灾难恢复的安全考虑

关键词： 电子 归档 文件 档案

灾难恢复的安全考虑（精选三篇）

灾难恢复的安全考虑 篇1

一、电子档案存在的安全问题

1. 光盘档案的安全问题。

(1) 环境问题。保存光盘档案的环境条件对光盘的寿命影响较大, 通常情况下, 光盘衰退主要是由记录层老化引起的。不适宜的温湿度会使光盘载体的寿命减少, 会加速各种有害因素对它的作用, 灰尘和有害气体能影响光盘信息的读写效果, 促使光盘记录层金属薄膜的氧化、酸蚀和各种化学作用, 加速光盘老化。 (2) 人为因素。对光盘及读取光盘的光驱操作不当都容易造成光盘档案信息的丢失或光盘档案无法读取。

2. 磁盘档案的安全问题。

造成磁盘电子档案的不安全性主要有以下几个方面:硬盘物理破坏, 非法操作或误操作, 病毒破坏, 黑客攻击等。 (1) 硬盘损坏。由于磁盘是一个机械性物体, 在搬运过程或用户使用过程中, 难免遭受物理损坏。如磁盘的磁头损坏, 或盘片被损坏等。这种损坏往往会造成存储在上面的电子档案丢失并无法恢复。 (2) 非法操作或误操作。作为一个计算机用户, 只有对计算机有充分的了解, 才能正确地使用计算机, 一个计算机初学者或对计算机不了解的用户, 就有可能无意间地删除一个重要文件甚至格式化一个磁盘, 造成档案信息的丢失。 (3) 计算机病毒的破坏。所谓计算机病毒是指隐藏在合法程序中的一种程序段, 这种程序段具有自我繁殖扩散的能力, 能够将自身复制到其他合法程序或数据文件中去。病毒因寄宿在合法程序内, 故享有合法程序所拥有的运行优先级。携带病毒一旦运行, 病毒即随之激活, 并伺机进行传播。随着网络飞速发展, 计算机病毒传播越来越快, 危害也越来越大, 它轻则修改或破坏文件中的数据, 抢占系统资源。重则攻击硬盘主引导扇区、FAT表、文件目录, 使磁盘上的信息丢失, 甚至对整个磁盘或扇区进行格式化和破坏计算机主板上BIOS内容, 使计算机无法工作。 (4) 黑客攻击。就是利用网络, 尤其是网络技术中的一些缺陷和漏洞, 对计算机系统非法入侵, 从而修改被入侵计算机的数据, 甚至破坏数据。现今黑客的主要入侵手段是利用“木马”来进行。所谓“木马”, 其实就是一种带有控制性的计算机病毒。

二、电子档案的保护

1. 光盘档案的保护。

光盘是一种利用激光进行信息存储的记录载体。在光盘的透明盘基上涂有记录介质, 在激光照射下记录介质产生物理变化 (烧坑、形变、相变、磁光效应) , 并按照已定的信息表达方式———模拟信号或二进制数据信号, 将光信息记录下来。对光盘档案的保护策略如下: (1) 将光盘档案保存在合适的环境中。保存光盘时, 要有合适的温湿度, 光盘保存环境的温度以20℃, 相对湿度以45%为好;保持环境清洁, 不要用手触摸盘片, 避免长时间暴露在空气中, 另外还要注意防止强光和静电对光盘的危害。 (2) 建立光盘档案管理制度, 对入库的光盘要检查, 只有符合保管要求的光盘档案才能入库。库房管理人员应随时掌握库内光盘档案的保存状况, 对检查中发现的问题应及时处理。与此同时, 在目前的技术条件下, 光盘还不能长期保存, 为保持光盘上的档案信息不被丢失, 光盘在正常的保存环境中, 每隔10—15年复制一次。 (3) 保持读盘的光驱清洁, 当光驱中有光盘运行时, 避免光驱倾斜、抖动, 否则容易造成光驱读盘错误。

2. 磁盘档案的保护。

磁盘可分为硬盘和软盘, 软盘由于存储空间太小现已基本淘汰, 现在的磁盘通常就是指的硬盘。硬盘是一种磁介质的外部存储设备, 数据存储在密封、洁净的硬盘驱动器内腔的多片磁盘片上, 这些盘片一般是在以铝为主要成分的片基表面涂上磁性介质所形成。为保护磁盘档案, 防止磁盘上的档案信息不被丢失和损坏: (1) 定期对磁盘档案进行备份, 一般可备份三份, 一份本单位自己保存, 一份利用, 一份异地保存。 (2) 提高用户尤其是档案管理员对计算机特别是磁盘的了解与使用。 (3) 安装最新版防毒软件和杀毒软件, 定期更新软件和杀毒, 避免计算机病毒造成的损坏。 (4) 设置计算机密码, 关闭带来安全隐患的应用端口, 加强系统安全, 如果可以的话, 尽量使存储磁盘档案的计算机处于无联网状态, 以防止黑客的攻击。

