設(shè)在地區(qū)i建立一個工作站需要設(shè)備投資為Ii，災難損失程度系數(shù)為λi，該系數(shù)不僅描述了當災難發(fā)生時的設(shè)備損失程度(災難發(fā)生時設(shè)備的損毀代價為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，恢復其正常工作所需要時間將越長，即λi同時也可以描述恢復所需時間。

假定服務器日常動力、維護費用為常值v，在不同地區(qū)發(fā)生同樣程度災害不存在修復速度差異，災難發(fā)生服從T分布，即某災難第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)生某種災難所花費的代價為：

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

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

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

1.2 評價函數(shù)

根據(jù)對上述4項影響因素的分析，一個災備系統(tǒng)的好壞主要從投資和災難損失2個方面進行評價，在保證災備系統(tǒng)可靠性的前提下，投資越少，災難損失越小，災備系統(tǒng)越優(yōu)，因此災備系統(tǒng)的評價函數(shù)為：

minF =ΣPi+ΣCipi

F 越小，災備系統(tǒng)效用越好。

2 災備系統(tǒng)優(yōu)化分析

根據(jù)現(xiàn)在電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)中的實際情況，電網(wǎng)調(diào)度災備系統(tǒng)主要有建設(shè)專門的災備系統(tǒng)及與其他系統(tǒng)互為備用2種建設(shè)方案。

建設(shè)專門的災備系統(tǒng)主要有以下4種策略。

1)一主多備：即一個主服務器配置多個獨立的備用服務器。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：即一個主服務器配置一個獨立的備用服務器。該策略一般將備用服務器配置在異地，同時發(fā)生故障的概率非常小，可靠性很高，但投資較大，主要適用于對調(diào)度自動化系統(tǒng)可靠性要求很高的系統(tǒng)，如省級及以上電網(wǎng)調(diào)度。

3)多主一備：即多個主服務器配置一個中央災備中心備用服務器。這樣一方面降低了建設(shè)費用，另一方面由于數(shù)據(jù)輸入/輸出的動態(tài)屬性，存儲空間使用效率更高(即節(jié)約存儲空間)，但是發(fā)生重大災難時，備用一旦失效將導致系統(tǒng)全部失效，風險較大。

4)分布式一體化互備：按照冗雜存儲設(shè)計，數(shù)據(jù)可用性提高，即災備效率更高，同時對空閑存儲資源利用更好。

由于地震、火災等災難性事件發(fā)生的概率很小，建設(shè)專用的電網(wǎng)調(diào)度自動化災備系統(tǒng)的投入較大，可利用省、地、縣建設(shè)無人(少人)值班變電所集控中心與備用系統(tǒng)的機會，將本地集控系統(tǒng)與其他地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)建設(shè)成互備系統(tǒng)，無需大量增加投入就能增強電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)備用效果。這種異地互備方式無須另建專門的備用系統(tǒng)，可節(jié)約投資，但對下級調(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)計方案如圖2所示，2套系統(tǒng)的硬件配置滿足獨立運行的技術(shù)要求。正常情況下，2套系統(tǒng)相互獨立運行，各司其職。但當一套系統(tǒng)發(fā)生故障后，另一套系統(tǒng)能完全接替其相應的功能，實現(xiàn)互為備用。

圖2 集控/調(diào)度互備系統(tǒng)典型設(shè)計方案

典型設(shè)計方案中，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)，具有平級關(guān)系，另外還可以實現(xiàn)上下級集控/調(diào)度系統(tǒng)的分層互備方案設(shè)計，如圖3所示，上層為上級數(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)，下級為管轄區(qū)域內(nèi)的集控系統(tǒng)。當任一集控系統(tǒng)故障時，調(diào)度系統(tǒng)能夠快速接管集控系統(tǒng)的功能，實現(xiàn)對集控系統(tǒng)的完全備用;當調(diào)度系統(tǒng)故障時，各集控系統(tǒng)分別承擔其管轄范圍內(nèi)廠站的SCADA 功能，對調(diào)度系統(tǒng)起到部分備用的作用，若干套集控系統(tǒng)一起實現(xiàn)對調(diào)度系統(tǒng)的完全備用功能。

圖3 集控/調(diào)度互備系統(tǒng)擴展設(shè)計方案

以上分析了4種常用的災備系統(tǒng)方案，實際系統(tǒng)中采用何種設(shè)計方案應根據(jù)系統(tǒng)需