CN102682051B - 时间序列数据库与智能电网调度技术支持系统的集成方法 - Google Patents

时间序列数据库与智能电网调度技术支持系统的集成方法 Download PDF

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Abstract

时间序列数据库与智能电网调度技术支持系统的集成方法，提供一种系统集成方法，使得时间序列数据库与智能电网调度技术支持系统得以集成，在保证系统稳定运行的基础上实现智能电网调度技术支持系统对电网运行过程的全息记录以及数据的高效查询。本发明方法的有益效果是，实现了时间序列数据库与智能电网调度技术支持系统的集成，结合时间序列数据库的特性，可以实现基于全过程的电网运行变化存储机制,使得采样数据提交频率从原先的分钟级别提升到秒级别，为地区电网调度监控的精细化运行分析提供了先进的技术手段和有力的数据支撑。

Description

时间序列数据库与智能电网调度技术支持系统的集成方法
技术领域
本发明属于电力系统调度自动化技术领域，特别是涉及一种时间序列数据库与智能电网调度技术支持系统的集成方法。
背景技术
随着电网建设规模的不断扩大，智能电网、智能变电站等研究应用的不断深入，调度自动化系统面对的采集点越来越多。与以往地区调度自动化系统显著不同的是，大型地区电网调度自动化系统面临的数据采集规模急剧上升，个别地区将达到上百万采集点的规模，数据存储规模将从目前的GB级转向TB级；此外，随着调度自动化水平的不断提高，各业务系统对调度自动化系统提出了更高的要求，以往低频率按照分钟级的历史数据存储已经很难满足电网精细化管理的要求，而全息保存电网运行所有细节已成为大势所趋，原有的周期性历史数据保存方式已不能满足要求，应按照变化的实际时间序列连续进行存储，以满足更多的应用需求，这也将导致数据存储规模数十倍的增长；同时，历史数据的存储组织策略以及查询检索策略也将变得相当复杂。传统的关系数据库无论在响应速度、存储规模、查询效率和变化存储机制上都将很难满足应用的需求。
时间序列数据库（也称实时数据库）是专门用来处理带有时标的海量实时/历史数据的数据库，具有非常高的存储速度、查询检索效率以及数据压缩比。但是在当前全新的调度自动化系统——智能电网调度技术支持系统（SG-OSS）中仍然采用关系数据库保存时序数据。为了解决系统无法全息保存电网运行记录，查询速度慢，精细化分析应用困难等问题，需将时间序列数据库与智能电网调度技术支持系统进行集成。本发明正是为了实现时间序列数据库与智能电网调度技术支持系统的集成而开发实现的。
经初步检索，暂未发现有与本发明内容相关的专利条目。
发明内容
发明目的
本发明的目的是提供一种时间序列数据库集成到智能电网调度技术支持系统中的方法，该方法在保证系统稳定运行的条件下实现集成，全面提高系统的数据存储精度、查询效率以及对精细化应用的支持力度。
技术方案
       本发明的技术方案严格遵循地区智能电网调度技术支持系统的功能规范，在系统上进行集成开发，首先使系统支持时间序列数据库与关系数据库的混合存储环境，相应地，系统的整体配置环境、数据库部署策略等都要进行适当升级；其次需统一系统的数据库访问接口，屏蔽对时间序列数据库的直接访问。
本发明所要解决的技术问题是：提供一种系统集成方法，使得时间序列数据库与智能电网调度技术支持系统得以集成，在保证系统稳定运行的基础上实现智能电网调度技术支持系统对电网运行过程的全息记录以及数据的高效查询。为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案。包括以下几个部分：
（1） 对系统数据库环境的建设方案。将系统的整体数据库环境扩展到由内存实时库、关系数据库和时间序列数据库共同构成。在实际应用中电网模型以及静态参数采用关系数据库进行存储，并通过下装生成内存实时库以满足对模型和静态参数的高速访问；而时间序列数据库则主要用来保存带有时间标记的变化的时序数据，这部分数据完整地记录电网的运行轨迹。
（2） 对系统配置环境的建设方案。为了增加时间序列数据库，在系统的配置环境中增加时间序列数据库服务器，使用磁盘阵列作为时间序列数据库的存储介质。
（3） 数据库访问接口的统一封装方案。在系统的平台层中，有对内存实时库和关系数据库的统一的访问管理层，为了满足对时间序列数据库访问的需求，在该访问管理层中增加对时间序列数据库的访问部分，包括对时间序列数据库的查询、存储以及其他管理请求，这样保证访问层对外仍然是透明的，应用不知道各种数据的具体存储位置和存储形式。
SCADA数据流实现的升级方案。时间序列数据库是智能电网调度技术支持系统精细化历史数据的主要存储载体，为此对系统的SCADA数据流的实现进行了适当升级，即实时数据经过SCADA服务器上的实时数据处理模块处理完后写入SCADA服务器上的本地实时库，同时，通过平台接口把这些数据同步写入时间序列数据库供后续所用，然后客户端即可通过数据库访问统一接口获取来自于内存实时库、关系数据库或者时间序列数据库的数据以进行图形界面的显示应用。
本发明方法的有益效果是，实现了时间序列数据库与智能电网调度技术支持系统的集成，结合时间序列数据库的特性，可以实现基于全过程的电网运行变化存储机制, 使得采样数据提交频率从原先的分钟级别提升到秒级别，为地区电网调度监控的精细化运行分析提供了先进的技术手段和有力的数据支撑。
附图说明
图1是基于时间序列数据库的典型SG-OSS系统数据库环境示意图。
图2是基于时间序列数据库的典型SG-OSS系统配置环境示意图。
图3是基于时间序列数据库的典型SG-OSS系统SCADA数据流示意图。
具体实施方式
将时间序列数据库集成到智能电网调度技术支持系统（SG-OSS）中时，首先要进行数据库环境的升级建设。支持时间序列数据库的典型SG-OSS系统数据库环境如图1所示，在Ⅰ区和Ⅲ区均增加了时间序列数据库服务器，并且在统一的数据库访问层中增加了时间序列数据库访问接口部分。系统上层应用通过统一的数据库访问层实现对时间序列数据库的访问，数据的存储方式是变化即存储的方式，并且该部分数据提交频率高，数据量大。
其次，对系统的物理配置环境也进行了升级，支持时间序列数据库的典型SG-OSS系统的配置环境如图2所示，以Ⅰ区为例，在其中增加了两台时间序列数据库服务器，服务器操作系统为为凝思Linux Rockey 4.2，两台时间序列数据库服务器与系统原有的关系数据库共享一套磁盘阵列，服务器通过光纤交换机与磁盘阵列进行连接，保证数据交互的速度。
再次，如上面所述，需要将对时间序列数据库的访问接口封装到系统统一的数据库访问管理层中，保证数据库访问对外是透明的。另外在平台层时间序列数据库的查询、存储和管理也进行封装，提供统一的接口，包括时间序列数据库状态监视、采样点定义、数据提交以及数据查询等部分。对于时间序列数据库的支持包含如下常驻进程：时间序列数据库状态监视进程dy_monitor，数据提交进程dy_commit，操作告警服务进程：dy_warn_server，统计进程：dy_stat_server，采样点定义服务进程：dy_sample_define_server，数据查询进程：query_sample_server_pi等，保证时间序列数据库与系统的无缝集成。
最后，还需要对系统内容的SCADA数据流方式进行适当升级。对系统SCADA数据流方式的升级后的示意图如图3所示，数据源可能有三种：实时数据的采集、人工置数或者计算的数据，而在数据流中增加了变化数据处理的部分。即在SCADA数据流中进行实时数据处理时，在将数据写入内存实时库的同时，如果发现数据发生了变化，直接将数据写入时间序列数据库，在内存实时库中的数据仍然按照周期刷新至关系数据库中。