三、电子档案的灾难恢复策略

档案的灾难恢复是指在发生灾难性事故时, 能利用一定手段或已备份的档案数据, 及时对原档案进行恢复。对于电子档案的灾难, 所有引起电子档案信息丢失或损坏的事件, 我们都可称之为灾难。

1. 灾难前的电子档案备份和异地保存。

备份与灾难恢复密不可分, 是灾难恢复的前提和基础。由于灾难的出现往往是突然的、预先不可知的, 并且很多灾难导致的结果往往是不可修复的, 所以对电子档案的备份显得尤为重要。制订备份策略, 选择合适的备份频率, 同时为防止自然灾难等地区性的灾难所导致的不可修复性的电子档案丢失, 应实现交叉性的异地保存电子档案备份。

2. 灾难恢复工具的使用。

电子档案是由计算机来显示和处理的数据, 所以对于由某些安全问题导致的档案数据损坏或丢失可以借助计算机的数据恢复软件来恢复数据。 (1) 光盘档案的灾难恢复。当光盘上的电子档案无法读取时, 如果光盘数据损坏较轻, 可以使用一款名为CDCheck的软件来对光盘数据进行检测和恢复。将损坏的或刻录出错的光盘放入光驱中, 启动CDCheck, 先检测光盘数据, 找到光盘上的错误文件, 再使用CDCheck的恢复功能就能快速地恢复光盘中无法读取的数据。如果损坏的光盘是我们自己刻录的, 还可以在CDCheck中通过对比刻录光盘与电脑中的原始文件, 判断刻录在光盘上的数据是否被损坏。如果光盘电子档案毁坏严重, 使用CDCheck无法读取光盘中的电子档案, 可以改用专业的CD Data Rescue软件来试读, CD Data Rescue可以挽救因为盘片质量不佳、变形等因素造成的无法读取的光盘数据, 它支持多种光盘格式, 无论是ISO9660还是UDF都可以很有效地进行恢复。 (2) 磁盘档案的灾难恢复。当发现硬盘上的电子档案已经丢失, 应该立即启动数据恢复工具来对数据进行恢复。如果电脑上没有安装数据恢复工具, 这时不要向硬盘上再写入其他数据, 否则新写入的数据会覆盖掉以前的数据, 这样给档案的恢复带来困难, 这时最好将硬盘从电脑中取下, 装到其他电脑上作为第二块硬盘, 并在这个电脑上进行数据恢复。对磁盘档案的恢复, 通常是借助硬盘数据恢复工具来实现。Easy Recovery就是这样一款功能强大的恢复工具。能够恢复硬盘上丢失的数据以及重建文件系统。它主要是在内存中重建…………………………………………………………………………文件分配表, 使数据能够安全地传输到其他驱动器中。用户可以从被病毒破坏或已格式化的硬盘中恢复数据。该软件可以安装在硬盘上运行, 也可以制作成单独的数据恢复软盘从软盘启动。当硬盘被逻辑锁定后或因其他软件问题而无法启动的时候, 可以方便地解决这些故障, 恢复数据。

总之, 随着计算机技术的发展, 电子档案已得到越来越多和广泛的应用, 未来是个信息化的时代, 档案的信息化建设已成为当今档案建设工作的重心, 而随之产生的电子档案安全问题和如何进行防范就成了档案信息化建设工作之重, 只有保障了电子档案的安, 才能更好地推进档案信息化建设的步伐。

摘要：随着计算机技术及网络技术的发展, 电子档案以方便、高效、生动及海量存储等优势得到人们的青睐。但由于电子档案存在不易保存, 档案信息容易丢失等问题, 所以对电子档案的保护与受损信息的恢复非常重要。

关键词：光盘档案,磁盘档案,安全,灾难恢复

参考文献

[1]薛四新.档案信息化应用系统建设[M].北京:机械工业出版社, 2006.

[2]牛云.数据备份与灾难恢复[M].机械工业出版社, 2004.

[3]刘石.关于电子档案信息安全问题的探讨[J].才智, 2011 (23) .

