双WEB服务器在地区能量管理系统应用

2011-06-07陆地红李云鹏

电力工程技术 2011年6期

陆地红，李云鹏

（南通供电公司，江苏南通 216006）

随着电网规模的扩大，管理水平的不断提高，能量管理系统由过去单纯的调度转变为集调度运行、生产、经营管理于一体的多种应用，其提供的数据在供电企业的领导决策、生产管理、用电管理及工程管理等领域起着越来越大的作用。为保证各个部门可靠共享能量管理系统数据，对能量管理系统中Web服务器可靠性要求越来越高[1]。南通电网在全省地调率先采用了新一代能量管理系统OPEN-3000，且于2006年5月投入正式运行，系统配置包括3个安全区：安全Ⅰ区、安全Ⅱ区和安全Ⅲ区。其中安全Ⅰ区是实时区，接收和处理实时数据，是系统中最重要的部分；安全Ⅱ区是DTS区，用于调度员培训仿真；安全Ⅲ区是Web区，担负浏览与查询等功能。系统配置有4个安装商用数据库（ORACLE）的服务器：安全Ⅰ区有主、备数据库服务器（联接到磁盘阵列）、镜像数据库服务器，安全Ⅲ区有2台Web数据库服务器（NT17，NT07）。

OPEN-3000系统中应用指的是实现某个专业功能的软件和进程的集合。系统配置有FES（前置应用子系统）、SCADA（实时监控子系统）、PAS（高级应用子系统）、DTS（调度员培训仿真子系统）、DB_SERVICE（历史数据服务）、PUBLIC（公用服务）等应用。

1 体系结构

Web服务器主要是实现信息发布功能。根据电力二次系统安全防护要求，南通地区能量管理系统在安全Ⅰ区和安全Ⅱ区之间装有硬件防火墙，安全安全Ⅱ区与安全Ⅲ区之间配置1号、2号正向物理隔离装置2台，反向物理隔离装置1台，如图1所示。1号、2号物理隔离装置配置规则相同，其PRIVATE，PUBLIC网段分别连接到安全Ⅱ区与安全Ⅲ区，同时每台物理隔离装置在PRIVATE，PUBLIC网段有2个网口：Eth0，Eth1。根据实际配置规则将Eth0网口用于南通电网电能量计量系统数据同步，Eth1网口用于能量管理系统数据的同步。正常工作情况下，1号物理隔离用于电能量计量系统数据同步，2号物理隔离用于能量管理系统数据同步，若其中某台隔离装置出现故障不能正常工作时，可将其对应的网口接线调整至正常工作物理隔离装置对应网口即可恢复该网口对应业务。通过上述方式实现正常工作数据分流，故障情况下装置的相互备用，保证数据同步的可靠性。

2 工作机制

2.1 实时数据同步机制

实时数据同步主要是处理动态数据，包括遥信、遥测值和状态以及计算结果等。实时数据同步采用部分域同步的方法，不传送整表的内容，仅将关键字与动态数据相关域读出来传送到安全Ⅲ区再写到实时库中。

Web服务器实时数据同步时由安全Ⅰ区应用主机发送进程sync_rt_send每5 s从实时库中读取实时数据，SCADA、PAS主、备应用都配置有该进程，只是主应用进程进行数据发送工作。由先接收到安全Ⅰ区数据的安全Ⅲ区对应应用的转发进程sync_rt_recv，接收前述发送进程发出的实时数据，主、备Web服务器相应应用写入进程sync_rt_write接收sync_rt_recv进程发出的实时数据，并将其实际写入相关应用的实时库中，通过上述方式实现Web服务器实时数据同步。

2.2 实时模型同步机制

实时库中电网模型同步内容主要是处理实时库的模型更新操作。实时库中电网模型同步是通过将模型更新报文传送到安全Ⅲ区，由安全Ⅲ区的模型更新进程进行处理，从而实现安全Ⅲ区实时库中电网模型同步。同时从可靠性考虑，在安全Ⅰ区设立一个定期的全同步机制，也就是将各应用实时库中的所有表全部同步。

