密级： 保密期限： 火京邦笔大学 工程硕士研究生学位论文 SIY APOSIS NW 电大 题目：应用于电网调度自动化系统的实时数据 库的设计与实现 学 号： 03R0400 姓 名： 於建林 专 亚： 软件工程 导 师： 杨文川 学 院： 软件学院 2005年5月30日
密级： 保密期限： 工程硕士研究生学位论文 珐卿谢 题目：鏖旦王电匦递廑自麴丝丕缠随塞瞳塾塑 虚煎逞盐墨塞理 学 号： 妲瑟受蓬鲤 姓 名： 趋建挂 专 业： 筮缝互猩 导 师： 堑塞脚 学 院： 塑性堂睦 2005年5月30日
独创性（或创新性)声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包 含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他教 育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何 贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关贵任。 本人签名：於林 日期：2n寸.61 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即： 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学，学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借 阅：学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它 复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后遵守此规定） 保密论文注释：本学位论文属于保密在年解密后适用本授权书， 本人签名於多称阳期256川 导师签名： 日期：2o文人.1川
独创性(或创新牲)声明 本人声明所星交的论文是本人在导p雨指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特另tlDn以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包 含其他入已经发表或撰写遂的研究成采，也不包含为获得jE京邮电大学或其德教 育机构的学位或证书而使用过的材料。与我～同工作的同志对本研究所做的任何 贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 本人签名：彪抓嘲2∞i"f 关于论文使用授权的说鼹 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留秘使用学位论文的规定，即： 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保 留并固国家有关部门或飒构送交论文的复El俘和磁盘，允许学位论文被查阅和借 阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它 复制手段保存、汇绽学彼论文。(保密的学位论文在解密后遵守此蕊定) 臻密论文注释：本学位论文属予保密在+年魍密后适用本授权书。 本人签名：方冬 翩躲伊 蜀麓：2螃。丘，，ff
应用于电网调度自动化系统的实时数据库的设计与实现 应用于电网调度自动化系统的实时数据库的设计与实现 摘要 本文介绍了当前实时数据库的发展的现状和实时数据库包含的主要内容。通 过分析说明了当前一些主流的商用实时数据库应用于电网调度自动化系统中时 存在的一些不足之处。分析了一些目前国内主流的电网调度自动化系统中使用的 实时数据库存在的一些问题，通过分析这些产品的不足和电网调度自动化系统支 撑平台的概念，设计并实现了一套适用于电网调度自动化系统并可以作为电网调 度自动化系统支撑平台的一个重要组成部分的实时数据库管理系统。 本文主要工作： 1.通过分析集中式实时数据库和分布式实时数据库存在的优缺点，提出了 集中式和分布式结构相结合的实时数据库体系结构。这种结构包含了集中式和分 布式实时数据库的优点，避免了它们缺点。集中式实时数据库和分布式实时数据 库是它特殊的两种配置情况。通过对电网调度自动化系统的数据模型的分析和研 究，首次提出了实时库、表集、表、域组、域、子域6层的实时数据库管理模式。 给出了实时数据库管理系统结构的详细设计和实现，并详细阐述了实时数据库管 理系统对共享内存的管理和实时数据在共享内存中的分布。 2.实时数据库中对记录的检索和定位直接影响到实时数据库的性能。通过 分析和研究电网调度自动化系统的数据模型和数据间的关系，提供了3种快速检 索和定位记录的方法。l.通过hash表检索和定位记录，2.通过外键建立Index 直接定位记录。3、通过循环链表定位记录。这三种方式基本上都能做到直接定 位记录，效率非常高。 3.为了便于应用程序的开发，系统提供了4种类型的访问接口。1.通用的 实时数据库访问接口。2.快速实时数据库访问接口。3.SQL语言访问接口。4.面 向对象的实时数据库访问接口。根据不同的应用场合选择合适的接口，能使实时 数据库的性能达到最大化。 该实时数据库系统已基本实现，通过测试，各项性能指标均满足要求。该系 统已经应用于电网调度自动化产品中。 关键词：电网调度自动化系统 实时数据库 表集域组子域 面向对象的数据库访问接口 第1页共64页