灾难恢复的安全考虑 篇2

黑启动阶段是电力系统大停电后恢复的首个阶段,成功安全地进行黑启动,进而形成独立稳定的黑启动小系统,为整体恢复过程奠定了基础,并且黑启动小系统的恢复效果也直接影响系统的后续恢复进程[1-2]。例如,在美加“8·14”大停电后实际恢复过程[3]中,由于计划不周以及初期黑启动小系统未能稳定运行,导致恢复方案执行中断,延误了整体的恢复进程。

文献[4]结合上海电网黑启动试验,仿真分析出在黑启动阶段电压下降是影响黑启动小系统初期稳定运行的最主要因素。因为当大型辅机启动时,大量无功功率的消耗将引起系统电压的大幅下降,可能导致电动机启动失败甚至系统电压崩溃。根据目前电力系统中黑启动的装机容量和运行性能,文献[5]创新地提出一个黑启动电源同时启动多个电厂的扩展黑启动恢复策略,所形成的扩展黑启动系统可为后续恢复提供更大的功率支持,是大停电后电力系统恢复研究的一个新探索。但是在同时启动多台机组的扩展黑启动方案中,电压下降对系统恢复的安全性影响更大,在优化扩展黑启动小系统发电量最大化过程中,仅将电压幅值作为约束条件,最终电压幅值趋向于允许下限值,在河北南网算例中恢复过程的最低电压为0.801(标幺值),如果此时出现大扰动或者新故障,则对整个黑启动恢复过程影响巨大,很有可能导致恢复失败。因此,扩展黑启动方案的优劣不仅要看初期黑启动小系统所提供的功率支持,还希望对系统的稳定运行最为有利。

目前,国内外学者对黑启动阶段的研究工作集中在黑启动阶段的技术问题、实际电网的黑启动预案及试验研究和黑启动方案评估3个方面[6-8],但黑启动方案的优化目标都是单纯追求效益型指标最大化,如初期阶段的发电量最大化[5],将电源点尽量分散在骨架网络上[9],这些都是以牺牲黑启动小系统初期的恢复安全裕度为代价。可见,上述这些黑启动方案都没有将恢复安全裕度纳入黑启动方案的目标集,因此目前的黑启动方案并不能保障黑启动小系统可靠恢复和稳定运行,进而不能全面地优化扩展黑启动方案的实施效果。

为了克服上述研究中的不足,本文首先分析影响黑启动小系统恢复安全和稳定运行的主要因素,提取出反映扩展黑启动方案的恢复安全裕度的指标,并将其纳入全面优化恢复效果的目标集。然后结合快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)与最短路径Dijkstra法求解出扩展黑启动方案的Pareto最优解集。

在求出Pareto最优解集后,还需要根据决策者的偏好和实际系统的恢复要求决策出最满意的Pareto非劣解,这是一个多属性决策过程[10]。传统的多属性决策方法[11]没有合理地融合决策者的偏好因素和决策矩阵的客观信息,因此本文引入三角模糊数反映决策者的偏好因素,并结合信息熵权法确定的客观权重,采用基于模糊熵权的Vague模糊集多属性决策方法进行Pareto最优解集排序来确定最终的满意解。

1 考虑恢复安全的扩展黑启动多目标优化模型

1.1 目标函数的建立

电压下降是影响黑启动小系统初期恢复的最主要因素[4],所以本文重点研究电压稳定水平对恢复安全的影响。提高黑启动小系统的电压稳定水平有2种途径:一是选取合理的节点电压下限值,二是引入成本型指标制衡效益型指标(如文献[5]的发电量)进行多目标优化,以保留合适的电压稳定裕度。而电力系统的恢复情况各不相同,并且难以科学量化电压下限值与电力系统恢复要求的关系,因此本文提取反映恢复安全裕度的成本型指标:电压稳定裕度和节点电压水平,并将其纳入优化目标集。进而本文兼顾功率支持和恢复安全裕度,建立扩展黑启动的多目标优化模型。

1)电压稳定裕度

文献[12]提出的L指标是从一个已解的潮流中取得变量和参数来量化表征系统的稳定裕度,其计算简单、直观性强,在电力系统中应用较广。L指标计算要求将系统节点分成机组节点和负荷节点两组,因为在黑启动阶段需要启动待恢复电厂的厂用电,所以此时待恢复电厂节点相当于系统的负荷节点,黑启动电源节点相当于系统的机组节点。将L指标运用到扩展黑启动小系统中,则需将机组节点分为两组:一组包含所有待恢复机组节点(R-node),定义为αR={1,2,…,nR};另一组包含所有黑启动电源节点(B-node),定义为αB={nR+1,nR+2,…,n},则黑启动小系统的节点方程为:

式中:UR,IR和UB,IB分别为待恢复机组节点和黑启动电源节点的电压、电流。

将Y参数转换为H参数,得到

式中:ZRR,FRB,KBR,YBB分别为混合矩阵的子矩阵。

对每一个待恢复机组节点j∈αR,可求解局部指标Lj为:

式中:Ui为第i个黑启动电源节点的复电压,i∈αB;Uj为第j个待恢复机组节点的复电压,j∈αR;Fji为负荷参与因子,它是FRB矩阵的第j行、第i列元素。

以各Lj中的最大值对1的接近程度表示系统的电压稳定程度[12]。定义黑启动小系统的电压稳定指标L为:

系统稳定状态对应L<1.0;当系统趋于失稳时,L→1.0。根据L与1.0的距离,可表征扩展黑启动恢复方案的稳定裕度。因此,将电压稳定指标L最小化作为目标函数之一,以使恢复方案的电压稳定裕度最大,即

2)节点电压水平

节点电压值是评价系统安全性[13]的重要指标之一。在目前的黑启动方案优化中,通常是将电压幅值作为约束条件,那么在黑启动小系统发电量最大化过程中,电压幅值将接近于允许下限值。因此,本文为维持电压在满意水平上,将电压与指定电压的偏差作为目标函数之一,可表示为如下形式:

式中:Uj*为其指定电压幅值,通常取Uj*=1;Ujmax-Ujmin为节点j允许的最大电压偏差。

3)功率支持—加权发电量最大

对后续恢复的功率支持效果采用扩展黑启动小系统在优化时间段内加权发电量来表征,以综合考虑被启动机组的容量、机组启动时间及机组启动后的爬坡率3个因素[5],即

式中:nG为扩展黑启动方案中被启动机组的台数;T1为优化时间;ci表示机组i是否在本时段投入,投入为1,否则为0;γ(t)为机组出力在不同时段内的权重,随着时间推移,γ(t)的取值逐渐减小;PGi(t)为机组i在t时刻发出的有功功率,其值由机组启动时间、升负荷率、机组额定功率等参数决定,由图1所示的简化机组出力曲线[14]求得。

图1中:TSi为机组i的启动时刻;TKi为机组i从启动到同步合闸开始爬坡向外输送功率所需的时间;TRi为机组i从开始爬坡到达到最大出力所需的时间;KPi为机组i的最大爬坡速率;PMi为机组i的额定出力。

最后结合式(5)至式(7),综合考虑功率支持和恢复安全裕度的扩展黑启动方案的多目标函数可表示为:

1.2 约束集

扩展黑启动方案的约束集包括系统运行约束(无功约束、自励磁约束和潮流约束等)和机组启动约束(启动功率约束和启动时间约束)。

1)无功约束和发电机自励磁约束

因黑启动初期空投线路所产生的充电无功功率将可能发生持续工频过电压[5]。因此无功约束为:

式中:nL为扩展黑启动方案中恢复的路径数;QLj为线路j(j=1,2,…,nL)的充电无功功率;nB为黑启动电源机组的台数;QBr，max为黑启动电源机组r能吸收的最大无功功率。

工程实际中,发电机自励磁约束为:

式中:KCBr为黑启动机组r的短路比;SBr为黑启动机组r的额定容量。

无功约束与自励磁约束可合并为一个充电功率约束,即,则

2)潮流约束

式中:n0为已恢复系统中发电机的总台数;Pi为支路i上流过的有功功率;Ui为节点电压,黑启动恢复的工程实际中,节点电压下降允许最小值Uimin为0.8,节点工频过电压允许最大值Uimax为1.1;nL为已恢复系统中线路的总数;nb为已恢复系统中的节点总数;QGi为机组i发出的无功功率。

3)机组启动功率约束

所有待恢复机组所需的启动功率之和应小于黑启动小系统所能提供的启动功率之和,即

式中:P0(t)为黑启动电源提供的启动功率,其值随着恢复进程而变化;为已并网机组所提供的功率;ej表示机组并网状态,已并网为1,否则为0;Pcr，i为机组i所需的启动功率。

4)机组启动时间约束

为使扩展黑启动方案中待启动火电机组快速启动,应选择热启动的机组,则机组启动时间约束为:

式中:TCH，i为机组i的最大临界热启动时间;t0为路径恢复时间。

2 基于NSGA-Ⅱ算法的扩展黑启动多目标优化

扩展黑启动方案多目标优化问题是一个多约束的多目标优化问题。首先通过机组预选来满足机组的启动时间约束。其他系统运行约束可通过对扩展黑启动方案的潮流计算进行校核,最后扩展黑启动方案的多目标优化问题就转化为由多目标函数和线路充电功率、机组启动功率约束所组成的二维背包问题。

引入快速非支配排序算法、个体拥挤距离算子和精英策略的NSGA-Ⅱ[15]是一种求解多目标优化问题的Pareto最优解集的优秀进化算法,所求得的解集分布均匀,可有效地避免求解的目标偏好性,收敛性好。基于NSGA-Ⅱ算法的扩展黑启动方案的多目标优化方法求解步骤如下。

