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电力企业中分布式数据库技术的应用及分析

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电力企业中分布式数据库技术的应用及分析

发布日期:2016-09-12 00:00 点击:

   电力企业中分布式数据库技术的应用及分析刘琼,吕苏,李琳(武汉大学电气工程学院,湖北武汉430072)的电力局为例,对分布式数据库技术在电力企业各个系统中的应用作出详细分析,并在此基础上提出构建电力系统分布式数据库。

  1引百电力企业各业务部门建立起相对独立的系统,并实现相互间的网络通信。蓄电池检测以获得信息共享,是当前电力系统自动化与信息化进程加速的重要象征。这也是作为电力部门计划。生产。规划等决策的依据。采用分布对象通信机制是一种较为先进的信息管理技术,它是建立在分层构件“砖与瓦”概念之上的131.集中式数据库技术与计算机网络技术相结合的产物。从上世纪70年代中期以来,这项技术迅速发展,从上世纪90年代开始到目前分布式数据库开始进入实用阶段。分布式数据库的领域不仅在研宄和原型开发的水平方面,而且在工业产品及现实生活应用的水平方面正在迅速地发展。

  2分布式数据库(DDB)技术2.1概念所谓分布式数据库系统就是将数据库划分成若干逻辑关联的子集,将其分散存于不同地点的计算机上并提供了充分操作这些子集的数据存取能力的数据库系统。

  数据分布的设计目标为处理的本地性、分布数据的可用性和可靠性、工作负荷分布、存储的费用和可用性。几个具体的指标是:分布透明性,分布的单位,数据重复,远程数据库访问,远程的进程至进程通讯,分布事务的恢复。

  分布式数据库的设计是由四个阶段组成的:全局模式的设计,分段的设计,位置分配的设计和每个站点物理结构的设计。全局模式和物理结构的设计可采用与集中式数据库中设计概念模式和物理模式相同的方法。所以,分布式数据库设计的独特之处在于分段设计和分配设计。

  2.2基于分布式数据库系统的特点可靠性通过结点间冗余复制,整个系统在单结点遭破坏时仍能保证数据完整性,结点的重新构建也得以可靠实现。通过应用逻辑的复制,使得单结点在遭破坏后,其任务可平滑地由其他结点接管,直至该结点恢复。同时,由于各子结点是自治系统,在子结点与中心结点失去联系的情况下,该子结点仍可实现绝大部分的功能。

  分布式数据库的数据分布目标是节点自治与协作最优化,并且通过适当的数据冗余复制,可以使大多数的应用无需自远端结点获取数据,提高处理效率,减少网络开销。

  现代应用系统在其运行过程中不可避免地会面临系统扩展与调整的问题。此时分布式数据库系统由于提供了一致的扩展接口与动态可伸缩的系统架构,系统可以平滑地进行升级与重构。同时分布式数据库系统还提供负载均衡功能,实现全系统资源的合理充分利用。

  分布式数据库系统提供了数据的场地无关性。对应用而言,DDB屏蔽了数据的分布,且存取所有数据的方式都是一样的。而对异构数据库的操作支持,是通过向应用提供统一的数据模型及其API来实现的。

  通过基于网格(GRID)的分布式计算技术,整个系统得以将一个大型的计算应用(如电网的最优分析)分布到各子结点进行处理,充分利用子结点的处理能力,显著缩短计算时间。

  对数据仓库与数据挖掘的支持与集成分布式系统架构本身为构建大型的数据仓库提供了基础,且对进一步进行数据挖掘即联机分析处理(OnlineApplicationProcess简称0LAP)与决策支持(DecisionSupportSystem,简称DSS)提供了简洁透明的开发界面。这几方面可以方便地集成为一个整体系统。

  在分布式数据库基础上,可以无缝平滑地集成诸如专家系统,地理信息系统,虚拟企业网等应用。

  3分布式数据库在电力系统中的应用现状3.1电力系统自动化技术的特殊性电力系统的数据库应用技术有其特殊的行业特点:电力系统监视控制和数据采集系统的实时要求以及传统的管理信息系统的数据可用性问题,都要求其底层数据库技术的改进。此时,分布式数据库可完成将数据转换为信息、并及时提供给电力系统管理阶层用户以实现决策支持的任务。

  3.2电网调度自动化系统电网调度自动化系统兴起于20世纪60年代,是以计算机为基础的新型电网控制技术,己成为保证电力系统安全、稳定、经济运行的支柱和实现其管理现代化的基础,在维持电网正常运行、加强用电管理、提供事故处理和决策依据等方面,经过近40年的发展,电网调度自动化系统由最初的集中式SCADA演变为分布式SCADA/EMS/DMS现以荆州电力局电网更新改造的电网调度自动化主站系统为例论述其数据库构建。