应用于电网调度自动化系统的实时数据库的设计与实现 应用于电网调度自动化系统的实时数据库的设计与实现 摘要 本文介绍了当前实时数据库的发展的现状和实时数据库包含的主要内容。通 过分析说明了当前一些主流的商用实时数据库应用于电网调度自动化系统中时 存在的一些不足之处。分析了一些目前国内主流的电网调度自动化系统中使用的 实时数据库存在的一些问题。通过分析这些产品的不足和电网调度自动化系统支 撑平台的概念，设计并实现了一套适用于电网调度自动化系统并可以作为电网调 度自动化系统支撑平台的一个重要组成部分的实时数据库管理系统。 本文主要工作： 1．通过分析集中式实时数据库和分布式实时数据库存在的优缺点，提出了 集中式和分布式结构相结合的实时数据库体系结构。这种结构包含了集中式和分 布式实时数据库的优点，避免了它们缺点。集中式实时数据库和分布式实时数据 库是它特殊的两种配置情况。通过对电网调度自动化系统的数据模型的分析和研 究，首次提出了实时库、表集、表、域组、域、子域6层的实时数据库管理模式。 给出了实时数据库管理系统结构的详细设计和实现，并详细阐述了实时数据库管 理系统对共享内存的管理和实时数据在共享内存中的分布。 2．实时数据库中对记录的检索和定位直接影响到实时数据库的性能。通过 分析和研究电网调度自动化系统的数据模型和数据间的关系，提供了3种快速检 索和定位记录的方法。1．通过hash表检索和定位记录。2．通过外键建立Index 直接定位记录。3、通过循环链表定位记录。这三种方式基本上都能做到直接定 位记录，效率非常高。 3．为了便于应用程序的开发，系统提供了4种类型的访问接口。1．通用的 实时数据库访问接口。2．快速实时数据库访问接口。3．SQL语言访问接口。4．面 向对象的实时数据库访问接口。根据不同的应用场合选择合适的接口，能使实时 数据库的性能达到最大化。 该实时数据库系统己基本实现，通过测试，各项性能指标均满足要求。该系 统已经应用于电网调度自动化产品中。 关键词：电网调度自动化系统 实时数据库 表集 域组 子域 面向对象的数据库访问接口 第1页共64页
应用于电网调度自动化系统的实时数据库的设计与实现 DESIGN AND IMPLEMENT ABOUT REALTIME DATABASE APPLIED IN ELECTRIC POWER NETWORK DISPATCHING AUTOMATION SYSTEM ABSTRACT This paper introduces the development status quo of realtime database and the main content of realtime database included.Explain the shortage of some commercial realtime database applied in electric power network dispatching automation system. Analyze some shortage of the realtime database which used in some mainstream electric power network dispatching automation system.Through analyzing the shortage of these products and the concept of dispatching automation system supportting platform,design and implement a realtime database management system,which can apply in electric power network dispatching automation system. Through studing the data model of electric power network dispatching automation system,first implement six layers realtime database managerment mode.The six layers include database,tableblock,table,fieldgroup,field,subfield.This paper explain the detailed design and implement of this realtime database management system,and explain the share memery management and the distribution of the realtime data in share memery. The performance of realtime database will be influenced by searching record.Trough studing the data model and the data relationship of electric power network dispatching automation system,this realtime database system provide three kinds of ways to searching records.1.Searching records through hash table.2. 第2页共64页
