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    電力企業中分布式數據庫技術的應用及分析

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    電力企業中分布式數據庫技術的應用及分析

    發布日期:2016-09-12 00:00 點擊:

       電力企業中分布式數據庫技術的應用及分析劉瓊,呂蘇,李琳(武漢大學電氣工程學院,湖北武漢430072)的電力局為例,對分布式數據庫技術在電力企業各個系統中的應用作出詳細分析,并在此基礎上提出構建電力系統分布式數據庫。

      1引百電力企業各業務部門建立起相對獨立的系統,并實現相互間的網絡通信。蓄電池檢測以獲得信息共享,是當前電力系統自動化與信息化進程加速的重要象征。這也是作為電力部門計劃。生產。規劃等決策的依據。采用分布對象通信機制是一種較為先進的信息管理技術,它是建立在分層構件“磚與瓦”概念之上的131.集中式數據庫技術與計算機網絡技術相結合的產物。從上世紀70年代中期以來,這項技術迅速發展,從上世紀90年代開始到目前分布式數據庫開始進入實用階段。分布式數據庫的領域不僅在研宄和原型開發的水平方面,而且在工業產品及現實生活應用的水平方面正在迅速地發展。

      2分布式數據庫(DDB)技術2.1概念所謂分布式數據庫系統就是將數據庫劃分成若干邏輯關聯的子集,將其分散存于不同地點的計算機上并提供了充分操作這些子集的數據存取能力的數據庫系統。

      數據分布的設計目標為處理的本地性、分布數據的可用性和可靠性、工作負荷分布、存儲的費用和可用性。幾個具體的指標是:分布透明性,分布的單位,數據重復,遠程數據庫訪問,遠程的進程至進程通訊,分布事務的恢復。

      分布式數據庫的設計是由四個階段組成的:全局模式的設計,分段的設計,位置分配的設計和每個站點物理結構的設計。全局模式和物理結構的設計可采用與集中式數據庫中設計概念模式和物理模式相同的方法。所以,分布式數據庫設計的獨特之處在于分段設計和分配設計。

      2.2基于分布式數據庫系統的特點可靠性通過結點間冗余復制,整個系統在單結點遭破壞時仍能保證數據完整性,結點的重新構建也得以可靠實現。通過應用邏輯的復制,使得單結點在遭破壞后,其任務可平滑地由其他結點接管,直至該結點恢復。同時,由于各子結點是自治系統,在子結點與中心結點失去聯系的情況下,該子結點仍可實現絕大部分的功能。

      分布式數據庫的數據分布目標是節點自治與協作最優化,并且通過適當的數據冗余復制,可以使大多數的應用無需自遠端結點獲取數據,提高處理效率,減少網絡開銷。

      現代應用系統在其運行過程中不可避免地會面臨系統擴展與調整的問題。此時分布式數據庫系統由于提供了一致的擴展接口與動態可伸縮的系統架構,系統可以平滑地進行升級與重構。同時分布式數據庫系統還提供負載均衡功能,實現全系統資源的合理充分利用。

      分布式數據庫系統提供了數據的場地無關性。對應用而言,DDB屏蔽了數據的分布,且存取所有數據的方式都是一樣的。而對異構數據庫的操作支持,是通過向應用提供統一的數據模型及其API來實現的。

      通過基于網格(GRID)的分布式計算技術,整個系統得以將一個大型的計算應用(如電網的最優分析)分布到各子結點進行處理,充分利用子結點的處理能力,顯著縮短計算時間。

      對數據倉庫與數據挖掘的支持與集成分布式系統架構本身為構建大型的數據倉庫提供了基礎,且對進一步進行數據挖掘即聯機分析處理(OnlineApplicationProcess簡稱0LAP)與決策支持(DecisionSupportSystem,簡稱DSS)提供了簡潔透明的開發界面。這幾方面可以方便地集成為一個整體系統。

      在分布式數據庫基礎上,可以無縫平滑地集成諸如專家系統,地理信息系統,虛擬企業網等應用。

      3分布式數據庫在電力系統中的應用現狀3.1電力系統自動化技術的特殊性電力系統的數據庫應用技術有其特殊的行業特點:電力系統監視控制和數據采集系統的實時要求以及傳統的管理信息系統的數據可用性問題,都要求其底層數據庫技術的改進。此時,分布式數據庫可完成將數據轉換為信息、并及時提供給電力系統管理階層用戶以實現決策支持的任務。

      3.2電網調度自動化系統電網調度自動化系統興起于20世紀60年代,是以計算機為基礎的新型電網控制技術,己成為保證電力系統安全、穩定、經濟運行的支柱和實現其管理現代化的基礎,在維持電網正常運行、加強用電管理、提供事故處理和決策依據等方面,經過近40年的發展,電網調度自動化系統由最初的集中式SCADA演變為分布式SCADA/EMS/DMS現以荊州電力局電網更新改造的電網調度自動化主站系統為例論述其數據庫構建。

      企業網中各應用子網的自適應互連通信。這樣,同一網絡的不同節點或異構網不同應用,可通過相互視為外部邏輯應用環境建立起相對的客戶/服務器通信體系,即基于不同應用,透明地自定義應用對象通信進程,從而實現開放的任務及網絡互連。

