一、引言 　　隨著電網(wǎng)調(diào)度自動化的發(fā)展，調(diào)度自動化系統(tǒng)應用越來越成熟，調(diào)度中心匯集了越來越多的系統(tǒng)。這些調(diào)度自動化系統(tǒng)的良好、穩(wěn)定、可靠運行為電網(wǎng)安全、經(jīng)濟調(diào)度提供了堅實的技術基礎，同時，這些系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)的可用性直接或間接地影響著電網(wǎng)調(diào)度。因此，電網(wǎng)各項基礎運行數(shù)據(jù)已成為電網(wǎng)公司的重要財富，電網(wǎng)調(diào)度的數(shù)據(jù)保護工作顯得非常重要，必須采取有效、實用的相關數(shù)據(jù)保護技術，防范各種可能的數(shù)據(jù)災發(fā)生，以保障其關鍵應用數(shù)據(jù)的高可用性及系統(tǒng)的高性能。 　　上海電網(wǎng)調(diào)度中心主要自動化系統(tǒng)及數(shù)據(jù)中心包括:能量管理系統(tǒng)（EMS）、電力市場技術支持系統(tǒng)、電能量采集及計量系統(tǒng)、中心數(shù)據(jù)庫、EMS Web發(fā)布系統(tǒng)、區(qū)域電網(wǎng)控制性能標準（CPS）考核系統(tǒng)、調(diào)度管理信息系統(tǒng)（MIS）等。電網(wǎng)調(diào)度生產(chǎn)系統(tǒng)具有7d×24h/d不間斷運行的特點，調(diào)度生產(chǎn)數(shù)據(jù)的可用與否及質(zhì)量好壞，直接影響著EMS、電力市場、各項考核、Web發(fā)布等重要電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的正確和正常運行，也就影響著調(diào)度生產(chǎn)的安全性和經(jīng)濟性。 　　數(shù)據(jù)保護技術的內(nèi)容包括多數(shù)據(jù)源技術、數(shù)據(jù)存儲備份技術、服務器容錯技術、數(shù)據(jù)恢復技術和異地容災技術。 　　文獻[1]從多數(shù)據(jù)源的角度實現(xiàn)對EMS實時數(shù)據(jù)點可信度的在線控制，有效地屏蔽誤差偏大的數(shù)據(jù)。文獻[2]利用調(diào)度員培訓仿真系統(tǒng)（DTS）為SCADA/EMS建立了一個容災系統(tǒng)。異地容災不僅是一種技術，更是一項工程，它不同于存儲及數(shù)據(jù)備份，也不同于容錯和遠程數(shù)據(jù)復制[2]。因條件限制，異地容災暫未在上海市調(diào)中實施。本文主要介紹上海電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)中數(shù)據(jù)保護技術的應用。 二、多數(shù)據(jù)源技術的應用 　　所謂多數(shù)據(jù)源，顧名思義就是數(shù)據(jù)的來源是多樣化的，同一物理數(shù)據(jù)通過不同的采集和傳輸通道、通信協(xié)議等，形成該數(shù)據(jù)的多源冗余，在實際數(shù)據(jù)的選擇上按照約定的優(yōu)先級定義進行多源的排序，并且能夠在必要時進行不同數(shù)據(jù)源之間的自動切換以及手動強制切換。此技術主要是為防范在數(shù)據(jù)通信過程中任何一個環(huán)節(jié)發(fā)生故障的風險，也可避免壞數(shù)據(jù)對應用系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響，通常應用在數(shù)據(jù)采集之類的自動化系統(tǒng)中。 　　在上海電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)中，多數(shù)據(jù)源技術主要應用在EMS和CPS考核系統(tǒng)中。如圖1所示，多數(shù)據(jù)源技術在SCADA/EMS中應用最為顯著[1]。SCADA/EMS是所有電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)中最根本、最重要的系統(tǒng)，其數(shù)據(jù)是其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)之源。因此，其數(shù)據(jù)的準確性、可靠性和可用性直接影響其他系統(tǒng)的正常運行。EMS中通常將Modem直收的數(shù)據(jù)作為主用源，其他備用數(shù)據(jù)源的來源主要可分為2類:一類是從三級網(wǎng)轉發(fā)至市調(diào)EMS，包括集控站上網(wǎng)和地調(diào)轉發(fā);另一類是從二級網(wǎng)轉發(fā)至市調(diào)EMS，包括從總調(diào)EMS下行轉發(fā)量和線路兩側變電站上網(wǎng)轉發(fā)的量。例如:對于王南5902線路的有功遙測數(shù)據(jù)，共有4個源，分別來自王店轉發(fā)、南橋轉發(fā)、南橋直收、總調(diào)轉發(fā)。