应用于电网调度自动化系统的实时数据库的设计与实现 DESIGNAND IMPLEMENT ABOUT REAI肛ME DA：I!ABASE APPLIED IN ELECTRIC POWER NETWORKDISI嗡TCHING AUTOM娜ON SYSTEM ABSTRACT This paper introduces the development status quo of realtime database and the main content of realtime database included．Explain the shortage of some commercial realtime database applied in electric power network dispatching automation system． Analyze some shortage of the realtime database which used in some mainstream electric power network dispatching automation system．Through analyzing the shortage of these products and the concept of dispatching automation system supportting platform，design and implement a realtime database management system，which can apply in electric power network dispatching automation system． Through studing the data model of electric power network dispatching automation system，f'nst implement six layers realtime database managerment mode．The six layers include database，tableblock，table，fieldgroup，field，subfield．This paper explain the detailed design and implement of this realtime database management system，and explain the share memery management and the distribution of the realtime data in share memery． The performance of realtime database will be influenced by searching record．Trough studing the data model and the data relationship of electric power network dispatching automation system，this realtime database system provide three kinds of ways tO searching records．1．Searching records through hash table．2． 第2页共“页
应用于电网调度自动化系统的实时数据库的设计与实现 Searching records through creating index through foreign key.3.Searching records through creating cycle list.Through these three ways to searching records,the performance is very good. In order to convenience to design application,the system provides four kinds of access interfaces.1.Common realtime database access interface.2.Quick realtime database access interface.3.SQL language access interface.4.Object-oriented realtime database access interface.Selecting right access interface can improve the performance of the realtime database management system KEY WORDS:electric power network dispatching automation system realtime database table set field group subfield object-oriented database access interface 第3页共4页
