基于電力系統(tǒng)調(diào)度云關鍵技術的研究與實現(xiàn)

李峰 孫晨光 詹克明

摘 要：自動化調(diào)度技術能夠優(yōu)化電網(wǎng)運行質(zhì)量。基于此，本文闡述了電力系統(tǒng)“調(diào)度云”關鍵技術的作用，同時提出了電力系統(tǒng)“調(diào)度云”關鍵技術的實現(xiàn)步驟，包括資源池構(gòu)架、全集群心跳偵查設計、調(diào)度自動化系統(tǒng)模塊封裝、接入安全設計等，來實現(xiàn)電力系統(tǒng)“調(diào)度云”的關鍵技術。通過論述以上方法，來為技術人員提供一些參考。

關鍵詞：電力系統(tǒng)；調(diào)度云關鍵技術；系統(tǒng)設計

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.06.139

0 引言

在電力系統(tǒng)中，為確保電力調(diào)度的安全性，硬件投資占比例越來越高，這種趨勢使系統(tǒng)運行成本增加，而系統(tǒng)有效利用資源情況卻不樂觀。因此，在智能化電網(wǎng)不斷發(fā)展的前提下，電氣企業(yè)需構(gòu)建調(diào)度自動化系統(tǒng)，來優(yōu)化硬景設備，來實現(xiàn)協(xié)同調(diào)度，進一步保障電力調(diào)度工作的準確性及安全性。

1 電力系統(tǒng)“調(diào)度云”關鍵技術的作用

電力系統(tǒng)在長期運行過程中，受限于分級管理體制影響，產(chǎn)生了技術路線無法統(tǒng)一、操作規(guī)則落實效果差等問題。使用云計算關鍵技術能夠有效解決這些問題。基于云計算關鍵技術的新型電力調(diào)度系統(tǒng)能夠改造系統(tǒng)原有結(jié)構(gòu)，規(guī)避不同級別系統(tǒng)異構(gòu)導致的輸電路線無法統(tǒng)一問題，同時，該項技術還提供了資源整合能力，從根本上提高了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，進而降低運行費用，簡化操作流程，提升了硬件和軟件的契合度。

2 電力系統(tǒng)“調(diào)度云”關鍵技術實現(xiàn)步驟

2.1 資源池構(gòu)架

電力調(diào)度系統(tǒng)關鍵技術的核心組件相當于POSIX的操作系統(tǒng)，是大部分系統(tǒng)運行軟件集合API總稱。它主要包括兩個模塊：（1）用戶端控制臺。該控制臺是使用遠程管理命令或工具來執(zhí)行所有管理任務，實現(xiàn)簡單的網(wǎng)絡測試、故障排除等工作。在構(gòu)架時，要參照系統(tǒng)的初始設置，在Linux系統(tǒng)中開發(fā)，設置計算機節(jié)點的用戶界面，并配備菜單交互界面，實現(xiàn)BIOS保護；（2）管理系統(tǒng)。采用通信信息模型開發(fā)管理員，來實現(xiàn)管理訪問驅(qū)動程序和硬件驅(qū)動，包括特定硬件制作商，兼容特殊設備等。在進行調(diào)試時，所有系統(tǒng)的更新操作需要通過外部集中系統(tǒng)完成，來確保全部節(jié)點一致。其次，要將節(jié)點進行連接，并和管理中心建立連接。這樣一來，管理系統(tǒng)具有極高的可靠性，能夠保障系統(tǒng)的功能運行正常，同時，還賦予了管理系統(tǒng)高級別的決策算法，可以自動下達優(yōu)化命令，來實現(xiàn)控制中心高效運轉(zhuǎn)。

