云计算背景下谈智能电网调度系统安全架构设计

云计算背景下谈智能电网调度系统安全架构设计

张智博

（沈阳供电公司辽宁省沈阳市110000）

摘要：中国国家电网已成为世界上规模最大的交直流互联电网，安全、稳定、经济运行面临较大压力。跨区特高压交直流输电规模快速扩大，特高压网架过渡期安全稳定问题和交直流系统相互耦合问题凸显；风电和光伏发电等新能源发电装机容量急剧增加，新能源发电消纳压力较大；单个元件故障引发电网连锁故障的风险始终存在；网络和信息安全威胁日益严峻。为应对上述挑战，国内外对未来电网调度控制系统进行了前瞻性研究。

关键词：云计算；智能电网；调度系统；安全架构；分析

引言：近些年随着电网规模的不断发展，电网结构变得更加复杂，传统意义上的电网调度系统在数据分析、处理、存储以及决策等方面的缺陷逐渐显露出来，显然已经无法满足电网调度、预警、控制等方面的需求，因此在传统IT系统的构架基础上，设计出层次化的系统结构，在智能电网调度系统中应用云计算，有效的利用了该技术的数据处理优势，给智能电网的决策提供有效的支持，对基于云计算的智能电网调度来说，架构的安全设计则有着重要作用。

1.云计算

1.1云计算的含义

云计算是一种基于互联网的新型服务计算模式，能够使传统互联网计算、存储、网络等相关服务的使用和扩展变得更加方便。通常，云计算通过互联网提供动态、易扩展、虚拟化的资源，在数据控制中心对数据和应用进行统一的集中部署和管理，改变传统的数据和应用访问方式，从而实现安全、按需提供、无限扩展的应用交付功能。云计算技术的优势在于能方便地为用户提供虚拟化、高可用和动态资源池，根据云计算服务对象和服务类型的不同，通常将云计算分为两大类：云计算服务对象和云计算服务类型。其中，云计算服务对象包括公有云（面向企业外部需求）、私有云（面向企业内部需求）、混合云（兼顾企业内外需求）。

1.2云计算系统架构

本质上，云计算系统相当于一台计算能力非常强的大型计算机。与传统IT系统架构的物理硬件资源、操作系统、系统软件、应用软件相对应，云计算系统架构也包括云计算硬件资源、云计算操作系统、云计算系统软件、云计算应用软件。在传统IT系统架构的基础上，能够设计出云计算的层次化系统体系架构。云计算实现模型主要有云计算基础架构、云计算应用开发与执行环境和云计算应用软件三个层次构成，分别对应云计算的典型服务IaaS、PaaS、SaaS。

2.云计算关键技术

2.1虚拟化技术

虚拟化技术应用于IT各类资源并实现抽象和虚拟化，尤其在主机、存储、网络中应用更为广泛，能使各类计算在最大程度得到规整，存储能力得到提高，使用户充分认识并感受到云计算平台的独立性。虚拟化技术可以向用户提供三种差异性服务：IaaS、PaaS和SaaSo

2.2分布式技术

分布式技术主要包括并行计算和分布式数据库（文件系统）等，主要有两个特点：一是整合计算资源；二是具有较强的动态扩展性，能够实现IT各类资源的快速访问和多用户并行使用，能够有效提高系统中整体信息的交互能力、计算能力，使不同计算资源都能被充分利用。

3.智能电网调度系统

3.1智能电网调度体系

电网调度系统是整个电网运行的关键所在，对电网的安全运行有着至关重要的作用。现阶段随着电网的不断发展，对电网的运行管理有着更为严格的要求。目前，电网调度能够实现的功能较多，如精细化统筹、动态化自适应调整和一体化协调控制等，有效形成自动化、数据化和信息化的分布式一体化的智能调度体系

3.2智能电网调度构架

近些年随着电网企业的不断发展，按照自身的需求开展了智能电网调度系统的建设，构架主要有监测预警、调度管理、安全校核以及调度计划。监测预警。该模块在构架中有着重要的功能，主要有监控、自动控制、智能预警以及辅助决策等，对智能电网的运行进行全面的监测。调度管理。该模块主要有专业管理、生产管理以及综合管理等功能，主要的作用是实现设备的维护管理、生产计划等信息评估。安全校核。该模块主要有安全校验、评估、校正等功能，主要作用是对检修、发电等电网的运行进行全方位的安全校验。调度需求。该模块主要有着负荷预测、制定计划、执行以及具体的实施等功能，以此来满足智能电网的调度需要。不但要满足电力事业的发展需要，还要确保电力系统的稳定运行，同时还要充分考虑调度计划的应用。

4.基于云计算的智能电网调度系统安全构架设计

4.1云服务供应平台

云服务供应平台主要是由云资源层、云管理层以及云服务层组成。智能电网调度系统云平台的重要基础就是云资源层，云资源层的主要作用就是将Power、X86、Vse、Sparc异构体系的存储、主机、网络安全等资源虚拟化为存储池、计算池、网络池和安全池等资源池，给智能电网的调度提供各种资源池。云管理层主要是由多个功能模块构成，这些功能模块分别是计算任务管理模块、平台用户管理模块、资源调度管理模块以及安全防护模块。对于计算任务管理模块，其主要是对平台提交的访问进行有规划的安排统筹，主要功能包括任务调度、任务执行等。对于用户管理模块，其能够对各类使用者做出相应的功能管理，主要功能有账号管理、省份管理、请求管理以及许可管理等。对于资源调度管理模块，其能够统一管理云资源，主要功能有资源的调配、资源监测、故障的检测与恢复、备份等。而对于安全防护模块，其主要作用是确保云平台的安全性，对云平台进行有效的安全防护，其主要功能有身份确认、入侵防护、数据保护以及安全审计等。智能电网调度系统中的云服务供应平台的关键所在就是云服务层，其能够直接和控制层进行交互，就可以对调度控制的各项功能进行有效支撑，主要的功能有信息、数据、交互、监控、流程、业务等模块。

4.2云服务应用平台

云服务应用平台主要是基于云计算的智能电网调度系统，其主要功能有监测预警、调度管理、安全校验等模块。在Web浏览模式中，调度管理人员需要充分考虑多种因素，如电网运行实际和运行方式等，然后制定出详细的电网调度计划，之后利用平台进行远程指挥，对下级调度控制中心进行有效控制，有效实现电网调度的各种功能。SOA总线主要是由业务流程管理平台与服务总线构成，其主要作用是给云服务应用平台进行交互访问，并管理有关的业务流程，实现控制信息与数据的传输、交换和整合。

总结：云计算有着诸多的优点，如处理性能优良、扩展性高以及较高的稳定性等，因此对智能电网的长期发展与建设有着积极的促进作用。本文主要基于云计算背景下的智能电网调度系统的安全构架设计，有效的融合云计算与智能电网调度，提升了数据处理分析的能力和资源的利用效率，且加强了智能电网运行的监控力度。

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