步骤1:染色体结构设计和初始化种群。每个染色体代表一种扩展黑启动的恢复方案,电力系统有n个备选机组节点,则该恢复方案表示成长度为n的染色体,若某机组节点被选中,则在状态序列对应的位置取1,否则取0。随机产生初始种群,对当前种群所对应的黑启动小系统进行牛顿—拉夫逊法潮流计算[5],并计算各目标函数的适应值。

步骤2:快速非支配排序[15],按个体的非劣解水平分层,向Pareto最优解的方向进化。个体拥挤距离设计,优先选择拥挤距离较大的个体,保证种群多样性。

步骤3:选择、交叉和变异运算。选择运算采用轮赛制选择算子,然后采用模拟二进制交叉(simulated binary crossover,SBX)算子和正态变异算子[15],进行交叉和变异操作,得到子代种群Di。对子代种群所对应的黑启动小系统进行牛顿—拉夫逊法潮流计算,求取各目标的函数值。

步骤4:精英进化策略。为防止父代中的优秀个体在进化过程中被丢弃,采用精英进化策略,即保留父代中的优良个体直接进入子代,避免陷入局部最优。

步骤5:精英个体校验模块。首先根据Dijkstra算法为各恢复机组节点搜索送电路径,计算各恢复方案的线路充电功率和所需启动功率,判断该扩展黑启动方案是否满足线路充电功率及启动功率约束,若满足,则保留该扩展黑启动方案,否则放弃。然后对方案进行系统的潮流约束校验[5]和对发生潮流越限的方案进行调整,以满足式(11)潮流约束条件。基于求解电力潮流雅可比矩阵的灵敏度分析法[9]来确定投入负荷和调节有载调压变压器的分接头的调节量,对潮流和节点电压越限进行调整。若灵敏度调节量在允许范围内,则方案校验通过,否则记做不可行方案。

3 基于模糊熵权的Vague模糊集的多属性决策

3.1 基本思想

在基于NSGA-Ⅱ算法求得扩展黑启动多目标优化模型的Pareto最优解集之后,还需要根据决策者的偏好以及系统恢复的实际要求,对扩展黑启动多目标优化模型的3个属性(电压稳定裕度、节点电压水平和功率支持)进行多属性决策,进而挑选出满意的最终解。首先对扩展黑启动多目标优化模型的Pareto解集构造出决策矩阵,然后引入三角模糊数反映决策者的偏好因素,并结合信息熵法确定的客观权重,基于模糊熵权的Vague模糊集的多属性决策方法对Pareto解集进行方案排序来确定满意解。

3.2 模糊主观偏好因素

传统基于信息熵的多属性决策方法[11]未考虑决策者的偏好因素,而模糊数是一种特殊的模糊集,是表达决策者模糊偏好的重要指标。因此,本文采用三角模糊数反映决策者主观上对扩展黑启动多目标优化模型的电压稳定裕度、节点电压水平和功率支持3个属性的偏好程度。

有k个决策者,第l个决策者赋予第j个属性的模糊权重为,则所有决策者对第j个属性的模糊权重为:

将属性的模糊权重转换为最佳非模糊性能值,可以评价方案中性能指标的重要程度,转换公式为:

归一化求得第j个属性的模糊权重为:

3.3 信息熵权法

信息熵权法[11]借助信息熵来描述系统内在信息的客观性,是根据决策矩阵中信息的差异度从客观上确定属性的权重。由扩展黑启动方案Pareto最优解集构成的决策矩阵来确定客观权重。

首先构造有n个方案、m个属性的决策矩阵B=(bij)n×m,i∈[1,n],j∈[1,m],分别针对效益型和成本型指标规范化处理为优属度矩阵R=(rij)n×m。然后计算属性j的熵值Hj,计算过程如下。

效益型指标的表达式为:

成本型指标的表达式为:

且

由此得到:

将第j个属性的熵权wj作为客观权重,得到

3.4 模糊熵权法

模糊熵权法[16]合理地融合了模糊主观偏好因素和客观信息熵权,这既利用了决策者的经验,也尽可能地避免了选取满意解的主观盲目性。

假定模糊权重为f=[f1,f2,…,fm],信息熵权法确定的权重W=[w1,w2,…,wm],由加权几何平均数方法计算第j个属性的模糊熵权为:

式中:zj为属性Cj的模糊熵权,且;η为信息熵客观权重的比重。当决策者对实际恢复情况不确定时,可增大η,利用信息熵权法所反映的Pareto最优解集的内部客观信息来指导决策。

3.5 Vague模糊集多目标决策方法

Vague模糊集[17]作为Fuzzy集的一种推广,可同时兼顾隶属与非隶属两方面的信息,因此能更全面地表达扩展黑启动方案多目标决策中的模糊信息。Vague模糊集多目标决策步骤如下。