2.2 全集群線條偵測設計

在云計算環(huán)境下，為保障定向心跳偵測可以完成兩臺以上服務器的監(jiān)測功能，需采用浮動偵測來實現(xiàn)全集群心跳偵測。（1）確定監(jiān)控節(jié)點。所有服務器都被當做對象，以荷載磁盤數(shù)量最多的服務器為佳，同時將剩余的服務器節(jié)點當做從屬節(jié)點；（2）監(jiān)控虛擬器的運行狀況，如果出現(xiàn)故障，監(jiān)控節(jié)點要能夠重新啟動虛擬機器，并根據(jù)服務器的荷載，確定其運行狀態(tài)；（3）報告所有節(jié)點運行狀態(tài)，記錄在數(shù)據(jù)庫中。如果某臺服務器產(chǎn)生無法訪問問題，先要確定服務器的異常狀況，然后將該服務器轉(zhuǎn)接到其他運行良好的節(jié)點上，并將運行問題上傳監(jiān)控中心；（4）如果所有的服務器都無法連接到主監(jiān)控節(jié)點，系統(tǒng)需要選擇新的主監(jiān)控服務器，重啟虛擬機，來完成集群心跳檢測。

2.3 服務器資源在線遷移

資源在線遷移是實現(xiàn)池化管理的關鍵技術。它能夠公平分配服務器資源，將虛擬機從一臺遷移到另一臺服務器中，主要有以下三個步驟完成：（1）虛擬機的整個運行狀態(tài)是在光線通道文件上進行封裝，系統(tǒng)節(jié)點集群能夠訪問并對于虛擬機進行操作；（2）為確保系統(tǒng)的運行狀態(tài)，通過追蹤內(nèi)存模塊來縮短周期，直到內(nèi)存數(shù)據(jù)運行差異降低至毫秒級別；（3）虛擬機網(wǎng)絡已被虛擬化，在遷移后，虛擬機的網(wǎng)絡身份和數(shù)據(jù)連接會被記錄。在這個過程中，如果目標虛擬機被激活，系統(tǒng)會立即維護路由器，來確保MAC的新物理位置。

2.4 自動化系統(tǒng)模塊封存

“調(diào)度云”環(huán)境中，虛擬模塊會參照虛擬器來運行，從虛擬模塊角度來看，它仍舊屬于一臺服務器。為了確保虛擬模塊滿足不同系統(tǒng)需求，完成資源訪問，要進行虛擬器封裝。虛擬器中的硬件參數(shù)和操作系統(tǒng)可以執(zhí)行為虛擬文件，并將這些文件進行還原，來完成硬件的啟動。其中，系統(tǒng)設備文件能夠在虛擬環(huán)境中描文件，包括RAM、網(wǎng)絡設備、移動硬盤驅(qū)動、輸入接口信息等；虛擬磁盤文件是磁盤的鏡像文件，可解讀為操作系統(tǒng)及應用軟件數(shù)據(jù)等。

2.5 接入安全設計

（1）通信加密。為實現(xiàn)虛擬器獨立運作功能，還需為資源池配備防火墻，對于某些移動應用要進行協(xié)同。為保障公共網(wǎng)絡信息安全，需對接云計算中心數(shù)據(jù)，并實現(xiàn)SSL加密，能夠保障系統(tǒng)的安全。此外，SSL VPN也能夠提供細粒度訪問，根據(jù)不同用戶給予對應級別的權(quán)限，實現(xiàn)差別訪問。

（2）接入認證。組件Windows域需要完成以下內(nèi)容：通過設置用戶組的策略，創(chuàng)建用戶隔離權(quán)限；為不同的虛擬器設置對應級別的訪問權(quán)限及應用程序等；根據(jù)賬戶級別不同，要設置密碼更改時間，來減少虛擬器連接時間。

3 結(jié)論

綜上所述，實現(xiàn)電力系統(tǒng)“調(diào)度云”關鍵技術能夠確保電力運行安全。在此基礎上，通過追蹤內(nèi)存模塊來縮短周期，直到內(nèi)存數(shù)據(jù)差異降低至毫秒級別，能夠確保系統(tǒng)的運行狀態(tài)；同時，賦予管理系統(tǒng)高級別的決策算法，使其自動下達優(yōu)化命令，能夠?qū)崿F(xiàn)控制中心高效運轉(zhuǎn)。因此，可以從構(gòu)架資源池、服務器資源在線遷移等設計來實現(xiàn)電力系統(tǒng)“調(diào)度云”關鍵技術。

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作者簡介：李峰（1986-），男，遼寧沈陽人，碩士研究生，工程師，主要研究方向：電力調(diào)度。