實時/歷史數據新平臺的數據接入方法

周 升，金文德，李 煒，王志強

（1.國網浙江省電力公司電力科學研究院，杭州 310014；2.國網浙江省電力公司，杭州 310007；3.杭州意能軟件有限公司，杭州 310014）

0 引言

國網浙江省電力公司于2012年開始進行國產實時/歷史數據平臺的建設和試點研究，從實施的效果看，已基本滿足國家電網典型設計要求和浙江省電力公司實際應用要求，具備了推廣實施的條件。因此，在2012年試點驗證的基礎上，于2013年在浙江省范圍內推廣覆蓋國產實時/歷史數據平臺，旨在年底完成各級SCADA（調度數據采集與監控系統）、電能量、在線監測、營銷等系統的數據接入，累計測點超千萬。如何高效接入、存儲這一龐大的數據，成為未來實時/歷史數據應用發展的關鍵問題之一。

本文結合多年實時/歷史數據接入經驗，遵循OSGi框架，通過Webservice方式，提供了一套標準的、通用的數據接入方法。

1 現狀分析

1.1 實時/歷史數據平臺應用

隨著國家電網公司堅強智能電網建設向縱深發展，信息化各項業務應用對海量數據的管理和利用提出了越來越高的要求，需要利用實時/歷史數據平臺打通各業務系統之間的壁壘，實現數據共享，提高數據的利用率，因此急需加強電網海量實時/歷史數據管理與應用[1]。國家電網公司于2011年頒布了海量歷史/準實時數據管理平臺典型設計技術規范，規范和指導網省電力公司實時/歷史數據平臺的建設。

浙江省電力公司經過充分選型論證，于2005年確定依托PI實時/歷史數據庫建立浙江電網實時/歷史數據平臺（以下簡稱PI平臺）。歷經7年的建設和發展，建成了一個省、地二級部署的平臺，接入了生產、調度和營銷等150余萬測點的實時/歷史數據，已廣泛應用于發、輸、變、配、用、調度、營銷等業務環節，發揮了積極作用[2-3]。但是由于該實時/歷史數據平臺建設較早，對照國家電網公司后續制定的技術規范與要求，在PI平臺上暴露出了一些問題，制約了實時/歷史數據應用的進一步發展。

2012年，浙江省電力公司開展了國產實時/歷史數據平臺（以下簡稱新平臺）的研究與試點工作，接入典型應用系統數據，驗證了數據接入的安全性、穩定性、可靠性及可維護性；遷移了現有典型應用，驗證了遷移的便捷性；從個性化開發和集中式開發入手，分別在試點的地區供電公司以不同模式開發典型新應用，驗證了新應用開發的方便性。因此，在總結前期研發、試點的基礎上，新平臺已經具備了全面推廣實施的條件。

2013年，浙江省電力公司開展全省新平臺推廣應用工作，旨在年底完成全省現有PI平臺上主要應用和有價值數據的遷移，在全省電力系統范圍內推廣覆蓋實時/歷史數據新平臺。

1.2 平臺數據接入

數據接入是實時/歷史數據平臺應用的重要技術領域之一。自PI平臺建成以來，在全省范圍內已接入主/配電網SCADA、電能量、用電信息采集、輸變電設備在線監測、電壓監測、電能質量等系統數據。各源系統參照101，103，DL/T 860等規約或者利用Webservice，E文件等方式把實時數據接入到PI平臺中[4-5]，如圖1所示。由于源系統眾多，且基本每個源系統都配套相應的數據接入接口，造成了接口開發投入及服務器資源消耗巨大、管理成本過高等問題。

新平臺應實現全省調度、運檢、營銷等業務千萬級海量實時數據的規范接入與共享，本著“充分利舊、平穩過渡”的原則，需要把原有PI平臺中的數據接入接口遷移到新平臺中。

圖1 PI平臺數據接入

但是不能只單純地對原有PI平臺接口進行改造，而應嚴格遵循“統一規劃、統一標準”的原則，對新平臺數據接入方法進行研究，避免以往繁雜的實現方式和高額的軟/硬件費用，從而達到降低公司信息化建設成本、提升數據接入管理效率的目的。

2 新平臺數據接入

2.1 接入方法分析

浙江電網實時/歷史數據新平臺采用全省大集中的部署模式，數據和應用都集中部署在省級服務器上。該模式符合國家電網典型設計要求，便于進行全省的統一數據規劃、統一數據模型和統一數據標準，同時便于基于平臺應用的全省推廣，部署架構如圖2所示。

省級數據接口服務器用于集中部署實時數據接入接口，接入源系統的數據，如用電信息采集、SCADA、電能量、輸變電設備在線監測等。其中SCADA和電能量系統都采用標準E文件格式進行數據接入。

本文針對輸變電、電能質量等其他系統，按照國家電網典型設計以及浙江電力公司制定發布的《實時/歷史數據平臺數據接入存儲規范》中數據接入的要求，通過Webservice方式，提供標準、通用的實時/歷史數據平臺測點配置以及測點實時/歷史數據接入的方法。

