周 升，陶 敏

（浙江省电力公司电力科学研究院，杭州 310014）

0 引言

浙江电力实时/历史数据库平台自2005年建成以来，陆续接入了各级调度SCADA系统、电能量系统、输变电设备在线监测系统等大量实时历史数据，共计150余万个测点。在数据接入的基础上，通过鼓励群众性创新应用和开展实时历史数据应用竞赛等措施，在全省范围内开发、实施和部署了数百个实时/历史数据业务应用，范围几乎涵盖了电力生产各个环节。实时/历史数据库平台需要为这些业务应用系统提供基础数据服务，但是随着业务应用领域的扩展和大量业务应用的部署，现有的平台访问方式已不能满足浙江电力实时/历史数据应用发展的需要，有必要研究一套通用的平台访问方法。

1 现状分析

1.1 实时/历史数据库平台

国家电网公司发布了《国家电网公司海量历史准实时数据管理平台典型设计》（以下简称国网典设），对国家电网系统内海量实时/历史数据库管理平台在系统架构、功能规范、数据交互规范等方面给出了规范性建议。

国网典设要求网省公司采用集中部署模式，即数据接入和应用都要求在网省层面。

国网典设对平台的数据访问服务也有要求，为各业务应用提供标准、统一的历史/准实时数据访问服务，例如CIS访问接口、SQL访问接口、UAPI（Universal API，通用访问接口）和 OPC 接口等。同时对数据服务进行封装，对外提供一致性的调用接口，隔离外部各类应用对平台数据的直接访问。

1.2 浙江电力实时/历史数据库平台现状

浙江电力实时/历史数据库平台访问架构如图1所示。

目前全省与实时/历史数据库平台进行数据交互的主要应用如下：

（1）调度管理应用。从实时/历史数据库平台获取全省220kV及以上的调度数据，用于潮流分析、线损分析、负荷监测、低周减载等调度辅助分析应用。

（2）营销管理应用。主要有用电信息采集系统、营销直报系统、营销需求侧系统、售电市场系统等，从实时/历史数据库平台获取源于SCADA的测点和电量数据。

（3）生产管理应用。主要应用系统包括生产管理系统（即PMS，含GIS）、应急管理系统、输变电设备状态监测系统、电能质量监测系统等。需要从实时/历史数据库平台获取在线监测数据、负荷数据等。

（4）电网统计与规划应用。主要应用于发展策划部的生产统计分析系统、电网规划辅助管理系统等，需要从实时/历史数据库平台获取全省220kV及以上测点的实时/历史负荷数据及变电站一次接线图。

（5）其它与平台相关的应用。

各类业务应用对实时/历史数据库平台数据的需求各不相同，所以各部门自行开发和部署了众多的实时/历史数据访问接口（见图1）。各类应用访问平台时缺少统一的规划，定位也不明确，从而造成数据接口杂乱、重复，甚至在同一类业务应用中的不同系统也有不同接口。这不仅影响获取数据的效率，还造成平台接口管理和维护的困难，也浪费了平台资源。

随着浙江电力各类业务系统的建设，新的应用不断增加，如果没有统一规划，实时/历史数据库平台上将会出现更多的数据访问服务接口，极大增加平台的运行压力。如何制定符合浙江电力应用需求的实时/历史数据库平台通用访问方法，是目前面临的重要问题。

2 平台通用访问方法

2.1 平台架构

按照国网典设中数据访问服务的要求以及浙江电力制定发布的《PI实时/历史数据库平台数据访问规范（试行）》的可用及易用性要求，通过Web-Service封装PI-SDK和PI-API，提供标准、通用的实时/历史数据库平台测点配置信息以及测点实时/历史数据访问方法。

对平台的数据访问服务进行改造后的总体架构如图2所示。

2.2 常用访问方法

图1 实时/历史数据库平台架构

通过对全省范围内多年来实时/历史数据业务应用需求的梳理和分析，总结实时/历史数据库平台常用的访问方法有以下几类：

（1）服务器连接与身份验证。使用服务器统一的身份验证机制，验证访问接口客户端身份。接口自动生成验证字段返回给客户端，客户端使用该验证字段进行测点配置信息以及测点实时/历史数据的访问。用户验证信息具有时效性。

（2）测点属性查询。用户查询特定服务器的测点信息，包括全测点查询、过滤查询以及特定测点的属性查询等方法。过滤查询支持“*”等通配符以及多个属性的过滤条件组合，过滤条件遵循测点检索规范。

