“華為IT設備在國電調度系統有較長(cháng)的應用時(shí)間，性能出色，表現穩定、可靠，能充分滿(mǎn)足我們的業(yè)務(wù)需求。同時(shí)，華為還能提供業(yè)界最快捷的售后服務(wù)，是值得信賴(lài)的供應商。”
---- 國家電網(wǎng)公司調度自動(dòng)化處
客戶(hù)簡(jiǎn)介
國家電網(wǎng)公司（State Grid），簡(jiǎn)稱(chēng)國家電網(wǎng)，成立于2002年12月，以建設和運營(yíng)電網(wǎng)為核心業(yè)務(wù)。國家電網(wǎng)經(jīng)營(yíng)區域覆蓋全國26個(gè)省（自治區、直轄市），覆蓋國土面積的88%，供電人口超過(guò)11億人，是全球最大的電力企業(yè)。
業(yè)務(wù)挑戰
電力系統是國家的重要基礎設施，其穩定運行關(guān)乎國計民生。電網(wǎng)調度系統是確保整個(gè)電力系統安全、可靠、經(jīng)濟運行的重要系統，是電力系統的“神經(jīng)中樞”。同時(shí)，電網(wǎng)調度系統也是一個(gè)自動(dòng)化的系統，隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步，電網(wǎng)調度自動(dòng)化系統已經(jīng)從最初單一功能的數據采集與監控系統（SCADA），發(fā)展為“以SCADA為基礎、以EMS（能量管理系統）為核心”的多功能系統。
國家電網(wǎng)采用D5000作為調度自動(dòng)化系統的基礎平臺，該平臺是一個(gè)由服務(wù)器、存儲設備、網(wǎng)絡(luò )設備、操作系統、數據庫、中間件、應用軟件等軟硬件組成的復雜系統。D5000承載的電網(wǎng)調度核心業(yè)務(wù)包括：數據采集與監控（SCADA）、能量管理（EMS）、調度計劃（OPS）、安全校核（SCS）、調度管理（OMS）、調度仿真培訓（DTS）等。
在D5000中，國家電網(wǎng)采用x86服務(wù)器集群來(lái)代替傳統的小型機系統（如VAX），提供運行電網(wǎng)調度各核心業(yè)務(wù)所需的全部計算能力。同時(shí)，采用獨立的存儲設備，用于保存電網(wǎng)調度的所有業(yè)務(wù)數據（如運行數據、拓撲數據等），并提供配套的數據備份功能。
作為電力系統的“神經(jīng)中樞”，D5000的安全與穩定運行對電網(wǎng)的安全與可靠供電有著(zhù)重大影響。“如果D5000的運行出了問(wèn)題，那么將對電網(wǎng)的安全運行造成威脅，這不僅會(huì )對供電企業(yè)本身造成損失，更重要的是會(huì )影響到國民經(jīng)濟的運行與社會(huì )的穩定”，國家電網(wǎng)公司調度自動(dòng)化處指出，“因此，我們在進(jìn)行設備選型時(shí)，安全性與可靠性是放在第一位的”。
1.首先，服務(wù)器作為最基礎的計算平臺，其安全性自然成為國家電網(wǎng)的關(guān)注重點(diǎn)。自2010年以來(lái)，“x86服務(wù)器+安全的Linux操作系統”的基礎架構平臺，已經(jīng)在中國的電網(wǎng)調度自動(dòng)化系統中得到廣泛的應用。之所以選擇Linux作為操作系統，是因為L(cháng)inux便于定制、便于根據電力行業(yè)的特點(diǎn)進(jìn)行針對性的安全改進(jìn)。這樣一來(lái)，作為計算平臺的服務(wù)器，便要求其具有很好的兼容性，以便能夠運行經(jīng)過(guò)了重大改進(jìn)的Linux操作系統。
