Cluster技术在变电站自动化中的应用与设计

论文摘要

变电站是输配电系统中的重要一环。提高变电站的安全与经济运行水平,减少变电站的运行值班人员并逐步实行无人值班,变电站综合自动化技术需要更深入的研究开发。目前流行的变电站自动化系统的主站大多选用双机热备容错系统,其目的是将单主机系统运行所带来的系统风险降至最低。目前的双机热备容错系统大多为专用的双机软件或集群软件,并配以专用的服务器及磁盘阵列柜。对于中小型变电站来说成本太高,对于老变电站改造更是难以采用。成本高昂、维护困难。这就需要主站技术具有更高的可用性以及更低的成本。通过对Microsoft Cluster技术的深入研究在普通PC服务器上实现双机容错系统,并将其应用在中小型变电站自动化上,具有重大的现实意义。本文采用Microsoft Cluster技术实现集群,数据库为SQL2000,在普通PC服务器上实现双机容错,磁盘冗余,降低成本。用双节点的Cluster实现当一台服务器出现故障,系统程序、服务自动切换到另一台服务器上。变电站自动化系统的远动主站正常运行,主站与调度和间隔层的通信不受影响,整个系统不因该故障停滞。本文对容错系统的可用性分析和评价体系进行了研究和分析,并依据分析对双机容错系统进行了有针对性的改进,结合现有的变电站自动化系统,提出了一套有针对性的纯软件双机容错方案,加强了集群的心跳侦测,保证数据接管时的完整和准确。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 引言
• 第一章 绪论
• 1.1 研究集群技术应用的意义
• 1.2 课题背景
• 1.3 课题研究的内容
• 1.4 论文的结构
• 第二章 变电站自动化系统概述
• 2.1 变电站自动化系统
• 2.2 变电站自动化系统的特点
• 2.3 变电站自动化系统构成
• 2.4 变电站自动化系统的基本功能
• 2.5 变电站自动化系统在实际应用中的技术问题
• 2.6 变电站自动化技术的发展趋势
• 2.7 远动主站（上位机）在变电站自动化中的作用
• 第三章 用 MSCS 实现双机容错
• 3.1 容错技术
• 3.2 容错系统的定义
• 3.3 双机容错技术方案
• 3.3.1 磁盘阵列双机容错系统解决方案
• 3.3.2 纯软件的双机容错系统解决方案
• 3.3.3 方案比较
• 3.4 集群技术综述
• 3.4.1 集群的概念
• 3.4.2 使用集群的必要性
• 3.5 MSCS（MICROSOFT CLUSTER SYSTEM）
• 3.5.1 MSCS 的特征
• 3.6 基于磁盘阵列的WINDOWS 2000 版本MSCS 双机热备安装方法
• 3.6.1 安装的实验平台
• 3.6.2 硬件安装步骤
• 3.6.3 软件安装步骤
• 3.7 切换实验
• 第四章 MSCS 在变电站自动化中的应用
• 4.1 双机系统在变电站自动化中的作用
• 4.2 采取的方法
• 4.3 NETBIOS 数据报的实现
• 4.3.1 NETBIOS
• 4.3.2 NetBIOS 编程接口
• 4.3.3 NetBIOS 命名规范
• 4.3.4 NetBIOS 服务
• 4.3.5 程序设计中所用到的NetBIOS 的命令
• 4.3.6 NetBIOS 应用程序的结构模式
• 4.3.7 NetBIOS 网络配置
• 4.3.8 NetBIOS 编程
• 4.3.9 NetBIOS 控件的设计
• 4.4 用NETBIOS 实现心跳检测程序
• 第五章 对双机性能的深入分析与设计
• 5.1 高可用性能分析
• 5.1.1 高可用系统中的系统出错分类
• 5.1.2 高可用系统的系统高可用性能参数
• 5.1.3 双机热备高可用系统中的高可用性能分析
• 5.1.4 心跳周期对高可用性能的影响
• 5.2 容错系统评价体系
• 5.2.1 对两种双机容错方式的评价与测试建议
• 5.3 系统存在的缺陷
• 5.3.1 自侦测心跳能力需要提高
• 5.3.2 关键数据应在两个系统之间呈镜像存在
• 5.4 改进设计
• 5.4.1 增设串口通信
• 5.4.2 节点内多磁盘镜像和节点间共享数据
• 5.5 改进后的双机结构
• 结论
• 参考文献
• 发表文章目录
• 致谢