基于云平臺(tái)的電網(wǎng)調(diào)度災(zāi)備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

蘇欣雁　咸日常

摘 ?要： 災(zāi)難事件會(huì)直接損壞電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，嚴(yán)重時(shí)可致電網(wǎng)監(jiān)控中斷，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的調(diào)度和控制，直接影響電網(wǎng)運(yùn)行安全性。在云平臺(tái)上構(gòu)建的電網(wǎng)調(diào)度災(zāi)備系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的自動(dòng)化調(diào)度管控，提升電網(wǎng)運(yùn)行的防災(zāi)能力。電網(wǎng)災(zāi)備系統(tǒng)投資的影響因素主要有備用容量、設(shè)備投入以及地區(qū)災(zāi)難概率分析，由此完成云平臺(tái)下的災(zāi)備系統(tǒng)架構(gòu)，有效實(shí)現(xiàn)對(duì)于災(zāi)備數(shù)據(jù)的管理、驗(yàn)證區(qū)的應(yīng)用場(chǎng)景，且完成安全性能加固設(shè)計(jì)，為電網(wǎng)運(yùn)行集控/調(diào)度一體化互備解決方案，有效發(fā)揮調(diào)度管理系統(tǒng)在電力生產(chǎn)計(jì)劃實(shí)施中的應(yīng)用價(jià)值，提升在云平臺(tái)的智能電網(wǎng)調(diào)度管理有效性，以此進(jìn)一步提高調(diào)度管理系統(tǒng)的應(yīng)用水平。

關(guān)鍵詞： 電網(wǎng)調(diào)度; 災(zāi)備系統(tǒng); 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì); 云平臺(tái); 數(shù)據(jù)管理; 調(diào)度管理

中圖分類號(hào)： TN915.5?34 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)： 1004?373X（2020）24?0178?04

Structure design of power grid dispatching disaster recovery

system based on cloud platform

SU Xinyan， XIAN Richang

（School of Electrical and Electronic Engineering， Shandong University of Technology， Zibo 255000， China）

Abstract： The disaster event can directly damage the power grid dispatching automation system， seriously cause the interruption of power grid monitoring， unable to realize the dispatching and control of power grid operation， and directly affect the security of power grid operation. The grid dispatching disaster recovery system constructed on the cloud platform can realize the automatic dispatching control of grid operation and improve the disaster prevention ability of grid operation. The main influencing factors of the investment of the grid disaster recovery system are spare capacity， equipment investment and regional disaster probability analysis， so that the disaster recovery system architecture on the cloud platform are completed， which can effectively realize the management of disaster recovery data and the application scenario of the verification area， and complete the design of security performance reinforcement. It is the integrated backup solution for grid operation centralized control / dispatching， which can effectively play the role of application value of dispatching management system in the implementation of electric power production plan can， and improve the effectiveness of smart grid dispatching management on the cloud platform， so as to further improve the application level of dispatching management system.

Keywords： power grid dispatching; disaster recovery system; system structure design; cloud platform; data management; dispatching management

0 ?引 ?言

基于云平臺(tái)的智能電網(wǎng)調(diào)度管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)，有助于滿足電力體制改革發(fā)展中的調(diào)度管理工作需求，促進(jìn)各項(xiàng)管理的集約化以及扁平化發(fā)展，同時(shí)也有助于促進(jìn)智能電網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展。所以，需要和實(shí)踐變化需求相結(jié)合，有效做好云平臺(tái)下的智能電網(wǎng)調(diào)度災(zāi)備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和針對(duì)設(shè)計(jì)過程的有效把握，從而得以能夠充分發(fā)揮這一系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值，為智能電網(wǎng)運(yùn)行提供穩(wěn)定以及高效的保障。

DW_UDP_PORT = 5243

DW_MODE = 2

INST_OGUID = 82379 INST_SERVICE_IP = 10.37.*.*

#實(shí)例對(duì)外服務(wù) IP INST_UDP_PORT = 5253

INST_STARTUP_MODE = 1

#0：服務(wù)方式啟動(dòng);1：控制臺(tái)方式啟動(dòng)