1)确定正、负理想方案优属度向量R+,R-,进而计算方案集综合Vague值矩阵A =([tij,1-dij])n×m。

由各方案的最大优属度值rj+=max rij(其中i=1,2,…,n)和最小优属度值rj-=min rij(其中i=1,2,…,n)建立正、负理想方案,即

rij相对于正理想方案指标rj+和负理想方案指标rj-的真假隶属度分别为:

综合Vague隶属度为:

2)结合模糊熵权zj,确定Pareto解集中各方案相对理想方案的综合Vague值Vi=[ti,1-di],i∈[1,n],即

3)根据评分函数值进行排序,选出最优方案。

可通过式(29)评分函数计算得到方案i相对于理想方案的适应程度。

对扩展黑启动备选方案进行排序时,首先根据各方案的S1(Xi)评分函数值进行排序,其值越大表示方案i越优;若S1(Xi)相同时,再根据S2(Xi)评分函数值进行排序,其值越大则方案越优。

4 算例分析

4.1 算例1

为验证本文所提方法的有效性,首先采用图2所示的新英格兰10机39节点系统,对扩展黑启动方案进行优化研究。为与文献[5]扩展黑启动方案比较,本文采用与之相同的参数假设,各待启动机组的参数假设如表1所示,其余参数设计详见文献[5]。扩展黑启动恢复过程中,通过机组预选,由于节点31的机组(G31)有冷启动时限,在优化时间段内有8个备选待启动机组节点。

本文利用NSGA-Ⅱ算法对扩展黑启动方案进行优化求解,NSGA-Ⅱ的参数设置如下:NSGA-Ⅱ算法的交叉概率取0.9,变异率取0.1,种群大小取100,最大迭代100次。图3显示了扩展黑启动方案中满足约束集和经过精英校验的Pareto非支配解空间。

由3位专家根据自身经验赋予系统加权发电量、电压偏差和L电压稳定指标3个属性模糊权重,归一化得到模糊主观偏好权重向量为[0.475 8,0.219 5,0.304 7]T。分别按照效益型和成本型指标的格式对Pareto最优解集构成的决策矩阵进行规范化处理,根据信息熵权法计算的客观权重向量为[0.282 9,0.359 0,0.358 1]T。由模糊熵权法融合主客观权重,模糊熵权向量为[0.417 4,0.244 3,0.338 3]T。利用式(27)求出每个属性相对理想方案的综合Vague值矩阵,再结合模糊熵权向量,根据评分函数(式(29))对Pareto最优解集中各方案评分,如表2所示。

表2列出了扩展黑启动Pareto最优解集的5个彼此间互不支配的方案,其中发电量表征了方案的功率支持,电压偏差表征了节点电压水平,电压稳定指标表征了电压稳定裕度(发电量为效益型指标,属性指标越大对恢复越有益;电压偏差和电压稳定指标均为成本型指标,属性指标越小对系统越有益)。根据Vague评分知,方案3为最优的扩展黑启动方案(G33-G34-G35)。

4.2 算例2

为进一步验证本文所提方法在实际电力系统中的实用性,以河北南网(96个厂站节点、19个发电厂、187条线路)为算例,对其扩展黑启动方案进行多目标优化。本文仍采用与文献[5]相同的参数假设,其中张河湾抽水蓄能电厂为黑启动电源。图4显示了Pareto解集的解个数在群体中所占比例在进化过程中的变化情况,本文的最大进化代数设置为100。由图4可知,实际运行到58代左右时,Pareto解集的解个数已收敛至最终解个数8,并且Pareto解集结果输出正确稳定,可见NSGA-Ⅱ算法处理实际电力系统仍具有较快的收敛性和较好的稳定性。

本文经过多目标优化和多属性决策得到的扩展黑启动方案的局部网络结构如图5所示,恢复上安电厂、微厂、裕华电厂和西柏坡电厂。形成的扩展黑启动系统在优化时间段内的加权发电量为1 086.91MW·h,扩展黑启动方案的电压偏差为0.465,电压稳定裕指标为0.716。

4.3 结果分析

从上述2个算例可以看出,综合考虑功率支持和恢复安全裕度的扩展黑启动方案多目标优化方法,避免了对多目标进行加权求解的盲目性,采用NSGA-Ⅱ算法优化得到的扩展黑启动问题的Pareto最优解集中含有多个最优解(如图3所示),在目标空间上分布均匀,彼此间互不支配,为决策者提供更全局性的选择空间。