該方法采用OSGi服務平臺框架結構實現。相比于一般的無框架或使用其他框架的接口，使用OSGi框架可使接口做到模塊獨立化。通過Karaf環境進行發布后，源系統就能直接訪問Webservice接口，如圖3所示。

圖2 新平臺部署架構

圖3 新平臺數據接入

在OSGi框架中，組件被稱為Bundle，由提供Bundle自身功能的資源（如Java類文件、配置文件等）、MANIFEST.MF文件和其它資源文件構成[6-7]。遵循OSGi框架規范，將數據接入服務作為1個Bundle，其中包含了實時數據寫入、歷史數據補招、測點建立、測點修改等Java類文件。

采用基于OSGi框架的組件化開發具有以下優勢[8]：

（1）便于開發分工。基于OSGi的組件設計方式可將個人或群組以Bundle為單位來區分。屬于該Bundle的可單獨設計本Bundle內的運作，而不需要考慮其他的Bundle。

（2）抽象化設計。將Bundle抽象化，不需要了解整體細節。抽象化后即可清楚得到需要的信息，而非所有的細節。

（3）有利于設計復用。Bundle可重復使用，易于遷移到新環境。

（4）易于維護。每個Bundle能方便地獨立卸載，而不影響其他的Bundle。

2.2 接入方法應用舉例

以浙江省輸變電設備狀態監測系統接入新平臺為例，分析數據接入方法的應用。

浙江省電力公司于2011年在PI平臺中接入了各地區供電公司的輸變電在線監測數據。其中輸電包括氣象、導線溫度、導線覆冰厚度、導線舞動等監測數據；變電包括變壓器油中溶解氣體、變壓器鐵芯接地電流、GIS局部放電、斷路器、避雷器等監測數據。累計測點4萬多個。

為了把這些在線監測數據接入到新平臺中，利用本文提出的接入方法對原有數據接口進行改造。

首先，通過輸變電設備狀態監測系統對外提供數據的接口，獲取在線監測數據和設備信息，保存在中間表中。目的是避免平臺側接口改造對源系統接口的影響，并對獲取的數據進行緩存，保證數據的連續性和完整性。

其次，利用數據接入方法中的“測點新建CreatePointInfo”方法，從設備信息表中獲取建點所需信息，并在新平臺中建立相應測點。如果發現設備信息有異動，則利用“測點修改EditPointInfo”方法對新平臺中的測點進行修改。

最后，利用“實時數據接入SetCurData”方法從數據表中獲取實時數據，并寫入到新平臺相應測點中。如果發現測點數據有缺失，則利用“歷史數據補招InsertHisData”方法，從數據表中補招測點歷史數據。

整個數據接入流程如圖4所示。電能質量、用電信息采集等其他系統的數據接入新平臺也可利用該接入方法實現。

圖4 輸變電數據接入流程

2.3 測試結果

目前，輸變電設備在線監測數據已通過本文提出的接入方法寫入新平臺中。

選取瀝陽5931線184號導線溫度監測單元線溫測點為例，對該接入方法的功能進行驗證。

從輸變電設備狀態監測系統中獲取到的該測點部分數據顯示，從2013年 8月29日8∶05—8∶31，每2 min就有1個數據寫入到平臺中。利用客戶端工具在實時/歷史數據平臺中查詢該測點歷史數據，該測點每隔2 min就有1個新的值，且在相同時間段內的歷史數據與從輸變電設備狀態監測系統獲取的結果完全一致。因此可以證明該方法在功能上已符合數據接入的需求。

3 結語

隨著智能電網建設的快速推進，電力生產管理過程中產生的大量實時/歷史數據需要集中存儲、整合、分析和共享。本文提出了一種基于OSGi架構的通用化數據接入方法，可以在一定程度上解決原有PI平臺中數據接入存在的問題，充分發揮新平臺數據中心的作用，為今后調度、運檢、營銷等業務領域的大規模綜合應用提供數據支撐。

[1]陳樹勇，宋書芳，李蘭欣，等.智能電網綜述[J].電網技術，2009，33（8）∶1-7.

[2]陶敏，郭寧.PI實時/歷史數據庫系統平臺架構優化[J].浙江電力，2011，30（8）∶1-8.

[3]周升，陶敏.實時/歷史數據庫平臺通用訪問方法研究[J].浙江電力，2012（12）∶94-98.

[4]張鷹，湯磊.SCADA與PI間的數據接口及通信規約設計[J].電網技術，2006（30）∶195-197.

[5]張鷹，張浩，費東虎，等.PI系統SCADA數據的接入及應用案例[J].華東電力，2008，36（6）∶61-64.

[6]葛新，董朝陽，梁小江.基于OSGi面向服務的軟件體系架構[J].計算機技術與發展，2012，22（10）∶121-124.

[7]楊延.基于OSGi面向智能電網的構件化應用開發模式[J].華北電力大學學報，2011，38（3）∶58-60.

[8]朱二莉.基于OSGi的企業信息管理系統框架研究[J].計算機時代，2012（9）∶8-10.