实时模型同步时安全Ⅰ区应用主机发送进程sync_modify_send接收模型修改信息，并调用传输功能动态库向外发送。由先接收到安全Ⅰ区数据的安全Ⅲ区对应应用的转发进程sync_modify_recv，接收上述发送进程发出的修改信息，并通过消息总线发送给安全Ⅲ区SCADA、PAS主、备应用修改进程odb_modify，修改相关应用的实时库模型。

2.3 商用库同步机制

商用库同步包括电网模型更新、采样数据、告警信息等由安全Ⅰ区向Web服务器同步，同时由于图形、报表等文件存在于商用库中，所以商用库同步也包含了对图形文件、报表文件的同步。由于南通能量管理系统系统数据同步是通过安全Ⅰ区主数据库服务器向其他的数据库服务器同步和复制数据，在该复制机制框架下，也就是将安全Ⅰ区数据同步复制机制中增加一路复制，复制程序对这一路进行特殊处理，由直接执行改为通过物理隔离向安全Ⅲ区发送复制请求。

安全Ⅰ区DB_SERIVCE主机发送进程db_replicate读取主数据库服务器数据复制信息，并调用传输功能动态库向外发送。由先接收到安全Ⅰ区数据的安全Ⅲ区对应应用进程db_rep_recv，接收前述发送进程发出的商用库信息，并将其写入相应的商用库复制目录后，由写入进程db_replicate根据前述接收进程所写文件实际对商用库执行更新，通过该方式实现2台Web服务器历史数据同步。

2.4 服务地址切换机制

针对在安全Ⅲ区存在2台Web服务器NT07，NT17的情况，通过增加一个对外服务浮动地址，这个浮动地址根据2台服务器PUBLIC应用的分布情况动态绑定到PUBLIC应用的主机上。假如当前NT07是PUBLIC应用的主机，NT17是PUBLIC应用的备机，那么，这个浮动地址会绑定到NT07机器上。客户端在访问的时候，访问的地址应该是这个浮动地址。当NT07服务器异常或掉电时，PUBLIC应用的主机会自动切换到NT17上，同时这个浮动地址也会自动地绑定到NT17上，这个过程对Web浏览用户来说是完全屏蔽的，也感觉不到任何异常。同时，客户端需要知道NT07和NT17自身的地址。因为客户端会根据服务器上应用分布的情况，把属于PUBLIC应用的请求，发给PUBLIC应用主机；把属于DB_SERVICE应用的请求发给DB_SERVICE主机。这样可以把不同应用的主机启动在不同的服务器上，且从应用分布上分流客户端发来的请求，一定程度上减轻了服务器的负载。

3 工程应用

南通电网能量管理系统在安全Ⅲ区建立Web服务，便于调度生产管理系统的用户利用浏览器工具通过外部Web服务器访问EMS系统，保证了EMS系统安全。系统采用了可靠、有效的数据同步机制，保证2台Web服务器实时数据、实时模型、历史数据与安全Ⅰ区EMS系统一致，保证了用户浏览数据的真实、有效。历史数据的同步在安全Ⅲ区的完成，避免由于Web服务器数据库表空间越限等问题导致数据在安全Ⅰ区的堆积，提高安全Ⅰ区EMS可靠运行。

由于在安全Ⅲ区采用双Web服务器配置，同时通过对外服务IP地址切换机制，提高了对外Web服务的可靠性。这种方式的Web服务器配置已在国内许多个工程现场投运，取得了良好的效果。但是由于安全Ⅲ区存在两个独立的数据库，而遥测数据的最大、最小、平均值的统计通过系统设置由数据库于每日凌晨自动完成，导致数据库服务器重复进行统计工作，还需在以后的系统开发、建设中予以完善。