在新英格兰10机39节点系统算例中,由表2评分值知,方案3为最优的扩展黑启动方案(G33-G34-G35)。方案1(G33-G34)为最优的传统黑启动方案(黑启动电源只启动一台待启动机组),所提供的发电量378.47MW·h小于本文优化得出的扩展黑启动方案所提供的发电量752.19MW·h。方案5(G33-G34-G36-G35)是文献[5]中最优扩展黑启动方案,由于只考虑黑启动小系统的发电量最大化,以牺牲系统的恢复安全裕度为代价,电压偏差为0.487、电压稳定指标为0.812,分别高于本文优化得出的扩展黑启动方案的电压偏差0.186和电压稳定裕指标0.596(电压偏差和电压稳定指标均为成本型属性指标,属性指标越小对系统越有益)。更直观地表现是,文献[5]的扩展黑启动方案中最低电压为0.823,本文的优化方案则将最低电压提升到0.875。在河北南网算例中,本文方法所提供的1 086.91 MW·h功率支持要大于文献[8]最优传统方案的505.02 MW·h,而电压偏差0.465和电压稳定裕指标0.716也分别低于文献[5]单目标最优扩展黑启动方案的电压偏差0.678和电压稳定指标0.856。因此,本文提出的扩展黑启动优化方案既发挥了文献[5]扩展黑启动恢复策略的增发功率的优势,也避免了过大牺牲扩展黑启动小系统的恢复安全裕度,可以保证扩展黑启动小系统安全可靠地恢复更多出力。

扩展黑启动方案需要对系统中的多条线路和多台机组同时恢复,由于恢复安全裕度指标的引入,合理地减少了恢复机组节点的数量,进而提高了电压稳定水平,也降低了空投线路所诱发工频过电压的可能性。如在算例1中,文献[5]的恢复路径上产生的总容性无功功率为91.77Mvar,本文将其降低至76.35Mvar,从而更易满足系统运行约束(式(9)和式(10))。在实际恢复过程中,若采用低压网络充电方式和科学地安排各恢复电厂的辅机错时启动,将更有利于电力系统的稳定运行。

5 结语

数据的备份与灾难恢复 篇3

关键词：数据备份,数据存储,数据恢复

1 概述

数据备份与灾难恢复是指由于各种原因而导致数据损失时, 把保留在存储介质上的数据或者备份的数据重新恢复的过程。即使数据被删除或者硬盘出现故障, 只要在存储介质没有严重受损的情况下, 数据都有可能被完好无损地恢复;而一旦存储介质严重受损, 导致原始数据不能被恢复, 那我们还可以使用历史的备份数据来进行系统恢复, 数据备份与灾难恢复分为:数据备份, 数据存储以及数据恢复三个部分。

2 备份, 备份, 再备份——数据安全的基本保障

数据备份不仅是对数据的保护, 其最终目的是为了在系统遇到人为或自然灾难时, 能够通过备份内容对系统进行有效的灾难恢复。备份不是单纯的复制工作, 管理也是数据备份重要的组成部分。管理包括备份的可计划性、长远可行性、自动化操作、日志记录以及历史记录的保存归档等。下面分不同方面来介绍一些常见的备份方法。

2.1 备份策略

全备份:全备份这种策略很直观, 就是全部备份的意思。优点是, 当发生数据丢失的灾难时, 只要用一个备份, 就可以恢复全部的数据。但它也有不足之处, 如果每天对系统进行完全备份, 在备份数据中将会有大量内容是重复的。

增量备份:该备份优点是没有重复备份数据, 节省存储空间, 缩短备份时间。缺点是发生数据丢失时, 恢复数据麻烦。

差异备份:该种备份的一个通用做法是:管理员先在星期一做一个完全备份, 然后在接下来的几天内, 将当天与星期一不同的数据备份出来。差异备份所需时间中等, 数据恢复也较为方便:用最近一个完全备份加上一个最近的差异备份就可以完全恢复数据。是一种比较理想的备份策略。

2.2 备份方式

冷备份:冷备份是指先停止应用系统的服务, 然后再进行备份的备份方式。它很好解决了备份时数据同时被修改、更新而导致备份与原数据产生不一致的问题。缺点是, 在备份期间, 用户将不能进行业务操作, 必须等待, 直到备份操作完成。

热备份:热备份是指备份时不需要停止应用系统, 备份操作不影响用户正常的业务操作的备份方式。它最大的问题就是备份时数据有可能会产生备份前后数据实时性与一致性的问题, 如果备份过程中产生了数据不一致, 将会导致备份出现问题, 甚至不可用。不过, 目前的主流备份系统都能很好地解决这个问题。