应用于电网调度自动化系统的实时数据库的设计与实现 Searching records through creating index through foreign key．3．Searching records through creating cycle list．Through these three ways to searching records，the performance is very good． In order to convenience to design application，the system provides four kinds of access interfaces．1．Common realtime database access interface．2．Quick realtime database access interface．3．SQL language access interface．4．Object．oriented realtime database access interface．Selecting right access interface Can improve the performance of the realtime database management system． KEY WORDS：electric power network dispatching automation system realtime database table set field group subfield object-oriented database access interface 第3页共64页
应用于电网调度自动化系统的实时数据库的设计与实现 第一章引言 1.1电网调度自动化现状与发展方向 1.1.1电网调度自动化的现状 第27届全国电网调度运行工作会议以来，随着电力体制改革工作的不断深 入，全国联网进程的加快，三峡首批机组的相继投产，调度机构达标创一流工作 的深入开展，以及全国电力二次系统安全防护工作的开展，我国电网调度自动化 专业的各项工作取得了较大的进展。电网调度自动化系统的通道数量、质量以及 厂站信息的质量和设备运行的可靠性不断提高，调度自动化主站相关系统的建 设、运行和应用水平脯片提高，标准化、规范化及其应用工作不断深入，电力二 次系统安全防护工作取得了初步成效，电网调度自动化系统在电网的安全、优质、 经济运行中发挥的作用越来越大。与此同时，调度自动化系统的内涵和外延已经 发生了较大的变化，电网调度自动化正面临着新的形势、要求和发展机遇。 国内开发的SCADA/,EMS(SUPERVISORY CONTROL AND DATA ACQUISITION/ ENERGY MANAGER SYSTEM)得到了广泛的应用。全国的SCADA/EMS的应用水平脯 片提高。据统计，全国37个省级以上电网调度中，2001年以后又有13个完成 主站系统得更新改造。由于国内科研和生产厂家技术水平和实力的大幅提升，上 述更新系统中有11个为国内厂家开发的系统，占整个更新改造系统得81.8%。 因此国产系统已在省级及以上调度中得到了广泛采用。在地调和县调新建系统 中，98%以上的系统都采用了国内厂家提供的系统。据统计，全国现有320多个 地调，有317个配备了计算机监控系统，其中302个通过了实用化验收，有227 个投入了状态估计、调度员潮流、负荷预测的应用功能。 调度员培训模拟(DT$)系统取得初步应用。由于电网规模的不断扩大、结 构日益复杂，电网发生事故所影响的范围和造成的损失将会越来越大。DTS系统 是进行调度员运行操作、事故处理模拟培训和电网在线稳定分析研究、反事故演 习的重要技术手段。因此，其建设和应用工作在一些网、省调中得到了较好的开 展。目前，已建成的DTS系统的网、省调有29家，其中由国内厂家提供的系统 由23家，占已建系统的79.3%。 电能量计量(TMR)己步入实用阶段。随着“厂网分开”工作的不断深入和 跨大区、跨省交易的实施，全国省级及以上电网公司对TR系统的建设和应用给 予了高度重视。据统计，到2003年6月底，全国省级及以上电网公司，除南方、 海南、青海、西藏外，均已相继建成了各自的TR系统。由于这系统能够及时实 第6页共64页
