智能電網(wǎng)IT運(yùn)維駕駛艙跨區(qū)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)

李祺威

摘? ?要：智能電網(wǎng)是未來電力系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢(shì)。IT信息傳輸技術(shù)則是確保智能電網(wǎng)有效實(shí)現(xiàn)的重要保障。為了規(guī)避IT運(yùn)維系統(tǒng)基于應(yīng)用為中心、業(yè)務(wù)分散等問題，此次提出了IT運(yùn)維駕駛艙系統(tǒng)概念?；谠摷夹g(shù)可以很好的實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)電網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳遞問題，有效實(shí)現(xiàn)各區(qū)域數(shù)據(jù)的集成與分析，提升整個(gè)電網(wǎng)的智能化效果，為電網(wǎng)系統(tǒng)的逐步完善奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)? IT運(yùn)維? 數(shù)據(jù)傳輸

中圖分類號(hào)：TM769? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2019）06（c）-0143-02

隨著智能電網(wǎng)布局越來越完善，對(duì)于IT信息系統(tǒng)要求也越來越高，而傳統(tǒng)IT系統(tǒng)所存在的基于應(yīng)用為導(dǎo)向、業(yè)務(wù)過于分散、被動(dòng)式的運(yùn)維管理機(jī)制等問題逐漸顯現(xiàn)，難以有效應(yīng)對(duì)當(dāng)下快速發(fā)展的智能電網(wǎng)系統(tǒng)。未來智能電網(wǎng)必將進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)變革以及個(gè)性化服務(wù)，此次提出了IT運(yùn)維駕駛艙跨區(qū)域數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，可以有效應(yīng)對(duì)當(dāng)下智能電網(wǎng)發(fā)展需求。

1? IT運(yùn)維駕駛艙技術(shù)概述

該技術(shù)利用統(tǒng)一的信息服務(wù)平臺(tái)從而對(duì)一定范圍內(nèi)的所有設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行整合分析，在完成對(duì)IT系統(tǒng)平臺(tái)設(shè)備與業(yè)務(wù)的有效管控基礎(chǔ)上，基于相關(guān)支撐服務(wù)于應(yīng)用服務(wù)等實(shí)現(xiàn)整個(gè)IT系統(tǒng)的智能管控與風(fēng)險(xiǎn)預(yù)報(bào)。此外，還可以借助驅(qū)動(dòng)引擎技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘，并對(duì)其進(jìn)行客觀分析與評(píng)估，從而為各個(gè)用戶提供科學(xué)的決策參考，將傳統(tǒng)的以應(yīng)用為中心的運(yùn)營模式轉(zhuǎn)變?yōu)橐苑?wù)為中心的模式，由原先的分散隔離狀態(tài)向協(xié)同集中管理靠攏，由被動(dòng)式運(yùn)維管理機(jī)制轉(zhuǎn)向更為積極主動(dòng)的運(yùn)維管理模式，不但在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)有效創(chuàng)新，同時(shí)服務(wù)模式也進(jìn)一步得到拓展，為電網(wǎng)的現(xiàn)代智能化建設(shè)奠定扎實(shí)基礎(chǔ)。

2? 數(shù)據(jù)體系結(jié)構(gòu)

實(shí)際電力系統(tǒng)一些III、IV區(qū)的生產(chǎn)系統(tǒng)往往鏡像模仿內(nèi)網(wǎng)中I、II區(qū)的生產(chǎn)系統(tǒng)架構(gòu)，常見的包括EMS系統(tǒng)以及DMS系統(tǒng)等等，而一些III、IV區(qū)生產(chǎn)管理系統(tǒng)則對(duì)I、II區(qū)中的內(nèi)容進(jìn)行了又一步深入延伸，包括水調(diào)系統(tǒng)、雷電系統(tǒng)等等，基于同一系統(tǒng)，外網(wǎng)組合構(gòu)成一個(gè)完整的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)。

為了可以更好的實(shí)現(xiàn)全面多角度的決策分析與支持，此次運(yùn)維駕駛艙應(yīng)當(dāng)對(duì)管理范圍中的四個(gè)安全區(qū)中的全部IT系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的整合，并將整個(gè)系統(tǒng)的IT數(shù)據(jù)研究結(jié)果反饋至安全I(xiàn)、II區(qū)中，為內(nèi)網(wǎng)生產(chǎn)控制系統(tǒng)運(yùn)營安全提供重要參考指標(biāo)，并為整個(gè)智能電網(wǎng)系提供可靠安全運(yùn)行的重要支持。

