設(shè)在地區(qū)i建立一個(gè)工作站需要設(shè)備投資為Ii，災(zāi)難損失程度系數(shù)為λi，該系數(shù)不僅描述了當(dāng)災(zāi)難發(fā)生時(shí)的設(shè)備損失程度(災(zāi)難發(fā)生時(shí)設(shè)備的損毀代價(jià)為λiIi)，而且反映了數(shù)據(jù)損失的程度，而一般意義上，數(shù)據(jù)損失程度越大，恢復(fù)其正常工作所需要時(shí)間將越長(zhǎng)，即λi同時(shí)也可以描述恢復(fù)所需時(shí)間。

假定服務(wù)器日常動(dòng)力、維護(hù)費(fèi)用為常值v，在不同地區(qū)發(fā)生同樣程度災(zāi)害不存在修復(fù)速度差異，災(zāi)難發(fā)生服從T分布，即某災(zāi)難第1次發(fā)生概率與重建后的再次發(fā)生概率相同。那么在地區(qū)i從最初設(shè)備投資到發(fā)生某種災(zāi)難所花費(fèi)的代價(jià)為：

災(zāi)難損失程度系數(shù)λi應(yīng)該服從正態(tài)分布;pi與所選地區(qū)有關(guān)，即不同地區(qū)某類(lèi)災(zāi)難事件發(fā)生概率不一致，這也就為備用服務(wù)器(災(zāi)備中心)選址奠定了基礎(chǔ)。一般要求同一災(zāi)難事件在主服務(wù)器和備用服務(wù)器同時(shí)發(fā)生的概率盡可能小，某幾起災(zāi)難同時(shí)發(fā)生的概率極低。

上述分析為在某地建立服務(wù)器(主服務(wù)器或備用服務(wù)器)所需物質(zhì)代價(jià)評(píng)價(jià)提供了理論依據(jù)。另一方面，災(zāi)難事件發(fā)生導(dǎo)致數(shù)據(jù)的損失可描述如下：定義某主服務(wù)器存儲(chǔ)量為R，那么某次損失掉的數(shù)據(jù)r=λiR。

災(zāi)難損失數(shù)據(jù)定義了備用服務(wù)器最低容量。極端情況下，主服務(wù)器所有數(shù)據(jù)可能都會(huì)損失掉，為保證絕對(duì)安全，備用服務(wù)器保險(xiǎn)容量至少不低于主服務(wù)器容量。那么，如何優(yōu)化配置備用服務(wù)器容量就涉及主—備用服務(wù)分布策略。

1.2 評(píng)價(jià)函數(shù)

根據(jù)對(duì)上述4項(xiàng)影響因素的分析，一個(gè)災(zāi)備系統(tǒng)的好壞主要從投資和災(zāi)難損失2個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)，在保證災(zāi)備系統(tǒng)可靠性的前提下，投資越少，災(zāi)難損失越小，災(zāi)備系統(tǒng)越優(yōu)，因此災(zāi)備系統(tǒng)的評(píng)價(jià)函數(shù)為：

minF =ΣPi+ΣCipi

F 越小，災(zāi)備系統(tǒng)效用越好。

2 災(zāi)備系統(tǒng)優(yōu)化分析

根據(jù)現(xiàn)在電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中的實(shí)際情況，電網(wǎng)調(diào)度災(zāi)備系統(tǒng)主要有建設(shè)專(zhuān)門(mén)的災(zāi)備系統(tǒng)及與其他系統(tǒng)互為備用2種建設(shè)方案。

建設(shè)專(zhuān)門(mén)的災(zāi)備系統(tǒng)主要有以下4種策略。

1)一主多備：即一個(gè)主服務(wù)器配置多個(gè)獨(dú)立的備用服務(wù)器。該策略可靠性最高，但投資巨大，系統(tǒng)中很少采用。

2)一主一備：即一個(gè)主服務(wù)器配置一個(gè)獨(dú)立的備用服務(wù)器。該策略一般將備用服務(wù)器配置在異地，同時(shí)發(fā)生故障的概率非常小，可靠性很高，但投資較大，主要適用于對(duì)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)可靠性要求很高的系統(tǒng)，如省級(jí)及以上電網(wǎng)調(diào)度。

