电网调度自动化系统消息中间件特性及关键技术应用

张睿

摘 要：电网调度自动化系统中存在大量的消息通信，受系统自身特性的限制，一般的消息中间件产品并不能够应用在电网调度自动化系统之中，文章就系统专用的消息中间件的特性进行简单的介绍，重点分析中间件的关键技术的应用问题。

关键词：电网调度自动化系统 中间件 特性 关键技术

中图分类号：TM734 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）10（a）-0046-02

电网调度自动化系统是整个电力系统的重要组成部分，就现阶段而言，我国的大多数电力网络中的调度自动化系统都采用的是分布式系统，这种分布式系统运行过程中需要尤其注意数据之间的集成问题。消息中间件能够有效地简化系统应用间的数据传输，在电力调度自动化系统中发挥了十分重要的作用。

1 调度自动化系统消息中间件的特性

调度自动化系统中的数据通信主要有两种类型，分别是点对点通信和点对多点通信。消息中间件技术能够屏蔽底层平台之间的异构性，使得应用间的数据传输更加简便，为整个分布式调度自动化系统提供更加便捷、透明的通信服务。此外，消息中间件是调度自动化系统支撑平台的关键模块，设计工作中需要充分考虑数据类型的通信需求，因此，调度自动化系统中消息中间件具有高可靠性、易扩展性、时效性等特征。

1.1 高可靠性及易扩展性

调度自动化系统在日常的运行过程中会实时在线监测电网的运行状态，可靠性要求比较高，一般情况下，系统的月用率要超过99.9%，消息中间件是系统底层通信的基础上之一，同样需要满足这一要求。因此，消息中间件在使用过程中需要充分考虑网络故障、节点自身硬件故障、软件故障等各种故障问题，同时要考虑到故障解除之后的通信恢复问题。另外系统需要新增加节点时，必须要保证新节点不会影响到原来节点间的通信，且要保证新节点能够比较方便地加入到系统之中。

1.2 时效性

调度自动化系统运行过程中可能会出现各种故障，会导致消息延迟与时间延长，进而出现一些应用逻辑处理错误，因此这些实时消息的时效性控制就十分的重要。通过时效性控制管理能够有效地避免消息过期，从而保证系统逻辑正确性。此外，接收端程序同时接收到许多信息时，通过时效性管理能够将过期的消息及时清理掉。

1.3 多态功能

电网调度自动化系统能够提供多态环境，比如：反演态、研究态、实时态等，“态”是为了完成某一些目标功能的多种应用集合，这些集合的处理逻辑一致，数据实体间有较大的关联，但并不完全在同样在数据环境下运行，且这些应用的数据实体相互独立，服务进程各不相同，处理逻辑也都存在很大的区别，不会相互干扰，系统运行过程中，同一个节点上可能在同一时间运行有多个“态”，相同的服務进程能够在不同的态中运行，运行过程中，消息中间件实例会为其订阅相同的通信通道。可以说同一“态”中的消息实例间能够相互通信是消息中间件支持多态功能的基础。

2 消息中间件的关键技术

2.1 对等式结构

对等式结构中，各节点之间属于对等关系，不需要设置单独的消息服务点，任意一个或者多个节点都能够动态加入或者退出系统，某一个或者几个节点发生故障或者出现停机问题，其他节点间的消息通信不会受到影响。节点故障恢复，正常启动之后能够迅速加入到系统之中，开始收发消息，且不会影响到原有节点的消息通信。即使整个系统中只有一个节点正常，也不会影响到该节点进程间的通信。发布/订阅模式中如果选用对等式结构可以有效地消除消息队列模式中的各种缺点，比如：单点故障、单点拥挤等，保证整个系统的可靠性，提高其易扩展性。

2.2 多态功能支持

消息中间件之间的消息实例的标识主要采用二元组完成，该二元组唯一标识消息实例之后，会将各个消息实例隔离开来，当多个“态”消息实例运行在同一个节点时，方便了各消息实例的区分，保证了多态功能的实现。消息通道主要可以分为物理通道和逻辑通道两种，根据所属“态”以及相应的规则逻辑通道被映射为惟一的物理通道，两种类型通道之间的对应关系如图1所示。应用程序可以直接使用逻辑通道，极大地方便了多“态”程序的编写。应用程序的“态”不同时，可以利用相同的逻辑通道使用中间件实例，能够有效地缩减程序结构，提高程序的可维护性。消息中间件通信使会应用到物理通道，能够在网络通信层次上将不同“态”间的消息有效隔离，保证了“态”之间不能相互通信。

2.3 多种服务质量

消息中间件提供包括持久性、时效性等多种类型的服务性管理。能够保证消息按照发送时的顺序不重复、完整、准确、及时地提交到对应的接收者，如果消息从发出到接收间的时延时间超出系统允许的标准需要将消息丢弃。持久性主要指的是消息发送失败后是否保留问题，主要包括两种服务质量：持久服务指的是消息发送失败后在一定的时效内将消息暂时保留，期间如果接收端恢复正常，再次发送，直到消息过期或者发送成功为止；尽力服务则指的是，发送消息失败后直接丢弃。

2.4 跨平台

消息中间件主要在应用层工作运行，编程语言应符合IEEE POSIX2标准，因此，可以选用ANSIC/C++语言，实际的运行过程中不需要依赖第三方软件，可以安全、稳定地在各种操作平台上运行，比如：Windows、HPUX等，同一个系统中，即使节点安装在不同的操作系统之间，利用消息中间件依然可以完成通信工作。

3 结语

文章采用分布式对象技术，将消息中间件的功能封装起来，常用的操作功能封装为不同的基本接口，该消息中间件产品现阶段已经广泛地应用于我国许多地区电力网络的自动化调度系统之中，能够支持多态应用环境，具有可靠性高、消息传输速度快、灵活性好等优点，能够满足各种应用环境下的自动化调度系统的使用需求。

参考文献

[1] 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（10）：91-92.

[2] 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（14）：56-59.

[3] 潘国伟，宋玮.消息中间件在电力调度自动化系统中的应用[J].电气应用，2012（27）：62-64.endprint