应用于电网调度自动化系统的实时数据库的设计与实现 第一章引言 1．1电网调度自动化现状与发展方向 1．1．1电网调度自动化的现状 第27届全国电网调度运行工作会议以来，随着电力体制改革工作的不断深 入，全国联网进程的加快，三峡首批机组的相继投产，调度机构达标创一流工作 的深入开展，以及全国电力二次系统安全防护工作的开展，我国电网调度自动化 专业的各项工作取得了较大的进展。电网调度自动化系统的通道数量、质量以及 厂站信息的质量和设备运行的可靠性不断提高，调度自动化主站相关系统的建 设、运行和应用水平脯片提高，标准化、规范化及其应用工作不断深入，电力二 次系统安全防护工作取得了初步成效，电网调度自动化系统在电网的安全、优质、 经济运行中发挥的作用越来越大。与此同时，调度自动化系统的内涵和外延已经 发生了较大的变化，电网调度自动化正面临着新的形势、要求和发展机遇。 国内开发的SCADA／EMS(SUPERVISORY CONTROL AND DATA ACQUISITION／ ENERGY．ⅥANAGER SYSTEM)得到了广泛的应用。全国的SCADA／EMS的应用水平脯 片提高。据统计，全国37个省级以上电网调度中，2001年以后又有13个完成 主站系统得更新改造。由于国内科研和生产厂家技术水平和实力的大幅提升，上 述更新系统中有11个为国内厂家开发的系统，占整个更新改造系统得81．8％。 因此国产系统已在省级及以上调度中得到了广泛采用。在地调和县调新建系统 中，98％以上的系统都采用了国内厂家提供的系统。据统计，全国现有320多个 地调，有317个配备了计算机监控系统，其中302个通过了实用化验收，有227 个投入了状态估计、调度员潮流、负荷预测的应用功能。 调度员培训模拟(DTS)系统取得初步应用。由于电网规模的不断扩大、结 构日益复杂，电网发生事故所影响的范围和造成的损失将会越来越大。DTS系统 是进行调度员运行操作、事故处理模拟培训和电网在线稳定分析研究、反事故演 习的重要技术手段。因此，其建设和应用工作在一些网、省调中得到了较好的开 展。目前，已建成的DTS系统的网、省调有29家，其中由国内厂家提供的系统 由23家，占己建系统的79．3％。 电能量计量(TMR)己步入实用阶段。随着“厂网分开”工作的不断深入和 跨大区、跨省交易的实施，全国省级及以上电网公司对TMR系统的建设和应用给 予了高度重视。据统计，到2003年6月底，全国省级及以上电网公司，除南方、 海南、青海、西藏外，均已相继建成了各自的TMR系统。由于这系统能够及时实 第6页共64页
应用于电网调度自动化系统的实时数据库的设计与实现 现分时关口电量的自动采集、统计、分析功能，采集的信息准确、完整，因此， 在发电厂上网电量结算和省间，大区间电量结算以及生产统计、考核等方面发挥 了重要的作用。随着大区和省间电力市场交易的日益活跃，TMR系统所起到的作 用将会更加显著。 水调自动化系统建设和应用取得了初步成效。作为调度自动化系统的一个重 要组成部分，近2年，水调自动化系统的建设与应用得到了迅速的发展，应用功 能不断完善，应用水平不断提高。许多网、省调水调自动化系统的相继建成和投 运，实现了所属电网水情数据的自动采集、监视、处理、分析等基本功，在保障 水电站防洪安全、及时掌握和预测水情信息、合理使用水能、减少弃水损失、增 发水电、优化资源配置、提高电网整体经济效益等方面发挥了重要作用，取得了 较好的经济和社会效益。 调度生产管理信息系统(DMIS)在提高调度机构现代化管理水平方面发挥了 重要的作用。据统计，目前除青海、新疆、西藏外，均已建立了适合本单位的 D洲IS。这些系统的建成，在规范调度机构部门之间的工作界面和工作流程、加强 机构内部和调度系统之间的沟通与信息共享、提高调度机构的工作效率和管理水 平、推动调度机构信息化等方面发挥了很好的作用，已成为电网调度生产指挥和 现代化管理过程中的一个重要技术手段。 1.1.2新的电力体制改革方案对调度自动化提出的新要求 2002年12月，以11家新组建公司成立为标志的新的电力体制改革方案正式 出台，该方案将建设区域电力市场、实现区域电力资源的优化，作为电力体制改 革的一项重要内容。电力市场技术支持系统的建设、运行、维护与管理，涉及现 有调度自动化专业的方方面面，有许多新的问题需要进一步的研究，也为调度自 动化专业的发展带来了新的机遇。如何建设一个满足不同电力市场运营模式和各 方面需求的、实用的电力市场技术支持系统，成为当前调度自动化专业的一个热 点问题。 做好电力市场技术支持系统相关技术的研究，要做好以下问题的研究工作： >不同的电力市场运营模式对电力市场技术支持系统建设模式与功能 的影响。 >电力市场运营管理中各个环节、各个子系统间信息流程与管理流程 如何进行规范。 >电力交易过程中长、中、短期交易计划安全校核与实施交易安全校 核的实现模式。 第7页共64页