2.其次，根據中國國家標準的規定，調度自動(dòng)化設備的可靠性必須滿(mǎn)足：年平均可用率大于99.99%、系統平均無(wú)故障運行時(shí)間（MTBF）大于25000小時(shí)。在D5000的系統架構中，所有的業(yè)務(wù)應用均運行在服務(wù)器上，所有的業(yè)務(wù)數據均保存在存儲設備中，作為24小時(shí)不間斷運行的電網(wǎng)調度自動(dòng)化系統，服務(wù)器和存儲設備的可靠性將直接影響到其承載的SCADA、EMS等核心業(yè)務(wù)的可靠運行，進(jìn)而影響到整個(gè)電網(wǎng)的穩定運行。
電網(wǎng)調度自動(dòng)化系統是一個(gè)實(shí)時(shí)處理系統，這種實(shí)時(shí)性主要體現在D5000要能夠對電網(wǎng)中發(fā)生的某些緊急事件做出足夠快的響應，通常這一要求為“秒級”。例如，當某條500kV的線(xiàn)路因故（如地震、雷擊等）發(fā)生供電中斷時(shí)，調度中心需要迅速調整電網(wǎng)中的潮流分布，以確保對用戶(hù)特別是重要用戶(hù)的供電安全。此時(shí)，調度中心的EMS軟件就需要從存儲設備中讀取大量的電網(wǎng)運行與電網(wǎng)拓撲數據，并進(jìn)行大量的計算，以迅速做出電網(wǎng)負荷的調整建議、或直接向發(fā)電廠(chǎng)（變電站）發(fā)出遙控與遙調指令。在這種情況下，IT設備的性能將面臨以下挑戰。
1.對服務(wù)器而言。一方面，安裝在調度中心的前置通信服務(wù)器需要實(shí)時(shí)處理大量的、由SCADA系統上報的遙測與遙信數據；另一方面，運行有EMS等核心業(yè)務(wù)的服務(wù)器需要對采集上來(lái)的數據進(jìn)行快速的計算與分析，以便及時(shí)向各廠(chǎng)站發(fā)出遙控與遙調指令。例如，我國規定，變位信息、廠(chǎng)站端工作狀態(tài)變化信息，必須在1秒內上報到調度中心；而對于高優(yōu)先級的調度任務(wù)而言，調度中心必須在2秒內做出響應。對于大型電網(wǎng)而言，以往多采用小型機才能滿(mǎn)足電網(wǎng)調度對計算能力的要求。
2.對存儲設備而言。在D5000中，存儲設備的一個(gè)主要用途是保存由SCADA采集的電網(wǎng)運行數據。SCADA通過(guò)安裝在發(fā)電廠(chǎng)和變電站的遠動(dòng)裝置采集遙測與遙信數據，并將其實(shí)時(shí)（秒級）保存到存儲設備中。由于大型電網(wǎng)中的電氣設備數量成千上萬(wàn)，每時(shí)每刻更新的各種數據量也十分龐大，SCADA在實(shí)時(shí)保存這些數據時(shí)，IOPS往往高達數十萬(wàn)。同時(shí)，為確保運行數據的安全，SCADA還將對實(shí)時(shí)數據啟動(dòng)“分鐘級”、“15分鐘級”的定期備份機制。這樣，電網(wǎng)的規模越大、運行的應用越多，D5000需要保存的業(yè)務(wù)數據量就越大，其對存儲設備的讀取就越頻繁。
“D5000是一個(gè)復雜的系統，涉及到多種設備及軟硬件的配合使用。除安全性與可靠性之外，我們對每種設備的性能及相關(guān)的兼容性都很關(guān)注。只有通過(guò)嚴格技術(shù)測試和兼容性測試的設備，才能正式應用到D5000中”，國家電網(wǎng)公司調度自動(dòng)化處說(shuō)。
解決方案