2.3 ?災(zāi)備數(shù)據(jù)的管理

電力系統(tǒng)災(zāi)備中心主要是完成企業(yè)資源計(jì)劃及其管控、一體化平臺(tái)、協(xié)同辦公以及綜合管理等相關(guān)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)以及非結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的災(zāi)備。在數(shù)據(jù)庫(kù)復(fù)制技術(shù)或存儲(chǔ)復(fù)制技術(shù)的應(yīng)用下，數(shù)據(jù)則可以通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)在災(zāi)備中心高端上的備份和存儲(chǔ)，災(zāi)備中心則可以針對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)施統(tǒng)一管理，同時(shí)也能夠提供常規(guī)性數(shù)據(jù)備份以及驗(yàn)證工作，為災(zāi)備數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性以及完整性提供有效保障。

2.4 ?驗(yàn)證區(qū)應(yīng)用場(chǎng)景

電力系統(tǒng)災(zāi)備中心驗(yàn)證區(qū)的重點(diǎn)是針對(duì)不同災(zāi)備網(wǎng)省公司災(zāi)備數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性實(shí)施驗(yàn)證，可以在云計(jì)算資源管理平臺(tái)的應(yīng)用下，實(shí)現(xiàn)對(duì)災(zāi)備中心驗(yàn)證區(qū)設(shè)備的管理，同時(shí)也能夠通過云計(jì)算資源管理平臺(tái)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)其方案的驗(yàn)證，有助于縮短驗(yàn)證周期，提升共同實(shí)施數(shù)據(jù)驗(yàn)證的網(wǎng)省數(shù)量，不但可以為管理提供一定便利，也有助于提升資源利用率和驗(yàn)證工作質(zhì)量。其中，災(zāi)備中心現(xiàn)有驗(yàn)證流程和云平臺(tái)驗(yàn)證流程見圖2和圖3。

通過圖2、圖3可以發(fā)現(xiàn)，整體驗(yàn)證流程中主要包括4個(gè)步驟，分別為資源的申請(qǐng)、分配、驗(yàn)證以及回收，能夠針對(duì)網(wǎng)省公司提供具有一定完整性的數(shù)據(jù)驗(yàn)證服務(wù)。當(dāng)前，災(zāi)備中心未提供數(shù)據(jù)驗(yàn)證支撐系統(tǒng)，數(shù)據(jù)驗(yàn)證過程中沒有實(shí)施IT支持以及流程管理，單純依靠手工實(shí)施資源分配以及回收，不但需要投入較長(zhǎng)時(shí)間，同時(shí)工作效率低，人工參與過多也增加了管理難度，使得資源利用率偏低。

在云平臺(tái)建構(gòu)的資源管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)驗(yàn)證方式，對(duì)于資源申請(qǐng)、分配、驗(yàn)證以及回收構(gòu)建成了一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，明顯提高了災(zāi)備中心的數(shù)據(jù)驗(yàn)證能力。具體步驟為：

1） 申請(qǐng)。在云計(jì)算資源管理平臺(tái)上，用戶即不同網(wǎng)省公司可以提出數(shù)據(jù)驗(yàn)證申請(qǐng)，平臺(tái)在針對(duì)用戶申請(qǐng)實(shí)施審批后，也就可以獲取原有流程的IT支撐。

2） 分配。災(zāi)備中心分配的工作量最大，在此過程中，需要實(shí)現(xiàn)針對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源以及主機(jī)資源的分配，也要提供相應(yīng)的存儲(chǔ)空間，實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全訪問以及SAN網(wǎng)絡(luò)的配置，另外也需要實(shí)現(xiàn)對(duì)操作系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)庫(kù)的安裝，完成驗(yàn)證數(shù)據(jù)導(dǎo)入工作。其中，在云計(jì)算資源管理平臺(tái)上，對(duì)于以上工作則可以在虛擬化、自動(dòng)化以及模板化相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用下自動(dòng)完成，災(zāi)備中心的工作主要審批用戶申請(qǐng)即可，完成審批后，結(jié)合用戶配置的相關(guān)參數(shù)，通過平臺(tái)也就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)相關(guān)資源的自動(dòng)分配。