应用于电网调度自动化系统的实时数据库的设计与实现 现分时关口电量的自动采集、统计、分析功能，采集的信息准确、完整，因此， 在发电厂上网电量结算和省间，大区间电量结算以及生产统计、考核等方面发挥 了重要的作用。随着大区和省间电力市场交易的日益活跃，TMR系统所起到的作 用将会更加显著。 水调自动化系统建设和应用取得了初步成效。作为调度自动化系统的一个重 要组成部分，近2年，水调自动化系统的建设与应用得到了迅速的发展，应用功 能不断完善，应用水平不断提高。许多网、省调水调自动化系统的相继建成和投 运，实现了所属电网水情数据的自动采集、监视、处理、分析等基本功，在保障 水电站防洪安全、及时掌握和预测水情信息、合理使用水能、减少弃水损失、增 发水电、优化资源配置、提高电网整体经济效益等方面发挥了重要作用，取得了 较好的经济和社会效益。 调度生产管理信息系统(DMIS)在提高调度机构现代化管理水平方面发挥了 重要的作用。据统计，目前除青海、新疆、西藏外，均己建立了适合本单位的 DMIS。这些系统的建成，在规范调度机构部门之间的工作界面和工作流程、加强 机构内部和调度系统之间的沟通与信息共享、提高调度机构的工作效率和管理水 平、推动调度机构信息化等方面发挥了很好的作用，已成为电网调度生产指挥和 现代化管理过程中的一个重要技术手段。 1．1．2新的电力体制改革方案对调度自动化提出的新要求 2002年12月，以11家新组建公司成立为标志的新的电力体制改革方案正式 出台，该方案将建设区域电力市场、实现区域电力资源的优化，作为电力体制改 革的一项重要内容。电力市场技术支持系统的建设、运行、维护与管理，涉及现 有调度自动化专业的方方面面，有许多新的问题需要进一步的研究，也为调度自 动化专业的发展带来了新的机遇。如何建设一个满足不同电力市场运营模式和各 方面需求的、实用的电力市场技术支持系统，成为当前调度自动化专业的一个热 点问题。 做好电力市场技术支持系统相关技术的研究，要做好以下问题的研究工作： >不同的电力市场运营模式对电力市场技术支持系统建设模式与功能 的影响。 > 电力市场运营管理中各个环节、各个子系统间信息流程与管理流程 如何进行规范。 > 电力交易过程中长、中、短期交易计划安全校核与实旋交：易安全校 核的实现模式。 第7页共64页
应用于电网调度自动化系统的实时数据库的设计与实现 >在电力二次系统安全防护总体框架下，电力市场技术支持系统各个 功能的建设如何满足电力市场运营和管理方面的需要。 >现有SCADA/EMS如何更好的适应电力市场技术支持系统的建设要 求等。 1.1.3电网调度自动化专业研究发展的方向 (一)加强对区域电力市场技术支持系统相关技术的研究。积极跟踪东北、华 东电网区域电力市场建设的试点工作，加强对电力市场技术支持系统相 关技术的研究，做好相应的技术支持工作，为电力改革服务。 (二)研制和开发新一代适合多种应用的、开放的调度自动化系统支撑平台。 积极采用先进的计算机技术和数据库、网络通讯、图形、WEB、事务处 理、安全加密、多媒体等技术，以及API接口标准、通信协议标准，研 制和开发能够方便支持EMS、TMR、水调自动化、继电保护管理，实时动 态监测，雷电定位监测以及电力市场技术支持等相关系统和功能应用， 符合二次系统安全防护要求的新一代开放的调度自动化系统支撑平台， 降低系统的硬、软件投资和开发、维护的工作量。 (三)加强对DMS整体设计与应用的研究。对现有DMIS建设、应用的成果 与存在问题进行认真分析、总结，进一步规范调度机构相关专业的工作 流程和各系统的信息流向，充分重视系统的整合，信息的共享与挖掘， 积极促进调度机构的信息化和管理的现代化。 (四)建立较为完善的二次系统安全防护体系。在实现调度机构安全防护第一 阶段工作目标一生产控制区与生产管理区的横向物理隔离的基础上， 逐步实现生产控制区和生产管理区纵向间的安全防护，初步建立起较为 完善的二次系统安全防护体系。 (五)探索电网调度自动化系统运行维护的新机制、新方法。认真分析研究调 度自动化系统内涵与外延的变化对其管理机制与管理方式的影响，把好 系统的设计、选型和建设关。积极采用先进的技术手段和管理方式来减 轻运行值班的工作量，提高工作效率和工作质量。探索与生产厂家签订 有限维护合同的方式，缓解自动化部门任务重、人员不足的矛盾。积极 开展调度自动化系统实现无人值班方式的研究。 (六)建立适应电力体制改革新形势下的调度自动化专业管理体制。应加强对 “厂网分开”、“网网分开”后各主体间利益关系的研究，积极探索建立 一种既能符合电网运行客观规律，又能充分考虑各主体自身利益的新的 管理机制和管理方式。 第8页共64页
应用于电网调度自动化系统的实时数据库的设计与实现 >在电力二次系统安全防护总体框架下，电力市场技术支持系统各个 功能的建设如何满足电力市场运营和管理方面的需要。 > 现有SCADA／EMS如何更好的适应电力市场技术支持系统的建设要 求等。 1．1．3电网调度自动化专业研究发展的方向 (一)加强对区域电力市场技术支持系统相关技术的研究。积极跟踪东北、华 东电网区域电力市场建设的试点工作，加强对电力市场技术支持系统相 关技术的研究，做好相应的技术支持工作，为电力改革服务。 (二)研制和开发新一代适合多种应用的、开放的调度自动化系统支撑平台。 积极采用先进的计算机技术和数据库、网络通讯、图形、WEB、事务处 理、安全加密、多媒体等技术，以及API接口标准、通信协议标准，研 制和开发能够方便支持EMS、TMR、水调自动化、继电保护管理，实时动 态监测，雷电定位监测以及电力市场技术支持等相关系统和功能应用， 符合二次系统安全防护要求的新一代开放的调度自动化系统支撑平台， 降低系统的硬、软件投资和开发、维护的工作量。 (三)加强对DMIS整体设计与应用的研究。