在EMS中利用多數(shù)據(jù)源處理程序，根據(jù)可信度、優(yōu)先級、控制碼及優(yōu)選規(guī)則，從"多源數(shù)據(jù)"中選取最優(yōu)質(zhì)量的數(shù)據(jù)作為EMS監(jiān)控和歷史統(tǒng)計的基礎數(shù)據(jù)。 　　CPS考核是調(diào)度中心最重要的安全經(jīng)濟考核，該系統(tǒng)是調(diào)度員用于實時電網(wǎng)區(qū)域控制的重要依據(jù)。直接關系電網(wǎng)公司的經(jīng)濟利益和安全生產(chǎn)。因此，保證CPS考核系統(tǒng)不間斷運行和數(shù)據(jù)的準確可靠具有重要意義。CPS考核程序所需的基礎數(shù)據(jù)是各省際聯(lián)絡線的有功，利用多數(shù)據(jù)源技術確保這些分量的正確性和可用性，從而計算出準確的實時區(qū)域控制誤差（ACE）及CPSl、CPS2值，為調(diào)度員的正確調(diào)度提供可靠的決策依據(jù)。如圖2所示，在上海市調(diào)CPS考核系統(tǒng)中，將通過總調(diào)二級網(wǎng)轉發(fā)過來的聯(lián)絡線分量作為主用源，備用數(shù)據(jù)源為市調(diào)EMS中直收的遙測量。 三、數(shù)據(jù)存儲備份技術的應用 　　備份技術的選擇與數(shù)據(jù)的存儲方式及使用特點有關。從存儲形式來看，可分為文件及數(shù)據(jù)庫形式。對于文件備份，最簡單的有本機的拷貝，還有介質(zhì)（如光盤、磁帶）的直接存儲備份以及基于網(wǎng)絡的備份系統(tǒng)等。對數(shù)據(jù)庫而言，最常用的就是本數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)自帶的備份功能，此外還有基于第三方軟件的網(wǎng)絡備份系統(tǒng)。 　　存儲資源正變得更為多樣化。尤其是有了存儲區(qū)域網(wǎng)絡（SAN）和網(wǎng)絡連接存儲（NAS）之后，在很多環(huán)境中取代了直接附聯(lián)存儲設備。SAN允許服務器在共亨存儲裝置的同時仍能高速傳送數(shù)據(jù)。這一技術方案具有帶寬高、可用性高、容錯能力強的優(yōu)點，而且可以輕松升級，容易管理，有助于改善整個系統(tǒng)的總體成本狀況。NAS把整個網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)集中起來管理，同時集中了服務器的計算能力，解決了次據(jù)管理復雜和計算能力冗余的問題，提高了服務器的使用效率。基于網(wǎng)絡的備份系統(tǒng)是目前比較先進的備份技術，理想的備份系統(tǒng)應該是全方位、多層次的。 　　這里主要介紹基于網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)存儲備份及恢復技術的應用，以局域網(wǎng)內(nèi)主要數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為例（如圖3所示），包括中心數(shù)據(jù)庫、電力市場交易計劃數(shù)據(jù)庫、電力市場結算數(shù)據(jù)庫、電能量采集數(shù)據(jù)庫、CPS考核數(shù)據(jù)庫、調(diào)度MIS數(shù)據(jù)庫。當然，文件備份同樣適用于此方案。 　　對于管理員，首先要在每個客戶端安裝專門的備份系統(tǒng)客戶端軟件，并做好相應的配置，剩下工作主要在備份服務器上完成即可。根據(jù)不同應用系統(tǒng)及數(shù)據(jù)量和數(shù)據(jù)需求的特點，為每個客戶端制定對應的備份策略和磁帶編組，如備份時間、存儲周期、備份類型、磁帶池（poo1）設置等，隔期還要做磁帶的管理工作，包括磁帶的更換、清洗等。 四、服務器容錯技術的應用 　　服務器容錯技術的出現(xiàn)極大地降低不相關應用系統(tǒng)在多種不可預料災難（例如硬盤壞、機器其他故障等）發(fā)生時的損失，保證業(yè)務系統(tǒng)的7d×24h/d不間斷運轉。數(shù)據(jù)正常情況下都是存儲在特定的服務器上，而服務器的硬盤相對而言是最易發(fā)生故障的部件，獨立冗余磁盤陣列（RAID）技術提供了硬盤容錯功能，能夠在一定程度上確保數(shù)據(jù)的安全性。此外，雙機熱備、服務器集群等技術更是從整個服務器的角度來容錯，在更高層次上加強了數(shù)據(jù)安全。 　　以市調(diào)EMS、中心數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及EMS Web發(fā)布系統(tǒng)為例，由于EMS和中心數(shù)據(jù)庫是整個電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)中核心的系統(tǒng)和數(shù)據(jù)中心，而EMS Web的發(fā)布又是最直接的對外窗口，它們的數(shù)據(jù)及系統(tǒng)的可靠性、可用性相對來說更為重要。為此，服務器采用冗余配置，同組服務器可以做到自動切換，且從EMS到中心數(shù)據(jù)庫再至EMS Web發(fā)布的數(shù)據(jù)流采用雙路并行運行。 