3） 驗(yàn)證。在平臺(tái)虛擬化技術(shù)的應(yīng)用下，現(xiàn)有資源能夠同時(shí)為多個(gè)網(wǎng)省公司應(yīng)用提供服務(wù)，一方面有助于提升資源有效利用率，另一方面也能夠提升數(shù)據(jù)驗(yàn)證工作效率。

4） 回收。在網(wǎng)省公司實(shí)施資源驗(yàn)證中，只是虛擬化資源，結(jié)合虛擬化技術(shù)特點(diǎn)對(duì)于安裝內(nèi)容不用清空，在存儲(chǔ)中實(shí)現(xiàn)對(duì)驗(yàn)證環(huán)境的保存，也就能夠單純實(shí)現(xiàn)對(duì)使用資源的釋放。網(wǎng)省公司在之后實(shí)施驗(yàn)證中，可以再次對(duì)保存的驗(yàn)證環(huán)境進(jìn)行使用，有助于明顯減少環(huán)境部署時(shí)間。從這一點(diǎn)可以看出，基于云平臺(tái)計(jì)算資源管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)驗(yàn)證步驟，具備的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)主要有提升驗(yàn)證效率、提升資源有效利用率，同時(shí)也能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)管理成本的顯著降低。其中，災(zāi)備中心現(xiàn)有驗(yàn)證方案和云平臺(tái)驗(yàn)證方案的對(duì)比結(jié)果見表1。

通過表1中的相關(guān)數(shù)據(jù)能夠看出，云計(jì)算資源管理平臺(tái)在災(zāi)備數(shù)據(jù)驗(yàn)證中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)災(zāi)備實(shí)際流程的有效優(yōu)化，不但縮短驗(yàn)證周期，同時(shí)也提升共同驗(yàn)證用戶數(shù)量，對(duì)于數(shù)據(jù)驗(yàn)證過程中的自動(dòng)化水平具有顯著提升作用。其中，針對(duì)某災(zāi)備中心作為研究對(duì)象，在虛擬化技術(shù)、驗(yàn)證流程以及模板技術(shù)等的應(yīng)用下，對(duì)于驗(yàn)證區(qū)的HP 服務(wù)器、x86服務(wù)器、IBM 服務(wù)器硬件資源進(jìn)一步提升同時(shí)驗(yàn)證的用戶數(shù)量，在這一方式下提升驗(yàn)證效率，也有助于顯著降低人工工作量。針對(duì)某災(zāi)備中心中納管的某個(gè)應(yīng)用數(shù)量中等網(wǎng)省公司實(shí)施測(cè)試分析，在云平臺(tái)驗(yàn)證方案的應(yīng)用下，將現(xiàn)有驗(yàn)證方案驗(yàn)證時(shí)間1周降低到了1天，從這一點(diǎn)可以看出，系統(tǒng)顯著降低了驗(yàn)證周期，更有助于獲取顯著經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，對(duì)于數(shù)據(jù)驗(yàn)證資源的申請(qǐng)可以采用統(tǒng)一方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的自動(dòng)化分配以及回收，從而進(jìn)一步提升運(yùn)行效率，提高驗(yàn)證流程的規(guī)范性，更有助于提升管理經(jīng)濟(jì)效益。

3 ?云平臺(tái)下電網(wǎng)調(diào)度災(zāi)備系統(tǒng)加固設(shè)計(jì)

