦系統出現致命的故障，將對電網的運行調度帶來災難性的后果，所以我們在異地建設一套監控SCADA系統。同時，對杭調調度自動化系統DF8900進行IEC61970平臺封裝，實現兩套自動化系統統一維護及實時信息的交互。監控SCADA系統建設完成后，遙控功能從調度SCADA系統轉移到監控SCADA系統上，調度SCADA系統主要為調度服務，兩套系統的數據定義是通過統一數據平臺進行同步，同步之后再通過物理隔離傳到WEB系統。WEB現有3臺，其中WEB1、WEB3為HP DS25，WEB2為DELL WINDOWS服務器。

監控SCADA系統投運以后，WEB穩定性很差，相關問題集中爆發，主要幾方面：一是內網統一維護后對WEB性能要求提高，WEB服務器運行緩慢，CPU內存使用率高，數據庫需進行大量比較讀寫，只要調用數據庫的增多，WEB就經常出現數據擁堵無法寫入歷史數據；二是對SCADA WEB的頻繁更新易造成系統不穩定，調度SCADA和監控SCADA系統內網程序和WEB程序更新沒有經過深思熟慮和測試，如E文件，考核曲線等，對外轉發的進程太多，WEB服務器進程經常走死；三時機制問題，雙WEB同步在性能跟不上的情況下更容易出問題；四是廠家的WEB程序支持力度不夠，由于杭州的需求多，之前的WEB程序版本是獨立版本，很多程序其他地方根本沒有進行測試，問題也就相對較多。

3.總體思路

現在部分核心設備已經使用了10年以上，性能跟不上，CPU內存不足，要從兩方面解決此問題：①升級部分核心設備，保證系統穩定。②對SCADA系統WEB進行信息清理，只轉發必要的信號，提高系統運行效率。

3.1 具體梳理問題

（1）監控SCADA投運后，新增負荷壓力很大，網絡的流量增速較快，WEB1，WEB3兩臺核心設備處理能力較低，內存少，已經不能滿足業務需要，逐漸成為瓶頸，需要進行設備更換。

（2）數據轉發壓力大，結構混亂，數據流量復雜，有多種轉發業務，無法進行有效的管理和控制，需要進行結構梳理。

（3）WEB2服務器是WINDOWS服務器，鏈接信息網，經常有補丁和防病毒的問題，設備老化，穩定性也差，需要進行設備更換。

（4）各部門的過多的不必要應用加載到WEB服務器上，大量的程序修改造成服務器穩定性下降，性能下降，影響到WEB的主功能，需要對此進行控制。

3.2 改造方案

（1）WEB1更換成ES45服務器。

（2）WEB2更換成ES40服務器（原hzsrv3，升級內存硬盤）。

（3）WEB3 Ds25升級內存硬盤。

（4）清理所有服務，轉發和應用。

（5）各種WINDOWS服務轉換到UNIX的程序編寫。

3.3 方案一

（1）WEB1，WEB2為一組，數據按原方案從內網通過物理隔離傳出，清理所有服務和應用。

（2）WEB1，WEB2主備替換，數據庫主備替換，不加載其他服務，專做WEB訪問。

（3）WEB3通過物理隔離直接傳出，自帶數據庫DBS3，承載所有對外轉發及特殊的必要的功能開發。WEB3的數據跟WEB1、WEB2的數據庫不進行同步。

3.4 方案二

（1）WEB1、WEB2為一組，數據按原方案從內網通過物理隔離傳出，清理所有服務和應用。

（2）WEB1，WEB2主備替換，數據庫主備替換，不加載其他服務，專做WEB訪問。

（3）WEB1和WEB2收到數據后轉發到WEB3，WEB3自帶數據庫DBS3，承載所有對外轉發及特殊的必要的功能開發。

（4）其他新增服務請安裝其他獨立的機子內。

3.5 方案一二的區別

方案一是通過內網直接轉發至WEB3，方案2是WEB1轉發到WEB3，硬件配置同。

3.6 WEB改造的關鍵點

（1）增加設備購買到位

（2）各種服務，轉發，和應用清理（需要各個對側應用廠家的配合）

（3）各種WINDOWS服務轉換到UNIX的程序編寫（需要大量的時間和一定的軟件費用）

（4）數據庫升級到ORACLE 10以上

（5）廠家技術方案及實施人員

（6）無縫安全的切換方案

3.7 改造所需硬件資源

（1）新增ES45 1臺，要求雙CPU雙電源，內存8G以上，帶RAID卡，2塊硬盤壞不宕機，6塊以上300G硬盤熱插拔，4塊千兆網卡，帶光纖卡。

（2）ES40升級到（原HZSRV3）：內存8G以上，帶RAID卡，2塊硬盤壞不宕機，6塊以上300G硬盤熱插拔，CPU增加一塊。

（3）DS25升級到內存8G以上，帶RAID卡，2塊硬盤壞不宕機，6塊以上300G硬盤熱插拔，CPU增加一塊。（如果資金許可，盡量升級為ES45，配置同上）

4.結論

綜合考慮，方案一較方案二更為合理，一是減少了接收數據的環節，增強了WEB3的穩定性，WEB3的數據來源直接來自內網，當WEB1出現故障時，可獨立運行，不受影響。同時減少了對外轉發的環節，對科信的8600及派增加了轉發穩定性。同時，對WEB版本進行統一，便于廠家維護。今后的新程序測試，首先在WEB3上更新，穩定運行后再更新至WEB1、WEB2。

參考文獻

[1]趙高長，馮芙葉.電力WEB系統設計方法與關鍵技術[J].長安大學學報（自然科學版），2003（02）.

[2]曾堅永，卞瑞祥，徐展強，王炎初，謝善益.Web調度系統的關鍵問題研究[J].電力系統保護與控制，2011（12）.

作者簡介：

孫姍（1979—），女，浙江杭州人，大學本科，工程師，技師，現供職于國網浙江省電力公司杭州供電公司檢修公司檢修試驗工區，從事電力系統繼電保護及自動化檢修管理工作。

楊帆（1971—），男，北京人，大學本科，高級技師，工程師，現供職于國網浙江省電力公司杭州供電公司電力調度控制中心，從事電力系統自動化運行管理工作。