云计算在电力信息化建设中的应用

刘源

1 引言

经过“十一五”与“十二五”深刻围绕坚强智能电网和“三集五大”建设要求的现代化智能电网建设中，国家电力企业的信息化建设取得了显著成效。新时期，电力信息化建设遇到了新问题、新挑战和新机遇，随着信息化电网建设的持续推进，要求业务响应更快速、管控更集中、服务更优质、工作更协同、对一体化企业级信息建设与运维提出了更高的要求。现代化智能电网的建设需对电网系统中的海量数据信息进行收集、存储、分析、反馈、实时传递、充分调度和分配，提高系统计算、处理性能和高并发访问数据处理能力。在现代化智能电网建设中，电力企业对云计算技术进行了更深层次的研究和探索。实践证明，云计算是电力信息化建设的必然趋势和根本选择，为高效、便捷、智能、安全、可靠的电力信息化系统建设提供了技术支撑和智力保障。

2 云计算概述

云计算是虚拟化、面向服务架构和效用计算的自然演进，是一种基于网格计算或网格计算能力，提供了计算资源与底层结构之间的抽象，使用户可以通过网络方便地、按需使用地对一个共享的资源池进行迅速的配置、部署与使用。并且只需要很少的管理以及与服务商之间的交互。同时，云计算可以用来描述平台与应用。一个云计算平台可以动态按需来供应和配置服务器，云中的服务器可以使用物理机或虚拟机，云中也可以包括其他的计算资源，如存储域网络（SANs）、网络设施、防火墙，以及其他的安全设备。且利用互联网把地理上广泛分布的各种资源（计算机资源、存储资源、宽带资源、软件资源、数据资源、信息资源、知识资源等）连成一个逻辑整体，为用户提供一体化信息和应用服务(计算、存储、访问等)。云计算表现出3 种模式，一公有云：资源以“按需服务”的方式提供给公用服务，服务以一种效用计算的方式被出租使用。二私有云：为一个客户（群）单独使用而构建的，因而提供对数据、安全性和服务质量的最有效控制。三混合云：涉及安全等因素，并非所用信息都能置于公有云之上。并且云计算具有诸多特点：高可靠性、通用性（支撑千变万化的实际应用）、按需服务（按需购买）、廉价、安全、便捷、超大规模（服务器群）、虚拟化、高扩展性（灵活、动态伸缩）。同时，云计算可以提供3 个层次的服务，一基础设施即服务，为IT 行业创造虚拟的计算和数据中心，使得其能够把计算单元、存储器、I/O 设备、宽带等计算机基础设施集中起来，成为一个虚拟的资源池来为整个网络提供服务。二平台即服务，把服务器平台或开发环境作为一种服务提供的商业模式。三软件即服务，一种基于互联网提供软件服务的应用模式。云计算对不同使用者的作用不同，对云服务提供商，通过有效管理内部资源，提高利用率，节省电能。对终端用户，按需使用，租用计算、存储和服务资源。对企业用户，采用自助服务和按使用量付费的使用模式，迅速获得计算资源，无需配置过大的资源容量而过度投资【1】。

3 电力企业信息化建设现状

不同电力企业自身的运营机制、管理机制、信息化利用程度不同和信息化系统的信息编码、技术标准和规范应用存在差异，从而引致企业内部信息孤岛和系统集约、信息共享等方面问题的产生，致使电力企业的信息化建设受到技术阻碍和制约。电力企业集中化数据信息系统和集约化管理的构建和应用，为云计算的投入提供了应用环境和条件。电力企业各级信息系统所涵盖的数据内容十分丰富，既包含系统运行类数据、生产管理类数据，又包含市场运营等各类数据。在海量信息数据中，电力生产运营类数据占据了主导地位，且具有实时、高并发性等特点。在现代电力信息化建设中，各类运行系统数据信息的海量生成使数据处理系统的压力扩增。在新一代绿色数据信息系统建设中，所面临的问题是多样的，主要表现在如下3 个方面：

