遙測數據跨區傳輸方法研究及應用

馬世林 馮凱濱

摘 要：電力業務系統劃分為不同的業務區，不同區之間的數據進行交互時需滿足相關安全性要求。遙測數據跨區傳輸時實時性差、效率低，為解決遙測數據跨區傳輸的問題，本文提出一種基于鏡像數據庫的跨區傳輸方法。通過在安全Ⅲ區建立I區數據庫的鏡像數據庫，作為I區和IV區的數據傳輸媒介，實現I區和IV區的遙測數據模型和實時數據的鏡像同步;Ⅲ區鏡像數據庫通過對I區和IV區的讀寫權限進行控制，實現數據傳輸的方向控制，滿足數據跨區傳輸的橫向隔離的安全性要求，提高了遙測數據跨區傳輸的實時性和效率。

關鍵詞：遙測;跨區傳輸;鏡像庫;橫向隔離

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A

0 引言

變電站業務系統，劃分為生產控制大區和管理信息大區。生產控制大區可以分為控制區（Ⅰ區）和非控制區（Ⅱ區）。控制區中的業務系統或其功能模塊（或子系統）是電力生產的重要環節，直接實現對電力一次系統的實時監控，縱向使用電力調度數據網絡或專用通道，是安全防護的重點與核心。管理信息大區分為Ⅲ區和Ⅳ區，Ⅲ區為生產管理區，Ⅳ區主要為變電信息綜合處理系統和企業ERP系統等。管理信息大區可與其他系統進行交互，供其他系統獲取管理信息大區中的數據，進行大數據處理與分析，在生產控制大區和管理信息大區進行數據交互的過程中，涉及到大量數據的跨區傳輸技術問題。

當跨區傳輸數據時，按照“橫向隔離”的安全要求，需對不同分區的數據進行隔離，進而保障數據安全。現有技術中，區間傳輸數據采用的技術方案是經過隔離裝置。例如，生產控制大區和管理信息大區之間設置有正向隔離裝置，使Ⅰ區主控系統的遙測數據（包括所有地市下屬所有變電站的遙測數據）只能從生產控制大區傳輸至管理信息大區。但是，隨著變電站數量的增多，遙測數據數據量也越來越大，正向隔離裝置無法承載大量遙測數據的傳輸需求，使得遙測數據傳輸慢、實時性差，無法滿足Ⅳ區應用系統的遙測數據精度高、質量好、實時性高的要求。

針對此問題，本文提出一種基于鏡像數據庫的遙測數據跨區傳輸方法。

1 遙測數據跨區傳輸方法

1.1 鏡像數據庫

鏡像數據庫，在兩個數據庫之間建立鏡像映射連接，當主數據庫中的數據發生變化時，通過映射對應關系直接同步到鏡像數據庫，實現兩個數據庫之間的數據同步。

當Ⅳ區應用系統需要獲取Ⅰ區系統的主輔控數據時，系統無法直接和Ⅰ區進行數據交互，需通過Ⅲ區和Ⅰ區進行數據交互，因此在Ⅲ區建立鏡像數據庫，形成Ⅰ/Ⅲ區數據庫鏡像映射，Ⅰ區數據庫為Ⅲ區數據庫的映射主數據庫，Ⅳ區應用系統可訪問Ⅲ區鏡像數據庫，實現Ⅳ區系統和Ⅰ區系統的數據交互，其關系如圖1所示。

1.2 數據跨區傳輸

建立鏡像數據庫映射后，根據映射關系，實現了數據傳輸的方向限制，Ⅰ區系統可對Ⅲ區鏡像數據庫進行寫操作，不對其進行讀操作，Ⅲ區鏡像數據庫只能對Ⅰ區系統數據庫進行讀操作，無法對Ⅰ區數據庫進行寫操作;Ⅳ區應用系統可對Ⅲ區鏡像數據庫的進行讀數據操作，不能進行寫數據操作。

通過對讀寫權限進行限制，實現跨區系統的數據隔離要求，取代傳統隔離裝置功能，實現了跨區傳輸時的數據單向傳輸。

進行遙測數據同步跨區傳輸時，包括遙測模型數據和實時數據，在系統運行過程中，當Ⅰ區系統中的遙測數據庫發生變化時，根據變化更新Ⅲ區系統中的鏡像數據庫，將Ⅰ區系統中的遙測數據庫自動實時映射至Ⅲ區系統中的鏡像數據庫，以將其同步至鏡像數據庫，實現了Ⅰ區系統至Ⅲ區系統的遙測數據傳輸;Ⅳ區應用系統實時訪問與Ⅰ區數據庫同步的Ⅲ區鏡像數據庫，實現對Ⅰ區系統數據訪問的功能需求。

需說明的是，鏡像數據庫在更新遙測數據模型和實時遙測數據時是有順序的，當Ⅰ區系統的遙測數據庫中的遙測數據模型和實時遙測數據均發生變化時，先更新Ⅲ區系統中的鏡像數據庫中的遙測數據模型，再更新Ⅲ區系統中的鏡像數據庫中的實時遙測數據。

遙測數據跨區傳輸流程如圖2所示。

2 方法應用

2.1 應用情況

2019年6月，國網設備部推出變電信息綜合處理系統，該系統部署在Ⅳ區運行，綜合處理變電站的主輔控數據、巡檢數據和視頻監控數據，其中主輔控數據從Ⅰ區獲取，數據需進行跨區傳輸，且數據量較大。變電信息綜合處理系統對遙測數據的實時性和數據質量要求比較高，通過隔離裝置傳輸的方法無法滿足性能要求，故采用鏡像數據庫方法進行遙測數據的跨區傳輸。

2.2 應用效果

2019年11月，許繼集團有限公司開發的變電信息綜合處理系統iES8500成功通過中國電科院檢測，系統滿足如下數據性能要求：

a）支持峰值每秒2 000條以上主輔設備監測數據的接收與存儲;

b）數據平均響應時間：業務正常時<1 s，業務高峰時<3 s。

3 結語

本文提出一種遙測數據跨區傳輸方法，通過在Ⅲ區建立的Ⅰ區數據庫的鏡像數據庫，可實時將Ⅰ區遙測數據的數據模型和實時數值，同步傳輸到Ⅳ區的應用系統，在滿足遙測數據跨區傳輸的安全性要求的同時，提高了遙測數據跨區傳輸的效率和實時性，提升了Ⅳ區數據應用系統的應用效果。

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