国家电网调度系统项目

电力系统是国家的重要基础设施，其稳定运行关乎国计民生。电网调度系统是确保整个电力系统安全、可靠、经济运行的重要系统，是电力系统的“神经中枢”。同时，电网调度系统也是一个自动化的系统，随着技术的进步，电网调度自动化系统已经从最初单一功能的数据采集与监控系统（SCADA），发展为“以SCADA为基础、以EMS（能量管理系统）为核心”的多功能系统。

业务需求面临挑战

国家电网采用D5000作为调度自动化系统的基础平台，该平台是一个由服务器、存储设备、网络设备、操作系统、数据库、中间件、应用软件等软硬件组成的复杂系统。D5000承载的电网调度核心业务包括：数据采集与监控（SCADA）、能量管理（EMS）、调度计划（OPS）、安全校核（SCS）、调度管理（OMS）、调度仿真培训（DTS）等。

在D5000中，国家电网采用x86服务器集群来代替传统的小型机系统（如VAX），提供运行电网调度各核心业务所需的全部计算能力。同时，采用独立的存储设备，用于保存电网调度的所有业务数据（如运行数据、拓扑数据等），并提供配套的数据备份功能。

作为电力系统的“神经中枢”，D5000的安全与稳定运行对电网的安全与可靠供电有着重大影响。“如果D5000的运行出了问题，那么将对电网的安全运行造成威胁，这不仅会对供电企业本身造成损失，更重要的是会影响到国民经济的运行与社会的稳定”，国家电网公司调度自动化处指出，“因此，我们在进行设备选型时，安全性与可靠性是放在第一位的”。

首先，服务器作为最基础的计算平台，其安全性自然成为国家电网的关注重点。自2010年以来，“x86服务器+安全的Linux操作系统”的基础架构平台，已经在中国的电网调度自动化系统中得到广泛的应用。之所以选择Linux作为操作系统，是因为Linux便于定制、便于根据电力行业的特点进行针对性的安全改进。这样一来，作为计算平台的服务器，便要求其具有很好的兼容性，以便能够运行经过了重大改进的Linux操作系统。其次，根据中国国家标准的规定，调度自动化设备的可靠性必须满足：年平均可用率大于99.99%、系统平均无故障运行时间（MTBF）大于25000小时。在D5000的系统架构中，所有的业务应用均运行在服务器上，所有的业务数据均保存在存储设备中，作为24小时不间断运行的电网调度自动化系统，服务器和存储设备的可靠性将直接影响到其承载的SCADA、EMS等核心业务的可靠运行，进而影响到整个电网的稳定运行。

电网调度自动化系统是一个实时处理系统，这种实时性主要体现在D5000要能够对电网中发生的某些紧急事件做出足够快的响应，通常这一要求为“秒级”。例如，当某条500kV的线路因故（如地震、雷击等）发生供电中断时，调度中心需要迅速调整电网中的潮流分布，以确保对用户特别是重要用户的供电安全。此时，调度中心的EMS软件就需要从存储设备中读取大量的电网运行与电网拓扑数据，并进行大量的计算，以迅速做出电网负荷的调整建议、或直接向发电厂（变电站）发出遥控与遥调指令。在这种情况下，IT设备的性能将面临以下挑战。

对服务器而言。一方面，安装在调度中心的前置通信服务器需要实时处理大量的、由SCADA系统上报的遥测与遥信数据；另一方面，运行有EMS等核心业务的服务器需要对采集上来的数据进行快速的计算与分析，以便及时向各厂站发出遥控与遥调指令。例如，我国规定，变位信息、厂站端工作状态变化信息，必须在1秒内上报到调度中心；而对于高优先级的调度任务而言，调度中心必须在2秒内做出响应。对于大型电网而言，以往多采用小型机才能满足电网调度对计算能力的要求。对存储设备而言。在D5000中，存储设备的一个主要用途是保存由SCADA采集的电网运行数据。SCADA通过安装在发电厂和变电站的远动装置采集遥测与遥信数据，并将其实时（秒级）保存到存储设备中。由于大型电网中的电气设备数量成千上万，每时每刻更新的各种数据量也十分庞大，SCADA在实时保存这些数据时，IOPS往往高达数十万。同时，为确保运行数据的安全，SCADA还将对实时数据启动“分钟级”、“15分钟级”的定期备份机制。这样，电网的规模越大、运行的应用越多，D5000需要保存的业务数据量就越大，其对存储设备的读取就越频繁。