（3）实时数据查询。特定测点实时数据查询服务，支持批量操作。

（4）历史数据查询。任意时间段内测点历史数据查询，支持批量操作。对于特定时间点的历史数据查询，提供时间点前、后或插入输出的方式返回测点历史数据。

2.3 扩充访问方法

近年来，浙江电力加大了实时/历史数据库平台的应用与研究，新的实时/历史数据应用不断涌现，如输变电设备状态监测系统、分层分区的需求侧实时管理系统等，常用的平台数据访问方法已不能满足业务需求。因此，对常用的访问方法进行了扩充。

2.3.1 统计数据查询

任意时间段内特定测点统计数据查询，通过输入统计方式（求和、最大、最小、平均等），查询该时间段内所选统计方式的数据，支持批量操作。

2.3.2 数据过滤查询

查询任意时间段内测点过滤后的历史数据。通过输入过滤条件，可查询在该时间段内符合过滤条件的历史数据，支持批量操作。

2.3.3 对计算点的操作

实时/历史数据库平台中不仅保存着原始数据，还保存着经过计算和处理后的数据。在某些高级应用中还需要通过平台访问方法对计算点进行操作，如添加、修改、回写二次数据等，针对这类应用定义如下：

（1）测点添加、删除操作。添加和删除服务器测点。用户可通过提供基本的属性来创建新测点，并在创建成功后使用测点信息变更操作方法修改特定测点的属性信息。

（2）测点信息变更操作。变更特定测点的属性信息，支持批量操作。用户需保证测点的唯一性，对于测点标签（Tag）属性的修改，需提供原始属性。用户可通过提供测点ID来修改测点的任意属性，无需提供属性的原始信息，测点ID不可修改。

（3）历史数据删除。任意时间段内测点历史数据删除，支持批量操作。

（4）历史数据插入。任意时间段内测点历史数据插入，支持批量操作。支持替换、插入等多种方式的数据插入。

图2 改造后的平台架构

（5）历史数据修改。任意时间点测点数据修改，支持批量操作。支持插入、替换等多种方式的数据修改操作。

2.4 应用举例

输变电设备状态监测系统需要从实时/历史数据库平台获取主变压器、断路器等设备的在线监测数据。首先通过测点属性查询方法获取平台中的测点信息，再通过实时数据查询、历史数据查询等方法获取平台中的数据。

分层分区的需求侧管理系统不仅要获取平台中的实时/历史数据，还需要通过统计数据查询方法来获取一段时间内测点的统计值。

神经网络计算、停电跳闸分析等高级功能是通过测点添加删除操作、历史数据插入、历史数据修改等方法，把计算好的结果回写到平台中，供其他应用系统调用。

浙江电力各应用系统与实时/历史数据库平台间的数据访问如图3所示。以上应用实例说明，通用访问方法能满足目前浙江电力的应用需求。

3 平台访问方法优化及测试

根据国家电网公司对海量历史/准实时数据管理平台的验收标准，对现有实时/历史数据库平台和应用情况进行了自查验收评分。细致比对和分析现有平台及应用与国家电网验收标准存在的差异，明确平台优化的方向。

表1 通用访问方法改造情况

表2 通用访问方法测试情况

图3 各应用访问平台

目前浙江电力实时/历史数据库平台仍使用PI-SDK和PI-API等接口技术，需要按照国家电网实时数据库接口UAPI标准进行改造。在研究使用通用的WebService技术实现实时/历史数据库平台通用访问方法的同时，对这些访问方法调用的底层API接口进行了改造，使其符合国网典设要求。

根据平台通用访问方法的分类，实现了14个通用访问方法，并对其中10个方法进行了改造和优化，如表1所示。

UAPI接口屏蔽了底层数据库的具体实现细节及差异，对外提供统一的访问接口为上层应用服务，从而实现了透明性以及分布式访问。即使数据库进行升级和替换，实时/历史数据库平台通用访问方法仍然适用，从而通过UAPI接口实现了通用访问方法对不同数据库的兼容。

按照国网典设的要求，浙江电力实时/历史数据库平台需要进行改造，从访问方法的优化入手可以在不影响原有平台正常运行的前提下，做到先并行后替代的无缝切换。“制定通用访问方法，实现UAPI接口”遵循平稳过渡的改造原则，不仅降低了风险，也为应用系统对数据的访问提供了统一的标准接口。

结合目前正在开展的输变电设备状态监测系统项目对实时/历史数据库平台通用访问方法进行了测试，结果如表2所示。

4 结语

通过平台通用访问方法的研究、实现和优化，为电网各信息化系统提供标准、统一的实时/历史数据服务和应用服务，解决了目前平台访问接口管理和维护困难的问题，节省了平台资源，使实时/历史数据库平台成为其他关键业务系统的数据支撑和关键辅助，为坚强智能电网建设打下坚实的信息化基础。