一例EMS磁盤陣列故障分析及改進

徐曉靜

(湖南省電力公司株洲電業局，湖南株洲 412000）

一例EMS磁盤陣列故障分析及改進

徐曉靜

(湖南省電力公司株洲電業局，湖南株洲 412000）

針對株洲電網EMS系統主數據庫磁盤陣列存在的隱患故障進行原因分析，提出有效的解決和改進方案。經試驗和實踐結果證明磁盤陣列故障問題得以解決，可提高數據庫穩定性，確保電網調度安全可靠。

株洲電網;EMS系統;數據庫;磁盤陣列;UPS

EMS系統 (能量管理系統)是調度控制中心實時、準確地獲取電網運行情況，并及時控制調整電網安全、經濟、可靠運行的重要紐帶〔1〕。隨著株洲電網規模不斷擴大，電網結構日趨復雜，特別是2007年，隨著株洲地區220 kV及以下變電站全部實現無人值班，EMS系統在株洲電網運行調度中發揮出越來越重要的作用。數據庫磁盤陣列是EMS系統的核心組成部分，存儲了所有系統處理參數和電網數據，其穩定運行是調度控制中心對電網及時準確調度的重要保障。

1 株洲EMS系統及磁盤陣列簡介

株洲EMS系統是2001年投入運行的，近10年的時間里，株洲電網飛速發展，接入EMS系統的廠站數已由2001年的36個擴展到了如今的60多個，在電網運行調度中發揮了重要的作用。該系統主要由前置服務器、數據庫服務器、磁盤陣列、高級應用服務器、數據采集服務器、WEB服務器、交換機、路由器及各種終端應用工作站等設備組成，其主要功能部分都采用雙機雙網冗余配置〔1-2〕。

EMS系統核心部分數據庫模塊采用主、備數據庫冗余配置。主數據庫由2臺數據庫服務器和磁盤陣列組成，系統處理參數和電網數據存儲在磁盤陣列中。備數據庫建立在1臺前置服務器上，前置機硬盤用來存儲參數和數據。當主數據庫出現問題時，系統自動切至備數據庫，當主數據庫恢復時，同步程序將備數據庫的數據恢復到主數據庫中，以保持磁盤陣列中歷史數據完整性。

EMS系統設備的供電采用2路主、備市電通過并聯式UPS穩壓供電，其中主數據庫的磁盤陣列因對電壓波動很敏感，在并聯式UPS后還增加了內置電池的UPS進行雙重穩壓。

2 磁盤陣列故障案例分析

2010年8—9 月，主數據庫磁盤陣列先后2次出現不能正常讀寫數據，數據庫自動切至備數據庫的現象。造成此問題的可能原因有如下幾點:

(1)機房溫度、濕度短時間不符合標準，引起數據庫磁盤陣列等敏感設備不能正常工作;

(2)主數據庫容量超過正常工作容量，引起數據庫讀寫異常;

(3)主數據庫供電模塊設備出現問題，穩壓、持續供電作用失效。

檢查分析機房相應檢測及環境設備運行記錄及對數據庫事件日志進行排查:

(1)機房配置的空調、空氣凈化器等設備運行正常。運行巡視記錄表明機房溫度、濕度保持在正常范圍，環境要素符合技術要求，數據庫日志中無溫度、濕度引起磁盤陣列異常的事件記錄。

(2)數據庫容量實時監測工具運行正常，當數據庫已用容量為總容量的90%時，監測工具會正常報警提示。運行維護記錄表明，數據庫容量達到90%時，進行了及時清理，數據庫日志中無數據庫容量超過正常工作容量的事件記錄。

(3)查看主數據庫出現異常時間段內的數據庫日志，發現有數據庫服務器無法正常連接使用磁盤陣列的事件記錄。同時查看這段時間電網開關線路的歷史事項記錄，發現異常現象出現時，機房市電供應的相關變電站有供電線路跳閘引起機房主、備電源切換記錄。人工模擬機房市電供應主、備電源切換，主數據庫出現了不能正常工作，切至備用數據庫的現象。主數據庫磁盤陣列供電模塊的雙重穩壓結構，本身能抵抗市電主、備電源切換引起的電壓波動，但現在雙重穩壓結構的穩壓、持續供電作用失效，由此可確定主數據庫磁盤陣列供電模塊的設備出現了問題。

3 磁盤陣列故障處理

因主數據庫的磁盤陣列是對電壓波動敏感性高的設備，所以采用了并聯式UPS和內置電池UPS3進行雙重穩壓，并聯UPS由UPS1和UPS2并聯組成。磁盤陣列供電流程如圖1，市電穩定時，由市電主電源經并聯式UPS和UPS3雙重穩壓后供電給磁盤陣列;當市電出現大的波動，市電電源主備切換的短暫瞬間，并聯式UPS和UPS3會切為電池供電，進行雙重穩壓，保證磁盤陣列供電穩定性和持續性〔3〕。目前雙重穩壓結構的穩壓、持續供電作用失效，問題設備應是圖中虛線所示，即并聯式UPS及電池組，或是UPS3。

圖1 磁盤陣列供電流程圖

分別對UPS1，UPS2和UPS3進行設備放電試驗。對UPS1，UPS2及電池組進行放電試驗，設備放電正常。對UPS3進行放電試驗，發現內部電池老化失效。由測試結果可知:失效設備為后備式UPS3。找到問題設備后，購買新的內置電池UPS進行更換。

4 磁盤陣列供電改進方案

主數據庫磁盤陣列供電采用了并聯式UPS和內置電池UPS3進行雙重穩壓，但UPS3存在單點風險。為進一步鞏固磁盤陣列供電穩定性，消除單點風險，增加內置電池UPS4與UPS3并聯。如圖2所示為改進后的磁盤陣列供電流程圖。當UPS3和UPS4都正常時，負載均衡供電，當UPS3出現問題時，UPS4承擔所有負載，不影響供電模塊正常供電穩壓。通過改進磁盤陣列供電模塊，消除了單點風險，提高了磁盤陣列供電穩定性。

圖2 改進后的磁盤陣列供電流程圖

5 效果檢驗

實施處理改進方案后，人工切換機房市電主備電源，模擬市電波動，磁盤陣列運行正常，主數據庫正常。2011年1月，機房市電供應相關變電站因天氣原因開關線路跳閘，引起到調度大樓自動化機房的市電輸入波動，市電電源由主切為備，主數據庫磁盤陣列仍運行正常，未受影響。截止2011年10月，先后出現了3次市電供應波動情況，市電電源由主切為備，主數據庫磁盤陣列仍運行正常。試驗和實踐結果證明，磁盤陣列供電模塊的穩壓作用可靠，消除了市電波動對主數據庫磁盤陣列的影響，提高了數據庫穩定性。

6 結束語

文中針對因磁盤陣列供電模塊UPS穩壓失效而造成磁盤陣列運行異常的故障進行了分析，實施了技術改進，經檢驗結果證明解決方法正確有效，消除了數據庫磁盤陣列安全隱患，提高了EMS系統數據庫穩定性，確保電網調度控制安全、經濟、可靠地運行。

〔1〕龔強，王津.地區電網調度自動化技術與應用〔M〕.北京:中國電力出版社，2005:284-321.

〔2〕株洲地區電網2010年自動化年度運行方式〔Z〕.株洲:株洲電業局，2010:5-15.

〔3〕周志敏.UPS電路結構與工程應用〔J〕.UPS應用，2006(1):54-56.

TM734

B

1008-0198(2011)06-0051-02

10.3969/j.issn.1008-0198.2011.06.016

2011-09-27