3? 駕駛艙跨區(qū)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)要點(diǎn)分析

3.1 服務(wù)代理

基于虛擬隧道以及負(fù)載均衡算法的服務(wù)代理是安置在內(nèi)外網(wǎng)的應(yīng)用代理程序，可以有效實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)維駕駛艙進(jìn)行跨區(qū)域的數(shù)據(jù)往來，包括II區(qū)服務(wù)代理與III區(qū)服務(wù)代理兩個(gè)部分。

針對(duì)II區(qū)服務(wù)代理程序，集合駕駛艙數(shù)據(jù)協(xié)議層I、II區(qū)中采集的數(shù)據(jù)、文件以及報(bào)文傳遞、III區(qū)駕駛艙中的IT系統(tǒng)運(yùn)行工況，文件接收與解析、代理程序之間的信息聯(lián)通、外網(wǎng)服務(wù)請(qǐng)求、文件處理等等。I、II區(qū)中IT系統(tǒng)運(yùn)維數(shù)據(jù)結(jié)果主要包含SNMP報(bào)文數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫資料、API等等;針對(duì)III區(qū)服務(wù)代理程序，主要用于接受來自內(nèi)網(wǎng)的數(shù)據(jù)文件以及報(bào)文傳遞至駕駛艙前置數(shù)據(jù)系統(tǒng)等，定時(shí)和異常狀態(tài)下實(shí)時(shí)生成XML格式的運(yùn)行狀態(tài)分析結(jié)果文件回傳到內(nèi)網(wǎng)、代理程序間的消息通信、服務(wù)請(qǐng)求XML文件的生成等。

通過內(nèi)外網(wǎng)之間的服務(wù)代理機(jī)制可以使位于隔離設(shè)備兩端的IT數(shù)據(jù)進(jìn)行有效采集與合成，從而有效規(guī)避智能電網(wǎng)下運(yùn)維駕駛艙對(duì)整個(gè)區(qū)域IT系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)運(yùn)維數(shù)據(jù)的采集問題。利用對(duì)服務(wù)代理程序協(xié)議的進(jìn)一步擴(kuò)展，可以使更為寬泛領(lǐng)域內(nèi)的其他運(yùn)用可以實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域的數(shù)據(jù)傳遞等。

3.2 虛擬隧道技術(shù)

正向物理隔離設(shè)備只允許內(nèi)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)向外網(wǎng)發(fā)起TCP連接，待連接確定后由內(nèi)網(wǎng)程序?qū)⑾嚓P(guān)報(bào)文發(fā)送出去，而外網(wǎng)則只被許可發(fā)送長度較小的短報(bào)文。反向物理隔離裝置不間斷提取外網(wǎng)規(guī)定的目錄下的數(shù)據(jù)內(nèi)容，并基于加密等形式將文件回饋至內(nèi)網(wǎng)中，在得到進(jìn)一步的解密后將文件存儲(chǔ)在規(guī)定位置。此次所探討的虛擬隧道則是利用安全區(qū)中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與隔離裝置，在有效達(dá)到正向與反向隔離情況下，使用多線程并發(fā)與報(bào)文校驗(yàn)等方式，實(shí)現(xiàn)信息與文件傳輸?shù)姆庋b，并在數(shù)據(jù)包達(dá)到對(duì)端后，對(duì)其進(jìn)行解密與恢復(fù)操作，在整個(gè)過程基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序編程接口的有效封裝。

數(shù)據(jù)封裝與解封技術(shù)，主要是指對(duì)單一的網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議數(shù)據(jù)、文件、報(bào)文信息等進(jìn)行有效封裝，增加輔助報(bào)頭數(shù)據(jù)并進(jìn)行傳遞，對(duì)端則在接到數(shù)據(jù)文件時(shí)依據(jù)報(bào)頭中的相關(guān)內(nèi)容對(duì)其進(jìn)行解密處理，并得到本地程序可以處理使用的格式。報(bào)文校驗(yàn)技術(shù)，主要是在信息傳輸過程中利用校驗(yàn)返回報(bào)文等形式保證應(yīng)用層的信息可以有效穩(wěn)定傳輸，并監(jiān)控傳輸通道與隔離設(shè)備的運(yùn)行工況。并發(fā)處理技術(shù)，相關(guān)服務(wù)代理程序在完成對(duì)本地任務(wù)的處理的同時(shí)可以兼具對(duì)對(duì)端的服務(wù)請(qǐng)求進(jìn)行響應(yīng)，并為每個(gè)任務(wù)構(gòu)建專門的子線處理程序用于處理當(dāng)前服務(wù)請(qǐng)求。應(yīng)用接口技術(shù)，封裝II、III區(qū)報(bào)文、文件以及數(shù)據(jù)等應(yīng)用層面的基礎(chǔ)API數(shù)據(jù)接口，同時(shí)輔助支撐上層服務(wù)代理程序的有效訪問。