3)多主一備：即多個(gè)主服務(wù)器配置一個(gè)中央災(zāi)備中心備用服務(wù)器。這樣一方面降低了建設(shè)費(fèi)用，另一方面由于數(shù)據(jù)輸入/輸出的動(dòng)態(tài)屬性，存儲(chǔ)空間使用效率更高(即節(jié)約存儲(chǔ)空間)，但是發(fā)生重大災(zāi)難時(shí)，備用一旦失效將導(dǎo)致系統(tǒng)全部失效，風(fēng)險(xiǎn)較大。

4)分布式一體化互備：按照冗雜存儲(chǔ)設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)可用性提高，即災(zāi)備效率更高，同時(shí)對(duì)空閑存儲(chǔ)資源利用更好。

由于地震、火災(zāi)等災(zāi)難性事件發(fā)生的概率很小，建設(shè)專(zhuān)用的電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化災(zāi)備系統(tǒng)的投入較大，可利用省、地、縣建設(shè)無(wú)人(少人)值班變電所集控中心與備用系統(tǒng)的機(jī)會(huì)，將本地集控系統(tǒng)與其他地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)成互備系統(tǒng)，無(wú)需大量增加投入就能增強(qiáng)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)備用效果。這種異地互備方式無(wú)須另建專(zhuān)門(mén)的備用系統(tǒng)，可節(jié)約投資，但對(duì)下級(jí)調(diào)度中心的系統(tǒng)有較高的要求，包括系統(tǒng)的建模范圍、數(shù)據(jù)規(guī)模、通信條件等。

集控/調(diào)度互備系統(tǒng)的典型設(shè)計(jì)方案如圖2所示，2套系統(tǒng)的硬件配置滿(mǎn)足獨(dú)立運(yùn)行的技術(shù)要求。正常情況下，2套系統(tǒng)相互獨(dú)立運(yùn)行，各司其職。但當(dāng)一套系統(tǒng)發(fā)生故障后，另一套系統(tǒng)能完全接替其相應(yīng)的功能，實(shí)現(xiàn)互為備用。

圖2 集控/調(diào)度互備系統(tǒng)典型設(shè)計(jì)方案

典型設(shè)計(jì)方案中，調(diào)度系統(tǒng)和集控系統(tǒng)采集同一數(shù)據(jù)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)，具有平級(jí)關(guān)系，另外還可以實(shí)現(xiàn)上下級(jí)集控/調(diào)度系統(tǒng)的分層互備方案設(shè)計(jì)，如圖3所示，上層為上級(jí)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控(SCADA)集控系統(tǒng)/能量管理系統(tǒng)(EMS)調(diào)度系統(tǒng)，下級(jí)為管轄區(qū)域內(nèi)的集控系統(tǒng)。當(dāng)任一集控系統(tǒng)故障時(shí)，調(diào)度系統(tǒng)能夠快速接管集控系統(tǒng)的功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)集控系統(tǒng)的完全備用;當(dāng)調(diào)度系統(tǒng)故障時(shí)，各集控系統(tǒng)分別承擔(dān)其管轄范圍內(nèi)廠站的SCADA 功能，對(duì)調(diào)度系統(tǒng)起到部分備用的作用，若干套集控系統(tǒng)一起實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)度系統(tǒng)的完全備用功能。

圖3 集控/調(diào)度互備系統(tǒng)擴(kuò)展設(shè)計(jì)方案

以上分析了4種常用的災(zāi)備系統(tǒng)方案，實(shí)際系統(tǒng)中采用何種設(shè)計(jì)方案應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)需