針對國家電網(wǎng)D5000調度系統對IT設備的特殊需求，華為加大了與北京四方繼保自動(dòng)化股份有限公司、南京南瑞繼保電氣有限公司等行業(yè)伙伴的合作，并成立了專(zhuān)項工作組進(jìn)行需求澄清與方案設計。在充分理解D5000特殊需求的基礎上，華為提出了“RH2485 V2四路服務(wù)器 + E6000刀片服務(wù)器 + S5600T統一存儲”的組合解決方案，并按照國家電網(wǎng)的要求進(jìn)行了技術(shù)測試。
首先，針對電網(wǎng)調度系統“x86服務(wù)器 + 安全的Linux操作系統”的基礎架構平臺，華為服務(wù)器均支持現場(chǎng)調整與優(yōu)化，很好的解決了客戶(hù)定制Linux操作系統對計算平臺的兼容性問(wèn)題，有力的保障了其上層業(yè)務(wù)應用的安全性。同時(shí)，華為與行業(yè)合作伙伴聯(lián)合成立兼容性實(shí)驗室，確保服務(wù)器、存儲設備對最新調度軟件的版本兼容性。
在可靠性方面，華為服務(wù)器和存儲設備對關(guān)鍵部件（如電源、風(fēng)扇、控制器等）均采用冗余架構設計，確保系統無(wú)單點(diǎn)故障。特別的，華為S5600T還支持數據保險箱、文件系統鏡像、存儲多路徑、硬盤(pán)數據預拷貝等軟件技術(shù)，進(jìn)一步保障了存儲設備的可靠運行。
憑借著(zhù)對客戶(hù)需求的深刻理解，以及與各行業(yè)伙伴良好而深入的合作，華為IT設備在國家電網(wǎng)組織的技術(shù)測試中，以?xún)?yōu)異的性能、良好的兼容性和可靠性，在眾多廠(chǎng)商中脫穎而出，并在D5000調度系統中獲得關(guān)鍵應用：
1.RH2485 V2四路服務(wù)器。針對電網(wǎng)調度的SCADA、EMS、WAMS等在線(xiàn)運行的業(yè)務(wù)，采用華為RH2485 V2服務(wù)器部署，由多臺RH2485 V2組成服務(wù)器集群為D5000提供計算能力。RH2485 V2為2U高度，最大支持4個(gè)Intel E5-4600系列CPU、1.5TB內存，可為上層的業(yè)務(wù)應用提供高性能、高可靠的計算能力。
2.E6000刀片服務(wù)器。針對電網(wǎng)調度仿真培訓DTS的離線(xiàn)應用，采用華為E6000刀片服務(wù)器部署。E6000采用8U/10刀片架構，單框最大支持40個(gè)CPU，可為DTS提供超大計算能力。同時(shí)，E6000還集成了GE、FC交換模塊，組網(wǎng)靈活，簡(jiǎn)化了系統架構，提供完全滿(mǎn)足DTS要求的“計算、網(wǎng)絡(luò )一體化”的應用方案。
3.S5600T統一存儲。在調度系統的I區、II區部署1臺S5600T，為前端計算集群的SCADA、EMS、DTS等核心應用提供共享存儲功能。S5600T采用新一代PCI-E 2.0總線(xiàn)技術(shù)及SAS2.0高速I(mǎi)O通道技術(shù)，系統內部交換帶寬高達36GB/s，可提供20萬(wàn)IOPS的吞吐能力。如果未來(lái)業(yè)務(wù)壓力增大，可支持通過(guò)SmartCache技術(shù)將熱點(diǎn)數據智能遷移到SSD存儲資源池當中進(jìn)行加速，以滿(mǎn)足D5000對吞吐能力的要求。
客戶(hù)收益
目前，華為服務(wù)器和存儲設備在國家電網(wǎng)公司及其下屬省級電力公司的D5000調度系統中獲得了批量應用。
“華為服務(wù)器與存儲設備在國電調度系統有較長(cháng)的應用時(shí)間，性能出色，表現穩定、可靠，能充分滿(mǎn)足我們的業(yè)務(wù)需求。同時(shí)，華為還能提供業(yè)界最快捷的售后服務(wù)，是值得信賴(lài)的供應商”，國家電網(wǎng)公司調度自動(dòng)化處評價(jià)道。
