核心提示：　　電力企業(yè)中分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)的應(yīng)用及分析劉瓊，呂蘇，李琳（武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院，湖北武漢430072）的電力局為例，對分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)在電力企業(yè)各個(gè)系統(tǒng)中的應(yīng)用作出詳細(xì)分析，并在此基礎(chǔ)上提出構(gòu)建電力

　　電力企業(yè)中分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)的應(yīng)用及分析劉瓊，呂蘇，李琳（武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院，湖北武漢430072）的電力局為例，對分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)在電力企業(yè)各個(gè)系統(tǒng)中的應(yīng)用作出詳細(xì)分析，并在此基礎(chǔ)上提出構(gòu)建電力系統(tǒng)分布式數(shù)據(jù)庫。

　　1引百電力企業(yè)各業(yè)務(wù)部門建立起相對獨(dú)立的系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)相互間的網(wǎng)絡(luò)通信。以獲得信息共享，是當(dāng)前電力系統(tǒng)自動(dòng)化與信息化進(jìn)程加速的重要象征。這也是作為電力部門計(jì)劃。生產(chǎn)。規(guī)劃等決策的依據(jù)。采用分布對象通信機(jī)制是一種較為先進(jìn)的信息管理技術(shù)，它是建立在分層構(gòu)件“磚與瓦”概念之上的131.集中式數(shù)據(jù)庫技術(shù)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。從上世紀(jì)70年代中期以來，這項(xiàng)技術(shù)迅速發(fā)展，從上世紀(jì)90年代開始到目前分布式數(shù)據(jù)庫開始進(jìn)入實(shí)用階段。分布式數(shù)據(jù)庫的領(lǐng)域不僅在研宄和原型開發(fā)的水平方面，而且在工業(yè)產(chǎn)品及現(xiàn)實(shí)生活應(yīng)用的水平方面正在迅速地發(fā)展。

　　2分布式數(shù)據(jù)庫（DDB）技術(shù)2.1概念所謂分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)就是將數(shù)據(jù)庫劃分成若干邏輯關(guān)聯(lián)的子集，將其分散存于不同地點(diǎn)的計(jì)算機(jī)上并提供了充分操作這些子集的數(shù)據(jù)存取能力的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。

　　數(shù)據(jù)分布的設(shè)計(jì)目標(biāo)為處理的本地性、分布數(shù)據(jù)的可用性和可靠性、工作負(fù)荷分布、存儲(chǔ)的費(fèi)用和可用性。幾個(gè)具體的指標(biāo)是：分布透明性，分布的單位，數(shù)據(jù)重復(fù)，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫訪問，遠(yuǎn)程的進(jìn)程至進(jìn)程通訊，分布事務(wù)的恢復(fù)。

　　分布式數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)是由四個(gè)階段組成的：全局模式的設(shè)計(jì)，分段的設(shè)計(jì)，位置分配的設(shè)計(jì)和每個(gè)站點(diǎn)物理結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。全局模式和物理結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)可采用與集中式數(shù)據(jù)庫中設(shè)計(jì)概念模式和物理模式相同的方法。所以，分布式數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的獨(dú)特之處在于分段設(shè)計(jì)和分配設(shè)計(jì)。

　　2.2基于分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點(diǎn)可靠性通過結(jié)點(diǎn)間冗余復(fù)制，整個(gè)系統(tǒng)在單結(jié)點(diǎn)遭破壞時(shí)仍能保證數(shù)據(jù)完整性，結(jié)點(diǎn)的重新構(gòu)建也得以可靠實(shí)現(xiàn)。通過應(yīng)用邏輯的復(fù)制，使得單結(jié)點(diǎn)在遭破壞后，其任務(wù)可平滑地由其他結(jié)點(diǎn)接管，直至該結(jié)點(diǎn)恢復(fù)。同時(shí)，由于各子結(jié)點(diǎn)是自治系統(tǒng)，在子結(jié)點(diǎn)與中心結(jié)點(diǎn)失去聯(lián)系的情況下，該子結(jié)點(diǎn)仍可實(shí)現(xiàn)絕大部分的功能。

　　分布式數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)分布目標(biāo)是節(jié)點(diǎn)自治與協(xié)作最優(yōu)化，并且通過適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)冗余復(fù)制，可以使大多數(shù)的應(yīng)用無需自遠(yuǎn)端結(jié)點(diǎn)獲取數(shù)據(jù)，提高處理效率，減少網(wǎng)絡(luò)開銷。

　　現(xiàn)代應(yīng)用系統(tǒng)在其運(yùn)行過程中不可避免地會(huì)面臨系統(tǒng)擴(kuò)展與調(diào)整的問題。此時(shí)分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)由于提供了一致的擴(kuò)展接口與動(dòng)態(tài)可伸縮的系統(tǒng)架構(gòu)，系統(tǒng)可以平滑地進(jìn)行升級與重構(gòu)。同時(shí)分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)還提供負(fù)載均衡功能，實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)資源的合理充分利用。

