电网调度自动化系统消息中间件的特性和关键技术李晖

电网调度自动化系统消息中间件的特性和关键技术李晖

李晖

（国电南瑞科技股份有限公司）

摘要：作为一种分布式系统，电网调度自动化系统除了经常进行一对一的消息通信，还会经常进行一对多或多对多的消息通信。然而，受电网调度自动化系统自身特点所限，常规的消息中间件并不能充分满足其工作所需，无法适用于电网调度自动化系统。本文以电网调度自动化系统的消息中间件为研究对象，先简单介绍其特性，再详细分析中间件关键技术应该如何应用。

关键词：电网调度；自动化系统；消息中间件；特性；关键技术

对于整个电力系统而言，电网调度自动化系统都是非常重要的组成部分。在现阶段，我国大部分电力网络使用的调度自动化系统都是分布式系统，这种系统在运行中需要特别注意数据的集成，而消息中间件可以将系统应用间传输的数据进行有效的简化，其在电网调度自动化系统中有着十分重要的作用。

一、特性

电网调度自动化系统所采取的数据通信有两种，其一为点对点通信，其二为点对多点通信，不同底层平面之间有着鲜明的异构性，在数据传输上较为复杂，若是缺少消息中间件，分布式的电网调度自动化系统在通信服务上将难以做到透明和便捷。若是采用消息中间件的技术，则可以将异构性屏蔽，使应用与应用之间更加简便的传输数据，使分布式系统的通信服务更加透明与便捷。考虑到不同数据类型之间的通信需求，消息中间件应该具有如下特性：

（一）时效性

系统在运行中可能会发生各种故障，引发消息延迟、时间延长等结果，一些应用也会因此而出现逻辑处理错误，这时便需要利用时效性控制管理来有效控制实时消息，避免其过期，从而确保系统逻辑的正确。当然，消息中间件在接收端程序接受到大量信息时可以通过时效性这一特性来清理过期的消息。

（二）可靠性与易扩展性

系统日常会对电网运行状况进行实时在线监测，具有较高的可靠性，常规情况下系统利用率甚至会高于99.9%，消息中间件作为底层通信基础之一正好可以满足这一要求。在使用的过程中，消息中间件除了需要考虑软件故障、网络故障以及节点自身硬件故障等各类问题，还需要考虑故障解除后如何恢复通信，若是系统新增了节点，还需要考虑如何在确保新节点方便地加入系统的同时确保新节点不会对旧节点之间的通信造成影响。

（三）多态功能

系统可以提供反演态、实时态、研究态等多态环境，这里的“态”是为了达成某一个或某些目标功能而存在的多种应用的集合，其在处理逻辑上是一致的，不会相互干扰，虽然不同数据实体之间有着较大的关联，但是所运行的数据环境却并不完全相同，并且这些数据实体也是相对独立的，具有不同的服务进程，系统运行时在同一个节点、同一时间上可能有多个“态”运行，基于消息中间件这个媒介，即使服务进程相同也可以运行在不同的“态”中，消息中间件为其提供同一个通信通道，同一个“态”中的消息便可以相互通信，从而实现对多态功能的支持。

二、关键技术

（一）多种服务质量

消息中间件应该具备多种服务质量，如：可靠性、时效性、时序性以及持久性，等等。以时效性和持久性为例，持久性是指保持持久的服务与尽力服务；而时效性是指从消息发出到消息接受到这一过程中所存在的延迟时间，若是超过最大延迟时间后消息依然没有收到，那么消息中间件便应该及时将消息丢弃，若使用持久服务，则要在一定的时间内将相应的信息暂时保留下来，随后再进行相应的检测，确保消息保持正常，在等待一段时间后可以再次发送，直至消息发送成功或消息过期。

（二）对等式结构

所谓对等式结构，是指确保各节点之间有着对等的关系，这样可以确保依赖关系、从属关系不会出现，单独服务终端不会出现，基于对等式结构，电网调度自动化系统可以实现节点的动态加入与退出。换言之，若是某一个节段有孤战发生，那么其他节点依然可以正常运行，而不会因此而出现系统停机等严重结果，通信所涉及的消息议案可以正常的运行与启动，启动后的消息依然可以被迅速加入系统中，不会因消息收发而受到影响，整个节点在使用上都可以做到正常通信。

（三）多态功能支持

所有中间件消息均是以二元组形式来进行，其目的在于最大限度地保障多态功能正常运行，出于对消息中间件重要性的充分认识，中间件消息都使用了动态标识与进程标识，者可以使二元组形成消息实例，同时还能实现消息实例之间的隔离。若是在同一个节点上运行多个消息，则可以将不同地区的实例严格划分出来，消息通道也可以划分成逻辑通道与物理通道，其中逻辑通道可以被应用程序直接使用，而物理通道可以保障整个网络通信层次都能在“态”之间相互通信。

（四）跨平台

应用层是消息中间件开展相应工作的主要层次，消息中间件在应用层以完全、自主的状态进行开发试验，以编程语言满足平台运行需要，对第三方软件并无过度依赖，可以在多个操作系统品台运行，即使系统安装节点不同也能准确安装中间件，顺利进行通信。

结语：

电网调度自动化系统对于电力系统的重要性可谓是不言而喻，消息中间件的特性及关键技术使得消息中间件在电网调度自动化系统中发挥出了非常重要的作用，本文对消息中间件的特性及关键技术进行了简单的阐述，以供从事相关研究的人员参考。

参考文献：

[1]张睿.电网调度自动化系统消息中间件特性及关键技术应用[J].科技创新导报,2017,14(28):46-47.

[2]李兵.电网调度自动化系统消息中间件的特性和关键技术[J].电子制作,2017(09):91-92.

[3]翟明玉,雷宝龙.电网调度自动化系统消息中间件的特性和关键技术[J].电力系统自动化,2012,36(14):56-59+66.