針對(duì)云平臺(tái)下的電網(wǎng)調(diào)度災(zāi)備系統(tǒng)可以實(shí)施加固設(shè)計(jì)，網(wǎng)絡(luò)傳輸層采用HTTPS以及數(shù)字證書的雙方認(rèn)證方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)HTTPS請(qǐng)求的傳輸，以作為系統(tǒng)的安全防火墻。系統(tǒng)層完成硬件防火墻或Linux操作系統(tǒng)防火墻的設(shè)置，以實(shí)現(xiàn)對(duì)不允許外部訪問端口的屏蔽;代理層則可以在HTTP代理服務(wù)器的規(guī)則定義應(yīng)用下，對(duì)于訪問應(yīng)用層的非法用戶請(qǐng)求實(shí)現(xiàn)屏蔽，同時(shí)也能夠完成用戶并發(fā)請(qǐng)求數(shù)的定義;應(yīng)用服務(wù)器層可以校驗(yàn)用戶輸入的相關(guān)數(shù)據(jù)合法性、完整性以及安全性。針對(duì)系統(tǒng)實(shí)施的二期安全加固方案，重點(diǎn)是提升數(shù)據(jù)完整性以及保密性，對(duì)SQL注入起到防范作用。系統(tǒng)的安全總體架構(gòu)見圖4。

3.1 ?數(shù)據(jù)完整性以及保密性設(shè)計(jì)

系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸過程中，采用數(shù)字證書的SSL雙向認(rèn)證方式實(shí)施加密。和單相認(rèn)證方式相比，這一認(rèn)證方式新加了客戶端認(rèn)證流，關(guān)鍵則為私用密鑰簽名，以實(shí)現(xiàn)對(duì)所有證書客戶端進(jìn)行證明，中間人并不能獲取客戶端私鑰，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)篡改握手消息攻擊性操作實(shí)施有效防范。在數(shù)據(jù)安全管理中，主要為：

1） 數(shù)據(jù)加密算法?？蛻舳艘约胺?wù)端在關(guān)于數(shù)據(jù)實(shí)施傳輸前，先后對(duì)數(shù)據(jù)傳輸加密算法實(shí)施協(xié)商，在MDS非可逆應(yīng)用下實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)核心以及敏感數(shù)據(jù)的加密，或也可以在DES對(duì)稱加密法應(yīng)用下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的加密處理;

2） 數(shù)據(jù)完整性校驗(yàn)。系統(tǒng)會(huì)依照數(shù)據(jù)簽名算法的差異，選取相應(yīng)的校驗(yàn)方式，比如MDS校驗(yàn)方法;

3） 預(yù)防重放攻擊登錄。每次實(shí)施SSL握手時(shí)，對(duì)其均會(huì)分配唯一一個(gè)隨機(jī)數(shù)對(duì)其實(shí)施標(biāo)記，攻擊者得到登錄數(shù)據(jù)后，不用對(duì)其解密即能夠直接在數(shù)據(jù)包上對(duì)登錄實(shí)施攻擊情況實(shí)施防范。

3.2 ?防止SQL注入設(shè)計(jì)

提升系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)于惡意攻擊的抵御能力，則為系統(tǒng)安全加固工作的一項(xiàng)重要工作。想要實(shí)現(xiàn)對(duì)SQL注入的徹底防止，系統(tǒng)中設(shè)計(jì)完成了三層防注入方案，其中，在代理服務(wù)層，可以應(yīng)用Nginx配置文件攔截注入的URL;應(yīng)用服務(wù)器層也能夠攔截具有可疑性的注入U(xiǎn)RL;表單Post的元素?cái)?shù)據(jù)也能夠?qū)嵤┻^濾以及攔截。

4 ?結(jié) ?語(yǔ)

