電網監控中PetriNets主動數據庫的應用研究

劉 紅

（國家電網湖北省電力公司公安縣供電公司電力調度控制中心，湖北 荊州434300）

0 引言

電網監控系統的運作過程較為簡單，其中，現場數據采集與傳輸是整個系統運行的基礎，通過訪問數據庫才能實現系統的調度功能。從整體來看，PetriNets主動數據庫技術與電網監控系統的整合運作較為可行，而且能夠明顯提升電網監控系統的運作效率。這一過程可以借由架設電網監控的主動數據庫模型來呈現。但無論從模擬實驗還是典型實例的角度來看，PetriNets主動數據庫在電網監控中的應用效果都較為良好。

1 電網監控概述

現階段，數據庫技術的發展較為快速，電網監控系統中的現場數據采集是實現數據庫調度功能的重要基礎。操作人員憑借電網監控系統的日常運作，能夠獲取由一線工作面所傳來的實時數據，如若發生故障，則可及時進行處理。從實踐過程來看，電網監控系統的原理及基本功能都較為簡單。

1.1 電網監控系統的運作原理

電網監控系統的原理實際上就是憑借調度自動化系統的有序運作來實現對變電站環境的實時監控。電網監控系統的運作依靠的是硬件設備與軟件技術所搭建的系統框架，以及各模塊職能作用的發揮。

1.2 電網監控系統的運作效能

電網監控系統以計算機、通訊設備、測控單元為基本工具，為組織架構中的變配電系統的實時數據采集、開關狀態檢測及遠程控制提供最基礎的管理與操作平臺，進而為電力系統的平穩運行提供有力的保障。電網監控系統可以和檢測、控制設備構成任意復雜的監控系統，與各項先進的智能化技術整合應用。目前，電網監控系統的運作效能極為突顯，在變配電監控中發揮了核心作用，可以有效降低電力系統的運作成本，提高電力單位總體的生產效率。

2 PetriNets主動數據庫在電網監控中的應用

在電力系統運行過程中，無論是進行運行監視和控制，還是在線安全分析和經濟調度，都需要實時數據采集、傳輸過程來支撐。傳統方式是電力系統運行狀態的參數通過遙測得到，存放于實時數據庫中，并集中到各級調度中心。相比之下，調度中心的電網監控過程較為智能化。具體來看，調度中心的電網監控系統是通過用戶或應用程序顯式的請求來訪問實時數據庫，并完成相應的監控功能［1］。近幾年來，隨著計算機網絡信息技術的快速發展，運用面向對象的主動數據庫技術，建立了基于PetriNets主動數據庫的電網監控系統。

2.1 PetriNets主動數據庫技術

PetriNets是對離散并行系統的數學表示，經典的Petri-Nets主動數據庫所構建的網絡是一個較為簡易的過程模型，其中涵蓋了兩種類型的節點，即庫所與變遷，整個數據庫網絡由向弧、令牌等元素構成。

2.2 主動數據庫模型

相對于其他類型的數據庫系統，PetriNets主動數據庫的突出特點在于其主動服務性，而且，通過數據庫模型的構建可以了解到，數據庫中信息數據內容的變化情況是能夠被內部監控系統的核心接收到的。主動數據庫系統的服務模式可以借用一個簡圖來表示（圖1）。

圖1 主動數據庫系統的服務模式

由圖1可知，DBS（傳統的關系型數據庫）、EB（事件庫）以及EM（事件監視器）之間的關系并不是完全對等的，其中DBS作為一個舊有模式下的關系型數據庫，與事件庫之間形成了一種交互關聯，既可以從EB中調用有效信息數據，同樣，EB也可以從DBS中獲取所需數據資料［2］。另外，EM是一個可以隨時監視事件庫狀況的系統監視端口，它將所獲取的信息數據傳送至監控中心，以便相關技術人員來執行操作處理。事件監視器模塊的具體工作原理是：在其正常運作的過程中，監視到某事件已經發生時，便在第一時間觸發監控系統中主動數據庫系統的操作規程，從而令EB模塊按照事先設定的操作模式來運作，直至主動數據庫的信息成功關聯到系統中的各個核心部位。

2.3 在電網監控中應用PetriNets主動數據庫的成效

傳統的電網監控系統運行狀態及應用過程都較為簡單，很容易便能夠實現電網運行監控的目的，但實際上，整個監控系統的運作過程是被動的，并不能直接采集到工作面的信息，而是需要通過人為或調度端程序來輔助完成，這樣一來，就極大地影響了調度響應的時效性，一旦工作面發生故障，要過很久才能將故障報送至操控管理中心，顯然，電網監控的時效性直接影響著整個系統運作的效能［3］。通過模擬實驗可以了解到，在電網監控中應用PetriNets主動數據庫，可以明顯提升事件檢測的效率。

3 提高電網監控運作效能的有效策略

為了進一步探究提高電網監控運作效能的合理方案，可對主動數據庫的運作模式進行分步驟分析，進而了解其運作機理。從電網監控中應用PetriNets主動數據庫的典型實例可以清楚地看到，借助PetriNets主動數據庫，電網監控系統的運作效能能夠有效提升。

3.1 電網監控中應用PetriNets主動數據庫的典型實例

從電網監控系統的運行過程可以了解到，當復雜事件激增時，采用PetriNets主動數據庫技術可以縮短系統處置數據庫信息的時間，同時還能彌補傳統電網監控系統中原有數據庫技術的缺陷。究其原因，主動數據庫技術將實時性要求高的電網監控功能轉變為由數據庫主動來完成，這樣就能夠提升電網監控系統的運作效率。在實踐過程中，復雜事件的發生及其發生時刻與構成此類事件的各因素有著直接關聯，在我國南方某水電站的電網監控系統中可以看到，在整個檢測過程中，基于PetriNets主動數據庫的電網監控系統的性能較以往有了很大的提升，只需通過讀取狀態信息，便可以獲取復雜事件發生整個時段的信息數據，從而更加有利于執行實時電網控制管理工作。

3.2 提升主動數據庫的事件檢測效率

鑒于基本事件的檢測過程及其構成都較為簡單，在執行電網監控任務的過程中，利用相應的觸發器機制就完全可以達到效果。相對來講，我國后期所構建的電網系統的整體框架都較為復雜，所以當面臨復雜問題時，系統所依賴的計算機技術及其算法就需要加以改善，采取更為先進的計算模式來處理問題，借以提升主動數據庫的事件檢測效率。為了能夠更好地解決電網監控中的沖突問題，并將主動數據庫中的事件更快捷地檢測出來，應積極應用PetriNets主動數據庫技術，從而在快速解決問題的同時，將復雜事件的發生時間及其狀態記錄下來，以便為后期執行操作積累足夠的經驗。

4 結語

通過研究電網監控系統的功能需求以及分析PetriNets主動數據庫技術，提出一種基于PetriNets主動數據庫技術的電網監控系統。經研究分析以及實踐驗證，用于電網監控的主動數據庫運行較為順暢，效果突出，提升了電網監控系統的運行效率，具備一定的實踐價值。因此，基于PetriNets主動數據庫技術的電網監控系統值得在相關領域推廣運用。

［1］劉云靜.電網動態監控系統的設計［J］.可編程控制器與工廠自動化，2011（9）：63～64

［2］王海龍，張鵬舉，郭改枝.主動數據庫在聯鎖故障應急處理中的應用［J］.微計算機信息，2010（6）：164～165

［3］方明霞.PI數據庫在浙江電網的應用現狀與展望［J］.浙江電力，2010（4）：53～54