2.3 备份地点

本地备份:在本地将关键数据进行备份, 然后保存。主要包括磁盘列阵、本地双机备份、本地局域网备份等方式。介质方面, 可以采用磁盘、磁带机、光盘等备份介质。

远程备份:在本地将关键数据备份, 然后送到异地保存, 以防止企业本地备份的数据在灾难中也遭到破坏。

3 数据存储——备份数据的存放

数据存储指备份数据的有效保存。这可不是简单的复制粘贴, 必须考虑到备份数据存放的稳定性、安全性以及高效性。随着技术的不断发展, 存储技术发生了很大的变化, 目前企业主流的数据存储方式包括三种:直连式存储 (Direct-Attached Storage, 简称DAS) 、网络接入存储 (Network-Attached Storage, 简称NAS) 和存储区域网络 (Storage Area Network, 简称SAN) 。这三种数据存储方式及其主要区别。

3.1 直连式存储---DAS

在用户数据规模并不大, 存储需求也相对简单的情况下, 只是要把相关数据安全存放在某一地方即可。而存放数据的最终目的不但是为了能够安全保存, 还必须保证数据可以随时被调用。最早采用的一种存储方案是直连式存储 (DAS) 。如图1, 这种存储方案的服务器结构如同PC机架构, 外部数据存储设备 (如磁盘阵列、光盘机、磁带机等) 都直接挂接在服务器上, 数据存储设备是整个服务器结构的一部分, 同样服务器也担负着整个网络的数据存储职责。DAS这种直连方式, 能够解决单台服务器的存储空间扩展、高性能传输需求, 并且单台外置存储系统的容量, 已经从不到1TB, 发展到了几十TB, 随着大容量硬盘的推出, 单台外置存储系统容量还会上升。此外, DAS还可以构成基于磁盘阵列的双机高可用系统, 满足数据存储对高可用的要求。从趋势上看, DAS因其自身成本低, 实施容易的特点仍然会作为中小企业理想的一种存储模式, 继续得到应用。

3.2 网络接入存储---NAS

如图2, 此种存储方式则全面改进了低效的DAS存储方式, 它是采用独立于PC服务器, 单独为网络数据存储而开发的一种文件服务器。NAS服务器中集中连接了所有的网络数据存储设备 (如各种磁盘阵列、磁带、光盘机等) , 存储容量可以较好地扩展, 同时由于这种网络存储方式是NAS服务器独立承担的, 所以, 对原来的网络服务器性能基本上没什么影响, 以确保整个网络性能不受影响。它提供了一个简单、高性价比、高可用性、高扩展性和低总拥有成本 (TCO) 的网络存储解决方案。

3.3 存储区域网络---SAN

如图3, SAN与NAS则是完全不同, 它不是把所有的存储设备集中安装在一个专门的NAS服务器中, 而是将这些存储设备单独通过光纤交换机连接起来, 形成一个光纤通道的存储设备局域网, 然后这个网络再与现有局域网进行连接。在这种方案中, 起着核心作用的当然就是光纤交换机了, 它的支撑技术就是Fibre Channel (FC, 光纤通道) 协议, 这是ANSI为网络和通道I/O接口建立的一个标准集成, 支持HIPPI, IPI, SCSI, IP, ATM等多种高级协议。在SAN中, 数据以集中的方式进行存储, 加强了数据的可管理性, 同时适应于多操作系统下的数据共享同一存储池。缺点就是安装难度非常大, 需要专业的施工人员, 而且价格也是十分昂贵。 (表1)

4 数据恢复

数据恢复是指系统在遭受人为原因, 或者自然灾害而导致数据受损后, 通过对受损介质或者历史备份进行系统恢复还原的过程。数据恢复措施在整个备份制度中占有相当重要的地位。它关系到在经历灾难后, 数据能否迅速恢复。灾难恢复操作通常分为三类:全盘恢复、个别数据恢复以及重定向恢复。

全盘恢复指恢复整个存储介质上的所有数据。一般应用在关键服务器发生系统意外灾难导致数据全部丢失、系统崩溃或者是有计划的系统升级、系统重组等事件上, 也称为系统恢复, 是最高级别的数据恢复。

个别数据恢复是由于偶发的系统运行错误等原因引起的轻量级数据丢失、个别文件损坏时, 就可以应用这种操作。

重定向恢复是将备份的文件恢复到另一个不同的位置或系统上去, 而不是进行备份操作时它当时所在的位置。重定向恢复可以是全盘恢复也可以是个别恢复。此恢复操作需慎重考虑, 需验证、确保系统数据和文件恢复后的可用性。

5 采取的措施

备份策略方面, 结合完全备份与差异备份两种备份策略, 每周日做一次完全备份, 此外的时间每天做两次的差异备份, 备份保留的时间为7天内的备份。

备份方式方面, ERP系统实时性要求非常高, 因此采用热备份的方式备份, 从而不影响用户操作;OA及其他系统实时性要求没那么高, 而且备份时间短, 所以采用了冷备份的方式。

备份介质方面, 使用了多种介质:磁盘、磁带以及光盘, 以便因应不同的需要做出不同的应对, 进行数据恢复操作。