  企业网中各应用子网的自适应互连通信。这样,同一网络的不同节点或异构网不同应用,可通过相互视为外部逻辑应用环境建立起相对的客户/服务器通信体系,即基于不同应用,透明地自定义应用对象通信进程,从而实现开放的任务及网络互连。

  根摁(电网调度自动化系统技术功能规范书》中的设计要求,在数据库方面采用大型商用关系数据库管理系统MSSQLSever存储、蓄电池检测管理系统的信息和数据,并为各种非实时信息系统提供数据库访问接口。为满足系统对开放性与实时数据库的扩充要求,采取了以下措施:引入层次与面向对象概念,按各自特性描述定义数据并按其类型存放;将同一张表中的数据分类并为其建立ID排列标识、主键和索引。

  实时数据库与商用数据库相结合。

  在商用数据库中建立实时数据库的备份,两者保持同步;利用开放式数据库链接(ODBC)与开发出的通用“软总线”等接口技术,分别为各应用程序提供历史与实时数据服务。

  该系统的数据库服务程序采用大型商用,其功能包括:创建、修改数据库,快速存取和管理数据;定义系统参数、厂站及RTU数据特性;在线监视、修改、定义数据类型及其结构,扩大数据库规模;快速拷贝、备份、故障恢复和自动登录与重启数据库;提供通用的数据库访问和应用程序接口;支持数据的并发访问,保护数据库的安全性、一致性和完整性等。

  从上面的分析不难得出,这样的一个典型的系统结构采用的是分布式结构,集中式数据库。

  3.3电力企业管理信息系统电力企业的信息管理系统是一种新数据库管理系统,各业务部门分系统独立数据库为相对客户的电力企业网来集成构架模式,各分数据库管理系统除管理本部门数据之外,还要将全局共享数据自动上传到核心数据库,即数据的合并与汇总。

  以武汉供电局为例。武汉供电局管辖武汉地区700多平方公里的输、变、配、用等电力设施,下辖汉口、汉阳、武昌、青山分局,其AM/FM;IS的目的是实现四地的分区数据加工和安全实时数据共享。是一种基于地理信息上的设备和生产技术管理的计算机图文交互系统,也是一种将图形技术与数据库管理技术相结合的计算机应用软件系统。由于其管辖范围的广域性及管辖单位的分布性,决定了武汉供电局AM/FMAGIS系统必须采用多级分布的结构:即一级服务器设在市局,二级服务器分别设在各分局;二级服务器可脱离一级服务器为各分局独立工作;各服务器工作于各自的域中并通过TCP/IP协议实现局与局之间的跨域通信;各分局拥有各自的图形服务器和数据库服务器,无需通过供电局的城域网向远程服务器请求响应,各局的客户端只向其各自的服务器进行录入、修改的工作请求。这样既可大大降低城域网的负荷流量,也可减轻各服务器对海量数据处理的负担。

  在该系统的实际建设中,数据分布式处理设计思想为总局和四个分局分别安装SQLServer数据库服务器,整体构成一个分布式数据库应用系统;机关可以查询所有分局数据但不能进行数据维护。该系统功能分为两大模块:各个分局能且只能维护本分局数据。针对每一张数据表,在各个分局创建带条件的视图,生成只属于本局的记录集;将本局用户数据表的维护转换为对视图的维护。

  各个分局可在本地数据库中查询其它局可维护的数据(但不能进行维护)利用SQLServer的复制机制,在分局与市局之间建立双向复制机制,并且这种复制机制是连续的(分局和分局之间不建立复制关系)在五个SQLServer服务器上都创建名称为WHPB的数据库。每一数据库中的数据分别为非共享和共享两部分。共享数据在WHPB数据库中由四个区局来共同维护且保持一致。称容纳这些数据的表为出版表。具体实现方案是:四个分局具有互不相同且唯一的单位编码。

  WWPB数据库中所有的出版表都具有主键所有服务器上出版表的结构相同,登记在字段数据字典中的信息也相同,在表数据字典中的信息除了“出版条件”

  字段以外也相同,“出版条件”字段记载本单位的编码。

  在五个分布点的应用数据中将所有的出版表创建好,确保所有分布点的“出版条件”字段设置正确,然后在所有分布点的应用数据库中创建出版视图。

  每次修改了表结构都需要重建一次出版视图。

  创建普通用户后,需要在修改了该普通用户可以访问的表的结构后或重新给该用户配置菜单后重新分配用户权限。

  武汉供电局分布式AM/FMA)IS系统经过近一年的试运行达到了预期的技术指标。考察其它电力企业的自动化建设进程,该系统是国内电力系统第一个基于计算机城域网、采用多级服务器分布式数据库技术的管理信息系统。

  3.4发展建议在电力系统中构建基于分布式数据库系统,需作以下几方面的考虑:(下转第153页)/填写明细表狙在数据库中插入、修改和删除数据狙上面为插入数据,要修改或删除数据则只要将sqlstrirg中的内容修改为相应的SQL语句即可。

  

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