对现有DMIS建设、应用的成果 与存在问题进行认真分析、总结，进一步规范调度机构相关专业的工作 流程和各系统的信息流向，充分重视系统的整合，信息的共享与挖掘， 积极促进调度机构的信息化和管理的现代化。 (四)建立较为完善的二次系统安全防护体系。在实现调度机构安全防护第一 阶段工作目标——生产控制区与生产管理区的横向物理隔离的基础上， 逐步实现生产控制区和生产管理区纵向间的安全防护，初步建立起较为 完善的二次系统安全防护体系。 (五)探索电网调度自动化系统运行维护的新机制、新方法。认真分析研究调 度自动化系统内涵与外延的变化对其管理机制与管理方式的影响，把好 系统的设计、选型和建设关。积极采用先进的技术手段和管理方式来减 轻运行值班的工作量，提高工作效率和工作质量。探索与生产厂家签订 有限维护合同的方式，缓解自动化部门任务重、人员不足的矛盾。积极 开展调度自动化系统实现无人值班方式的研究。 (六)建立适应电力体制改革新形势下的调度自动化专业管理体制。应加强对 “厂网分开”、“网网分开”后各主体间利益关系的研究，积极探索建立 一种既能符合电网运行客观规律，又能充分考虑各主体自身利益的新的 管理机制和管理方式。 第8页共64页
应用于电网调度自动化系统的实时数据库的设计与实现 1.2应用在电网调度自动化中的实时数据库现状 1.2.1使用商用库的不足 目前，市场上具有代表性的商用数据库产品包括Oracle公司的Oracle、BM 公司的DB2以及微软的SQLServer等。在一定意义上，这些产品的特征反映了 当前数据库产业界的最高水平和发展趋势。 商用库数据库系统旨在处理永久、稳定的数据，强调维护数据的完整性、一 致性，其性能目标是高的系统吞吐量和低的代价，而根本不考虑有关数据及其 处理定时限制，所以，传统的数据库管理系统(DBMS)不能满足这种实时应用 的需要。而传统的实时系统(RTS)虽然支持任务的定时限制，但它针对的是结 构与关系很简单、稳定不变和可预报的数据，不涉及维护大量共享数据及它们的 完整性和一致性，尤其是时间一致性。因此，只有将两者的概念、技术、方法与 机制"无缝集成”(Seamless Integration)的实时数据库(RTDB)才能同时支持定 时和一致性。 商用数据库管理系统其通用、灵活的特点和诸多优良品质赢得了很高声誉， 在电网调度自动化领域之外获得了广泛应用，国内外一些电网调度自动化厂家也 试图直接采用商用数据库支持电网调度自动化，但结果并不理想。IEEE和CIGRE 早些年成立过有关工作小组，针对此问题在国外一些电网调度自动化厂家和用户 中进行过大范围的调查研究，结果认为不能用商用数据库代替电网调度自动化中 的实时数据库，原因在于商用数据库操纵数据的速度慢，不能满足大多数电网调 度自动化应用功能（通常被称为实时应用和准实时应用）对信息处理和控制响应 速度的要求：同时，客户/服务器(C/S)模式对于分布式电网调度自动化系统而 言还存在服务器延迟和网络通信延迟问题。尽管这是几年前的调查结果，其后商 用数据库产品在不断升级，硬件(CPU和网络)速度也大大提高，但实测表明， 商用数据库每秒的事务处理量仍然达不到要求。服务器（软件）延迟和网络通信 延迟问题可能随着计算机速度和网络速度的提高而得到一定程度的缓解，但问题 依然存在，甚至有时造成的延缓非常明显，而且没有明确的规律可循。因此用商 用数据库支持电网调度自动化系统可能使许多应用功能的速度指标远不能令人 满意，甚至达不到有关的国家/行业标准所规定的指标（实际上其中多数指标也 是多年前制定的，现在看来要求很低)。 第9页共64页
应用于电网调度自动化系统的实时数据库的设计与实现 1．2应用在电网调度自动化中的实时数据库现状 1．2．1使用商用库的不足 目前，市场上具有代表性的商用数据库产品包括Oracle公司的Oracle、IBM 公司的DB2以及微软的SOLServer等。在一定意义上，这些产品的特征反映了 当前数据库产业界的最高水平和发展趋势。 商用库数据库系统旨在处理永久、稳定的数据，强调维护数据的完整性、一 致性， 其性能目标是高的系统吞吐量和低的代价，而根本不考虑有关数据及其 处理定时限制，所以，传统的数据库管理系统(DBMS)不能满足这种实时应用 的需要。而传统的实时系统(RTS)虽然支持任务的定时限制，但它针对的是结 构与关系很简单、稳定不变和可预报的数据，不涉及维护大量共享数据及它们的 完整性和一致性，尤其是时间一致性。因此，只有将两者的概念、技术、方法与 机制”无缝集成”(Seamless Integration)的实时数据库(RTDB)才能同时支持定 时和一致性。 商用数据库管理系统其通用、灵活的特点和诸多优良品质赢得了很高声誉， 在电网调度自动化领域之外获得了广泛应用。国内外一些电网调度自动化厂家也 试图直接采用商用数据库支持电网调度自动化，但结果并不理想。IEEE和CIGRE 早些年成立过有关工作小组，针对此问题在国外一些电网调度自动化厂家和用户 中进行过大范围的调查研究，结果认为不能用商用数据库代替电网调度自动化中 的实时数据库，原因在于商用数据库操纵数据的速度慢，不能满足大多数电网调 度自动化应用功能(通常被称为实时应用和准实时应用)对信息处理和控制响应 速度的要求；同时，客户／月艮务器(C／S)模式对于分布式电网调度自动化系统而 言还存在服务器延迟和网络通信延迟问题。尽管这是几年前的调查结果，其后商 用数据库产品在不断升级，硬件(CPU和网络)速度也大大提高，但实测表明， 商用数据库每秒的事务处理量仍然达不到要求。服务器(软件)延迟和网络通信 延迟问题可能随着计算机速度和网络速度的提高而得到一定程度的缓解，但问题 依然存在，甚至有时造成的延缓非常明显，而且没有明确的规律可循。因此用商 用数据库支持电网调度自动化系统可能使许多应用功能的速度指标远不能令人 满意，甚至达不到有关的国家／行业标准所规定的指标(实际上其中多数指标也 是多年前制定的，现在看来要求很低)。 第9页共64页