      根摁(電網調度自動化系統技術功能規范書》中的設計要求,在數據庫方面采用大型商用關系數據庫管理系統MSSQLSever存儲、蓄電池檢測管理系統的信息和數據,并為各種非實時信息系統提供數據庫訪問接口。為滿足系統對開放性與實時數據庫的擴充要求,采取了以下措施:引入層次與面向對象概念,按各自特性描述定義數據并按其類型存放;將同一張表中的數據分類并為其建立ID排列標識、主鍵和索引。

      實時數據庫與商用數據庫相結合。

      在商用數據庫中建立實時數據庫的備份,兩者保持同步;利用開放式數據庫鏈接(ODBC)與開發出的通用“軟總線”等接口技術,分別為各應用程序提供歷史與實時數據服務。

      該系統的數據庫服務程序采用大型商用,其功能包括:創建、修改數據庫,快速存取和管理數據;定義系統參數、廠站及RTU數據特性;在線監視、修改、定義數據類型及其結構,擴大數據庫規模;快速拷貝、備份、故障恢復和自動登錄與重啟數據庫;提供通用的數據庫訪問和應用程序接口;支持數據的并發訪問,保護數據庫的安全性、一致性和完整性等。

      從上面的分析不難得出,這樣的一個典型的系統結構采用的是分布式結構,集中式數據庫。

      3.3電力企業管理信息系統電力企業的信息管理系統是一種新數據庫管理系統,各業務部門分系統獨立數據庫為相對客戶的電力企業網來集成構架模式,各分數據庫管理系統除管理本部門數據之外,還要將全局共享數據自動上傳到核心數據庫,即數據的合并與匯總。

      以武漢供電局為例。武漢供電局管轄武漢地區700多平方公里的輸、變、配、用等電力設施,下轄漢口、漢陽、武昌、青山分局,其AM/FM;IS的目的是實現四地的分區數據加工和安全實時數據共享。是一種基于地理信息上的設備和生產技術管理的計算機圖文交互系統,也是一種將圖形技術與數據庫管理技術相結合的計算機應用軟件系統。由于其管轄范圍的廣域性及管轄單位的分布性,決定了武漢供電局AM/FMAGIS系統必須采用多級分布的結構:即一級服務器設在市局,二級服務器分別設在各分局;二級服務器可脫離一級服務器為各分局獨立工作;各服務器工作于各自的域中并通過TCP/IP協議實現局與局之間的跨域通信;各分局擁有各自的圖形服務器和數據庫服務器,無需通過供電局的城域網向遠程服務器請求響應,各局的客戶端只向其各自的服務器進行錄入、修改的工作請求。這樣既可大大降低城域網的負荷流量,也可減輕各服務器對海量數據處理的負擔。

      在該系統的實際建設中,數據分布式處理設計思想為總局和四個分局分別安裝SQLServer數據庫服務器,整體構成一個分布式數據庫應用系統;機關可以查詢所有分局數據但不能進行數據維護。該系統功能分為兩大模塊:各個分局能且只能維護本分局數據。針對每一張數據表,在各個分局創建帶條件的視圖,生成只屬于本局的記錄集;將本局用戶數據表的維護轉換為對視圖的維護。

      各個分局可在本地數據庫中查詢其它局可維護的數據(但不能進行維護)利用SQLServer的復制機制,在分局與市局之間建立雙向復制機制,并且這種復制機制是連續的(分局和分局之間不建立復制關系)在五個SQLServer服務器上都創建名稱為WHPB的數據庫。每一數據庫中的數據分別為非共享和共享兩部分。共享數據在WHPB數據庫中由四個區局來共同維護且保持一致。稱容納這些數據的表為出版表。具體實現方案是:四個分局具有互不相同且唯一的單位編碼。

      WWPB數據庫中所有的出版表都具有主鍵所有服務器上出版表的結構相同,登記在字段數據字典中的信息也相同,在表數據字典中的信息除了“出版條件”

      字段以外也相同,“出版條件”字段記載本單位的編碼。

      在五個分布點的應用數據中將所有的出版表創建好,確保所有分布點的“出版條件”字段設置正確,然后在所有分布點的應用數據庫中創建出版視圖。

      每次修改了表結構都需要重建一次出版視圖。

      創建普通用戶后,需要在修改了該普通用戶可以訪問的表的結構后或重新給該用戶配置菜單后重新分配用戶權限。

      武漢供電局分布式AM/FMA)IS系統經過近一年的試運行達到了預期的技術指標??疾炱渌娏ζ髽I的自動化建設進程,該系統是國內電力系統第一個基于計算機城域網、采用多級服務器分布式數據庫技術的管理信息系統。

      3.4發展建議在電力系統中構建基于分布式數據庫系統,需作以下幾方面的考慮:(下轉第153頁)/填寫明細表狙在數據庫中插入、修改和刪除數據狙上面為插入數據,要修改或刪除數據則只要將sqlstrirg中的內容修改為相應的SQL語句即可。

      

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