“D5000是一个复杂的系统，涉及到多种设备及软硬件的配合使用。除安全性与可靠性之外，我们对每种设备的性能及相关的兼容性都很关注。只有通过严格技术测试和兼容性测试的设备，才能正式应用到D5000中”，国家电网公司调度自动化处说。

解决方案

针对国家电网D5000调度系统对IT设备的特殊需求，华为加大了与北京四方继保自动化股份有限公司、南京南瑞继保电气有限公司等行业伙伴的合作，并成立了专项工作组进行需求澄清与方案设计。在充分理解D5000特殊需求的基础上，华为提出了“RH2485 V2四路服务器 + E6000刀片服务器 + S5600T统一存储”的组合解决方案，并按照国家电网的要求进行了技术测试。

首先，针对电网调度系统“x86服务器 + 安全的Linux操作系统”的基础架构平台，华为服务器均支持现场调整与优化，很好的解决了客户定制Linux操作系统对计算平台的兼容性问题，有力的保障了其上层业务应用的安全性。同时，华为与行业合作伙伴联合成立兼容性实验室，确保服务器、存储设备对最新调度软件的版本兼容性。

在可靠性方面，华为服务器和存储设备对关键部件（如电源、风扇、控制器等）均采用冗余架构设计，确保系统无单点故障。特别的，华为S5600T还支持数据保险箱、文件系统镜像、存储多路径、硬盘数据预拷贝等软件技术，进一步保障了存储设备的可靠运行。

凭借着对客户需求的深刻理解，以及与各行业伙伴良好而深入的合作，华为IT设备在国家电网组织的技术测试中，以优异的性能、良好的兼容性和可靠性，在众多厂商中脱颖而出，并在D5000调度系统中获得关键应用：

RH2485 V2四路服务器。针对电网调度的SCADA、EMS、WAMS等在线运行的业务，采用华为RH2485 V2服务器部署，由多台RH2485 V2组成服务器集群为D5000提供计算能力。RH2485 V2为2U高度，最大支持4个Intel E5-4600系列CPU、1.5TB内存，可为上层的业务应用提供高性能、高可靠的计算能力。E6000刀片服务器。针对电网调度仿真培训DTS的离线应用，采用华为E6000刀片服务器部署。E6000采用8U/10刀片架构，单框最大支持40个CPU，可为DTS提供超大计算能力。同时，E6000还集成了GE、FC交换模块，组网灵活，简化了系统架构，提供完全满足DTS要求的“计算、网络一体化”的应用方案。

S5600T统一存储。在调度系统的I区、II区部署1台S5600T，为前端计算集群的SCADA、EMS、DTS等核心应用提供共享存储功能。S5600T采用新一代PCI-E 2.0总线技术及SAS2.0高速IO通道技术，系统内部交换带宽高达36GB/s，可提供20万IOPS的吞吐能力。如果未来业务压力增大，可支持通过SmartCache技术将热点数据智能迁移到SSD存储资源池当中进行加速，以满足D5000对吞吐能力的要求。

客户收益

目前，华为服务器和存储设备在国家电网公司及其下属省级电力公司的D5000调度系统中获得了批量应用。

“华为服务器与存储设备在国电调度系统有较长的应用时间，性能出色，表现稳定、可靠，能充分满足我们的业务需求。同时，华为还能提供业界最快捷的售后服务，是值得信赖的供应商”，国家电网公司调度自动化处评价道。