1）资源管理的日益复杂化、全面化。基于电力需求的日益增加，电力企业按需求量配置软硬件设施，但在资源管理过程中，资源共享和调节分配等方面存在问题，严重降低了电力企业的资源利用率，无法充分发挥电力资源的应用效能，造成了资源的过度消耗。

2）信息管控能力与现实资源运维相脱节。随着各类数据的指数级递增，数据处理中心的管理和运维压力不断加大，其有效管控能力和管理队伍建设明显落后于服务器信息数据的增长速度，超出了有效管控范围，从而面临着人才储备不足和生产不安全等制约性问题。

3）能源消耗和运维成本增加。因信息处理能力的不足，导致各类资源的利用率低，能源的无功消耗增加，致使能源消耗、运营维护和各类信息处理的成本不断增加。

4 云计算在电力信息化建设中的应用

4.1 虚拟化技术

虚拟化是由位于下层的软件模块，将其封装和抽象，提供一个物理和封装的接口，使上层软件可以直接运行在这个虚拟的环境之中，但和原来的运行环境一样。虚拟化通常指计算机元件在抽象化的空间中运行，而不在真实的物质环境中【2】。虚拟化是一个抽象分层，将操作系统与物质设备硬件进行分层，硬件抽象层转化为虚拟硬件抽象层，从而整合异构硬件资源，实现虚拟机迁移，资源调度和荷载平衡，提高资源利用率。虚拟化允许具有不同操作系统的多个虚拟机在同一物理上独立并行运行，也允许一个平台同时运行多个操作系统，并且应用程序可以在相互独立的空间内运行而互不影响。从而显著提升计算机的运行效率【3】。

4.2 资源调度管理技术

云计算资源调度管理技术是一项提高资源利用率的信息运维技术，能够实现对云资源的有效管理、监控和调度，通过规范资源准入接口，运用互联网信息网络，以云资源服务化的形式传递、分享给用户。资源调度管理技术的最终目的在于利用虚拟化技术实现对异构物理机和资源池的管理，以服务的形式实现对基础设施资源的封装、抽象和输出，实现异构资源的统一管理、动态监控和按需分配与调节，从而为各类系统的平稳运行提供稳定协调的环境。为服务器的合并提供基础和保障每个用户安全可靠的工作环境。

4.3 云计算在电力信息化建设中的具体应用

云计算技术在电力信息化建设中的具体应用主要表现为利用虚拟化技术基于底层异构物理基础设备构建高度共享的资源池，促进资源的优化整合，实现对各类系统资源的统一管理、动态监控和按需调度。其功能的发挥表现在以下4 个方面：

1）虚拟化云计算资源池的搭建，通过虚拟资源池的搭建，优化整合各类信息资源，实现统一管理、动态监督和按需分配，提高基础设施的信息承载力和资源利用率。

2）统一镜像管理服务的提供，通过对镜像管理的统一化，实现对镜像文件的速效存储、快速定位和高效管理，简化管理程序，降低管理难度，简便管理过程。

3）云计算快速部署能力的运用，借助云计算快速部署的能力，提升电力信息系统的灾备能力，为灾备演练和灾备转换等环节提供技术支撑和保障。

运行环境的提供，基于应用荷载的变化情况，提供应用集群的动态弹性伸缩，为业务应用提供安全、可靠、可调节、可控制的环境。

4）虚拟化监控数据的产生，通过云计算技术，虚拟机监视器的应用，提供虚拟化数据（虚拟化资源、物理资源、虚拟化配置等监控和虚拟架构的发现和拓扑）。

5 结语

综上所述，云计算技术在电力信息化建设中具有重要的作用，虚拟化技术、资源调度管理技术实现了虚拟资源的整合、优化，提高了资源利用效率，从而为电力信息化建设提供了智力支持和技术保障。