如圖4所示，EMS首先以雙網(wǎng)運行，歷史數(shù)據(jù)服務器和實時數(shù)據(jù)服務器（前置機）分別是2臺主備運行，每臺前置機都連接A網(wǎng)和B網(wǎng)。利用系統(tǒng)中自有的雙機技術，實現(xiàn)主、備機之間的數(shù)據(jù)同步及自動切換，從而保證歷史數(shù)據(jù)不丟失、實時數(shù)據(jù)一致。中心數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)主要來自前置機（也有從電力市場獲取的），繼而向外界應用（例如EMS Web發(fā)布等）提供數(shù)據(jù)，擔負著數(shù)據(jù)樞紐功能。現(xiàn)正著手新增2臺服務器，與原有的2臺服務器正好組成2組雙機冗余。每組分別從主、備前置機取數(shù)，形成雙路數(shù)據(jù)源并行。每組的雙機采用LAAM（Legato automated availability manager）技術實現(xiàn)磁盤鏡像、雙機切換功能。對應著這雙路數(shù)據(jù)源，EMS Eeb 發(fā)布系統(tǒng)的主、備服務器分別連接中心數(shù)據(jù)庫1和中心數(shù)據(jù)庫2。 五、數(shù)據(jù)恢復技術的應用 　　以上介紹了數(shù)據(jù)存儲備份技術，與此相對應則有數(shù)據(jù)恢復技術。數(shù)掘的灰復根據(jù)備份的方式及應用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)使用特點會有不同的處理。有的情況下，數(shù)據(jù)直接拷貝還原即可;有的可以通過數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)本身的恢復功能實現(xiàn);對于基于網(wǎng)絡的備份系統(tǒng)，則要借助于所采用的專門備份系統(tǒng)中的恢復技術，例如VERITAS NetBackup中的Restore功能。 　　另外有一種恢復情況，即所謂的智能災難恢復（IDR）技術，主要是考慮由于硬件或軟件等原因導致本機無法正常運行而需要還原該機的故障前狀態(tài)（包括操作系統(tǒng)、應用系統(tǒng)及數(shù)據(jù)等）。在不少情況下，由于操作系統(tǒng)版本較老、應用系統(tǒng)復雜、數(shù)據(jù)庫板本較老及配置獨特等原因，使得機器很難恢復至原狀。若對原有系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫進行升級，很多情況下會使得其外接應用產(chǎn)生影響甚至不能正常工作。此時，IDR技術則能解決這些實際困難。對于IDR,要求必須先做好一人包含系統(tǒng)注冊表的全備份，并在客戶端上制作一人用于恢夏的啟動光盤，在系統(tǒng)恢復時插入此光盤，按步操作至恢復全備份為止。 　　對于上海電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)恢復。主要利用備份系統(tǒng)中的恢復功能。從磁帶庫中已有的備份選取所需進行恢復即可，包括文件恢復和數(shù)據(jù)庫恢復。此外，還可有目的地選擇若干機器。使其具備IDR功能。 六、基于保護技術的數(shù)據(jù)管理 　　數(shù)據(jù)保護是否成功，除了技術條件，很大程度上還取決于管理是否到位。數(shù)據(jù)的管理包括:應用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全性評估、數(shù)據(jù)保護技術的選擇、技術策略的設置、技術規(guī)程的制定等。 　　就備份技術而言，備份管理的范圍不僅涵蓋制度的制定和磁帶的管理，例如:備份的可計劃性、磁帶機的自動化操作、歷史記錄的保存以及日志記錄等。它還能決定備份技術、備份設備、介質(zhì)以及軟件技術等的選擇。 　　以基于網(wǎng)絡的存儲備份為例。網(wǎng)絡存儲備份管理系統(tǒng)對整個網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)進行管理，聽有客戶端的數(shù)據(jù)可以備份到與同備份服務器或應用服務器相連的任意一臺磁帶庫內(nèi)。借助于專門的集中式管理工具，系統(tǒng)管理員可以對全網(wǎng)的備份策略進行統(tǒng)管理，備份服務器可以監(jiān)控所有機器的備份作業(yè)和磁帶機的工作，也可以修改備份策略，并可即時瀏覽所有目錄。 七、結 語 　　上海電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)經(jīng)過多年的運行實踐，應用越來越廣泛、深入，積累的數(shù)據(jù)也越來越多。相應的數(shù)據(jù)保護技術需要不斷提高、完善。在采取數(shù)據(jù)保護措施規(guī)避風險的同時，將綜合考慮到效用，根據(jù)自身業(yè)務和自動化系統(tǒng)的特點，選擇合適的、成本有效的技術策略，實現(xiàn)效用最大化，不能為了規(guī)避風險而一味增加投入成本以致造成不必要的浪費。進一步發(fā)揮信息技術作用的同時，加強數(shù)據(jù)的管理，做到技術與管理相結合，共同保證可靠、可用的數(shù)據(jù)源。