Claims (1)

1.时间序列数据库与智能电网调度技术支持系统的集成方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）对系统数据库环境的建设方案；
将系统的整体数据库环境扩展到由内存实时库、关系数据库和时间序列数据库共同构成；
在实际应用中电网模型以及静态参数采用关系数据库进行存储，并通过下装生成内存实时库以满足对模型和静态参数的高速访问；而时间序列数据库则用来保存带有时间标记的变化的时序数据，这部分数据完整地记录电网的运行轨迹；
（2）对系统配置环境的建设方案；
为了增加时间序列数据库，在系统的配置环境中增加时间序列数据库服务器，使用磁盘阵列作为时间序列数据库的存储介质；
（3）数据库访问接口的统一封装方案；
在系统的平台层中，有对内存实时库和时间序列数据库的统一的访问管理层，为了满足对时间序列数据库访问的需求，在该访问管理层中增加对时间序列数据库的访问部分，包括对时间序列数据库的查询、存储的管理请求，这样保证访问管理层对外仍然是透明的，应用不知道各种数据的具体存储位置和存储形式；
（4）SCADA数据流实现的升级方案；
在SCADA数据流中进行实时数据处理时，在将数据写入内存实时库的同时，如果发现数据发生了变化，直接将数据写入时间序列数据库，在内存实时库中的数据仍然按照周期刷新至关系数据库中；
（5）对时间序列数据库进行支持；
所述支持包含如下常驻进程：时间序列数据库状态监视进程dy_monitor，数据提交进程dy_commit，操作告警服务进程：dy_warn_server，统计进程：dy_stat_server，采样点定义服务进程：dy_sample_define_server，数据查询进程：query_sample_server_pi，保证时间序列数据库与系统的无缝集成。
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