应用于电网调度自动化系统的实时数据库的设计与实现 1.2.2商用实时数据库的优缺点 当今国际国内广泛使用的实时数据库有三个产品： a.美国OSI公司的PI(Plant Information System) b.美国HONEYWELL公司的PHD(Process History Database) c.美国AspenTech公司的P21(InfoPlus.21) 1.PI 采用了旋转门压缩专利技术和独到的二次过滤技术，使进入到PI数据库的 数据经过了最有效的压缩，极大地节省了硬盘空间。据计算，每秒1万点数据存 储一年，仅需要4G的空间，即一只普通硬盘也可存贮五到十年的数据。是效率 最高，使用最简单，使用最广泛的实时数据库，因为其杰出的性能，PI已经多 次提高了它的价格，确实不坠OSI的名号，而且PI在其文档中公开了她的各种 算法，比如上面提到的旋转门压缩和二次过滤。 2.PHD HONEYWELL占据了DCS大部分份额，因此PHD使用得也比较广泛，PHD 在内部其实使用了Oracle关系数据库，因此购买PHD就必须先购买Oracle。因 为PHD内部使用Oracle简化了开发量和Oracle的性能限制比较严重，所以 PHD的价格在这三种数据库中最低，算不上正宗的实时数据库。但不要以为 PHD内部使用Oracle就认为Oracle很强，如果直接使用Oracle,只要两三秒的 时间，巨大的数据量就会令它崩溃。HONEYWELL其志不在实时数据库这一块， 而是她的DCS, 3.P21 P21的使用比较复杂。其软件的安装即使是其公司的专业员工也不能保证安装 成功，10台计算机让它的专业员工来安装大约只能成功一两台。其软件的安装 盘只有一张，但这一张盘需要安装四个小时以上，中途不停地看到在安装某个版 本的Java解释器，其后它们又被删除。管理维护软件非常的复杂。运行效率非 常低下，而且占用系统资源非常严重，一台服务器只能给一个P21使用。 这些实时数据库的访问方式： a.使用自己的API,这种方式效率最高。 b.使用ODBC,这种方式其实没有多大作用，因为实时数据库不同于关系数据 库，ODBC没有太大的用武之地，所以在使用ODBC时有非常多的限制，大部 分功能并不支持ODBC方式. 第10页共64页
应用于电网调度自动化系统的实时数据库的设计与实现 1．2．2商用实时数据库的优缺点 当今国际国内广泛使用的实时数据库有三个产品： a．美国OSI公司的PI(Plant Information System) b．美国HONEYWELL公司的PHD(Process History Database) C．美国AspenTech公司的IP21(InfoPlus．21) 1．PI 采用了旋转门压缩专利技术和独到的二次过滤技术，使进入到PI数据库的 数据经过了最有效的压缩，极大地节省了硬盘空间。据计算，每秒1万点数据存 储_年，仅需要4G的空间，即一只普通硬盘也可存贮五到十年的数据。是效率 最高，使用最简单，使用最广泛的实时数据库，因为其杰出的性能，PI已经多 次提高了它的价格，确实不坠OSI的名号，而且PI在其文档中公开了她的各种 算法，比如上面提到的旋转门压缩和二次过滤。 2．PHD HONEYWELL占据了DCS大部分份额，因此PHD使用得也比较广泛，PHD 在内部其实使用了Oracle关系数据库，因此购买PHD就必须先购买Oracle。因 为PHD内部使用Oracle简化了开发量和Oracle的性能限制比较严重，所以 PHD的价格在这三种数据库中最低，算不上正宗的实时数据库。但不要以为 PHD内部使用Oracle就认为Oracle很强，如果直接使用Oracle，只要两三秒的 时间，巨大的数据量就会令它崩溃。HONEYWELL其志不在实时数据库这一块， 而是她的DCS。 3．Ⅱ21 IP21的使用比较复杂。其软件的安装即使是其公司的专业员工也不能保证安装 成功，10台计算机让它的专业员工来安装大约只能成功一两台。其软件的安装 盘只有一张，但这一张盘需要安装四个小时以上，中途不停地看到在安装某个版 本的Java解释器，其后它们又被删除。管理维护软件非常的复杂。运行效率非 常低下，而且占用系统资源非常严重，一台服务器只能给一个IP21使用。 这些实时数据库的访问方式： a．使用自己的API，这种方式效率最高。 b．使用ODBC，这种方式其实没有多大作用，因为实时数据库不同于关系数据 库，ODBC没有太大的用武之地，所以在使用ODBC时有非常多的限制，大部 分功能并不支持ODBC方式。 第10页共64页