3.3 負(fù)載均衡處理技術(shù)

未來隨著智能電網(wǎng)技術(shù)的不斷成熟，所需要收集、傳遞的信息數(shù)據(jù)勢(shì)必會(huì)更龐大。因此內(nèi)外網(wǎng)之間的IT運(yùn)維與周邊應(yīng)用程序跨區(qū)域數(shù)據(jù)交換信息量勢(shì)必更大，正向以及反向物理隔離的性能則會(huì)成為影響整個(gè)系統(tǒng)高速可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。為了有效規(guī)避該問題，此次提出了負(fù)載均衡算法。利用該算法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)隔離設(shè)備情況下的跨區(qū)域數(shù)據(jù)負(fù)載均衡傳遞。該算法利用靜態(tài)IP地址與端口的形式實(shí)現(xiàn)散列進(jìn)行任務(wù)的合理分配，但沒有考量實(shí)際整個(gè)ID應(yīng)用跨區(qū)傳遞數(shù)據(jù)量大小與隔離設(shè)備失效等關(guān)鍵問題。

基于此次提出的運(yùn)維駕駛艙動(dòng)態(tài)均衡負(fù)載算法不但充分考量了隔離設(shè)備的實(shí)際問題處理能力，同時(shí)還將設(shè)備的實(shí)際工況與某段時(shí)間中傳輸數(shù)據(jù)情況作為基礎(chǔ)條件，動(dòng)態(tài)形式的調(diào)整隔離設(shè)備的權(quán)重信息，利用該算法可以有效保證跨區(qū)域的數(shù)據(jù)傳輸負(fù)載的均衡性，從而避免隔離設(shè)備資源利用不合理從而影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行性能。

4? 結(jié)語

隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，智能設(shè)備的應(yīng)用等給智能電網(wǎng)系統(tǒng)帶來更多運(yùn)行壓力。電網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)模以及覆蓋面也越來越廣，每天產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息也會(huì)越來越多。如何應(yīng)對(duì)日益增長的龐大數(shù)據(jù)處理問題成了時(shí)下智能電網(wǎng)發(fā)展的重要瓶頸之一。IT運(yùn)維駕駛艙系統(tǒng)可以對(duì)整個(gè)IT系統(tǒng)數(shù)據(jù)與KPI指標(biāo)進(jìn)行動(dòng)態(tài)智能評(píng)判，從而實(shí)現(xiàn)IT系統(tǒng)運(yùn)行工況快速感知與全面操控，符合智能的聯(lián)網(wǎng)對(duì)整個(gè)運(yùn)維系統(tǒng)的發(fā)展要求。為了有效解決電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)下運(yùn)維駕駛艙跨區(qū)域數(shù)據(jù)傳輸問題，此次提出了一種利用虛擬隧道與服務(wù)代理的跨區(qū)域數(shù)據(jù)傳遞模式，虛擬隧道可以有效屏蔽跨安全區(qū)域數(shù)據(jù)的應(yīng)用編碼問題，服務(wù)代理程序則利用其應(yīng)用數(shù)據(jù)接口實(shí)現(xiàn)信息的雙向傳輸，與此同時(shí)，為了有效解決大數(shù)據(jù)傳輸過程中物理隔離不科學(xué)所造成的性能瓶頸等問題，此次提出了利用多隔離設(shè)備情況下的數(shù)據(jù)跨區(qū)域均衡傳輸方式，從而有效提升跨區(qū)域數(shù)據(jù)傳遞的能力。此次所提出的智能電網(wǎng)運(yùn)維駕駛艙跨區(qū)域數(shù)據(jù)傳遞技術(shù)是供電系統(tǒng)IT運(yùn)維的重要技術(shù)內(nèi)容之一，經(jīng)過相關(guān)部門的實(shí)際應(yīng)用評(píng)測(cè)與結(jié)果分析，該系統(tǒng)可以很好的解決運(yùn)維駕駛艙系統(tǒng)跨區(qū)域大數(shù)據(jù)傳遞等問題。

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