通過以上分析，所得結(jié)論為：

1） 本次完成了云計(jì)算資源管理平臺(tái)設(shè)計(jì)，可以有效實(shí)現(xiàn)異構(gòu)資源整合管理、資源動(dòng)態(tài)調(diào)度以及自動(dòng)部署等相關(guān)工作。當(dāng)前在實(shí)際應(yīng)用中，這一平臺(tái)有助于數(shù)據(jù)驗(yàn)證有效性，縮短驗(yàn)證周期，降低驗(yàn)證成本，為提升電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)級(jí)災(zāi)備提供了技術(shù)支持。

2） 為提升云平臺(tái)下的智能電網(wǎng)調(diào)度災(zāi)備系統(tǒng)安全系數(shù)，采用數(shù)字證書SSL雙向認(rèn)證方式對(duì)其實(shí)施數(shù)據(jù)傳輸加密，顯著提升了數(shù)據(jù)安全性和完整性。

注：本文通訊作者為咸日常。

參考文獻(xiàn)

[1] 張樹凡，吳新橋，曹宇，等.基于云計(jì)算的多源遙感數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)研究[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2015，38（3）：90?94.

[2] 施文波，俞君杰，李校驍.電力GIS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2015，38（21）：155?158.

[3] 朱磊，鐘建栩，余少鋒.云計(jì)算在電力信息系統(tǒng)災(zāi)備中的應(yīng)用[J].中國(guó)新通信，2020，22（6）：85?86.

[4] 馬麗亞，郭小龍，郭建峰.基于云服務(wù)的智能電網(wǎng)調(diào)度管理系統(tǒng)災(zāi)備方案及安全加固設(shè)計(jì)[J].通信電源技術(shù)，2018，35（10）：147?148.

[5] 周華鋒，易仁波，王玉琴.南方電網(wǎng)一體化運(yùn)行智能系統(tǒng)災(zāi)備建設(shè)模式初探[J].南方電網(wǎng)技術(shù)，2014，8（2）：9?14.

[6] 秦君.基于企業(yè)信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)災(zāi)備研究與應(yīng)用[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2016（8）：80.

[7] 權(quán)鵬宇，耿貞偉，李少華.面向電力系統(tǒng)的混合云業(yè)務(wù)架構(gòu)研究[J].網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用，2017（1）：80?81.

[8] 古雄.SOA架構(gòu)下基于云計(jì)算平臺(tái)的語(yǔ)音及短信實(shí)時(shí)報(bào)警系統(tǒng)[D].南寧：廣西大學(xué)，2018.

[9] 陳宏勝，許懿，劉欣宇，等.陣列雙活技術(shù)在智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的應(yīng)用研究[J].電子器件，2019，42（5）：1099?1106.

[10] 武亞光，朱克，吳佐平.基于95598異地雙活系統(tǒng)的多級(jí)數(shù)據(jù)復(fù)制算法[J].電子設(shè)計(jì)工程，2019，27（19）：33?37.

[11] 石宏宇.基于虛擬帶庫(kù)技術(shù)的電網(wǎng)公司異地?cái)?shù)據(jù)級(jí)災(zāi)備系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].信息系統(tǒng)工程，2016（12）：82?84.

[12] 唐玲明.廣西電網(wǎng)地區(qū)級(jí)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)容災(zāi)備用系統(tǒng)建設(shè)模式的探討[J].紅水河，2015，34（6）：39?42.

[13] 王玉琴，潘凱巖，劉海波.區(qū)域?yàn)?zāi)備系統(tǒng)在EMS系統(tǒng)中的建設(shè)探究[J].電氣技術(shù)，2016（12）：113?116.

[14] 林培明，王玉琴，潘凱巖，等.基于OS2的災(zāi)備系統(tǒng)建設(shè)初探[J].電氣技術(shù)，2016（7）：101?104.

作者簡(jiǎn)介：蘇欣雁（1999—），女，山東聊城人，碩士，研究方向?yàn)槔^電保護(hù)、電力系統(tǒng)分析。

咸日常（1965—），男，山東高密人，碩士，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)殡姎庠O(shè)備狀態(tài)檢測(cè)、過電壓與絕緣防護(hù)技術(shù)。