　　分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提供了數(shù)據(jù)的場地?zé)o關(guān)性。對應(yīng)用而言，DDB屏蔽了數(shù)據(jù)的分布，且存取所有數(shù)據(jù)的方式都是一樣的。而對異構(gòu)數(shù)據(jù)庫的操作支持，是通過向應(yīng)用提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型及其API來實(shí)現(xiàn)的。

　　通過基于網(wǎng)格（GRID）的分布式計(jì)算技術(shù)，整個(gè)系統(tǒng)得以將一個(gè)大型的計(jì)算應(yīng)用（如電網(wǎng)的最優(yōu)分析）分布到各子結(jié)點(diǎn)進(jìn)行處理，充分利用子結(jié)點(diǎn)的處理能力，顯著縮短計(jì)算時(shí)間。

　　對數(shù)據(jù)倉庫與數(shù)據(jù)挖掘的支持與集成分布式系統(tǒng)架構(gòu)本身為構(gòu)建大型的數(shù)據(jù)倉庫提供了基礎(chǔ)，且對進(jìn)一步進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘即聯(lián)機(jī)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(fā)界面。這幾方面可以方便地集成為一個(gè)整體系統(tǒng)。

　　在分布式數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上，可以無縫平滑地集成諸如專家系統(tǒng)，地理信息系統(tǒng)，虛擬企業(yè)網(wǎng)等應(yīng)用。

　　3分布式數(shù)據(jù)庫在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀3.1電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的特殊性電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)有其特殊的行業(yè)特點(diǎn)：電力系統(tǒng)監(jiān)視控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（SupervisoryControlAndData AcquisitionSystem簡稱SCADA）的實(shí)時(shí)要求以及傳統(tǒng)的管理信息系統(tǒng)（ManageInformatioriSystem，簡稱MIS）的數(shù)據(jù)可用性問題，都要求其底層數(shù)據(jù)庫技術(shù)的改進(jìn)。此時(shí)，分布式數(shù)據(jù)庫可完成將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為信息、并及時(shí)提供給電力系統(tǒng)管理階層用戶以實(shí)現(xiàn)決策支持的任務(wù)。

　　3.2電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)興起于20世紀(jì)60年代，是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的新型電網(wǎng)控制技術(shù)，己成為保證電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的支柱和實(shí)現(xiàn)其管理現(xiàn)代化的基礎(chǔ)，在維持電網(wǎng)正常運(yùn)行、加強(qiáng)用電管理、提供事故處理和決策依據(jù)等方面，經(jīng)過近40年的發(fā)展，電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)由最初的集中式SCADA演變?yōu)榉植际絊CADA/EMS/DMS現(xiàn)以荊州電力局電網(wǎng)更新改造的電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)為例論述其數(shù)據(jù)庫構(gòu)建。

　　企業(yè)網(wǎng)中各應(yīng)用子網(wǎng)的自適應(yīng)互連通信。這樣，同一網(wǎng)絡(luò)的不同節(jié)點(diǎn)或異構(gòu)網(wǎng)不同應(yīng)用，可通過相互視為外部邏輯應(yīng)用環(huán)境建立起相對的客戶/服務(wù)器通信體系，即基于不同應(yīng)用，透明地自定義應(yīng)用對象通信進(jìn)程，從而實(shí)現(xiàn)開放的任務(wù)及網(wǎng)絡(luò)互連。

　　根摁（電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)功能規(guī)范書》中的設(shè)計(jì)要求，在數(shù)據(jù)庫方面采用大型商用關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)MSSQLSever存儲(chǔ)、管理系統(tǒng)的信息和數(shù)據(jù)，并為各種非實(shí)時(shí)信息系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)庫訪問接口。為滿足系統(tǒng)對開放性與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的擴(kuò)充要求，采取了以下措施：引入層次與面向?qū)ο蟾拍睿锤髯蕴匦悦枋龆x數(shù)據(jù)并按其類型存放；將同一張表中的數(shù)據(jù)分類并為其建立ID排列標(biāo)識(shí)、主鍵和索引。

　　實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫與商用數(shù)據(jù)庫相結(jié)合。

　　在商用數(shù)據(jù)庫中建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的備份，兩者保持同步；利用開放式數(shù)據(jù)庫鏈接（ODBC）與開發(fā)出的通用“軟總線”等接口技術(shù)，分別為各應(yīng)用程序提供歷史與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)。

　　該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫服務(wù)程序采用大型商用MSSQLServer，其功能包括：創(chuàng)建、修改數(shù)據(jù)庫，快速存取和管理數(shù)據(jù)；定義系統(tǒng)參數(shù)、廠站及RTU數(shù)據(jù)特性；在線監(jiān)視、修改、定義數(shù)據(jù)類型及其結(jié)構(gòu)，擴(kuò)大數(shù)據(jù)庫規(guī)模；快速拷貝、備份、故障恢復(fù)和自動(dòng)登錄與重啟數(shù)據(jù)庫；提供通用的數(shù)據(jù)庫訪問和應(yīng)用程序接口；支持?jǐn)?shù)據(jù)的并發(fā)訪問，保護(hù)數(shù)據(jù)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(gè)典型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用的是分布式結(jié)構(gòu)，集中式數(shù)據(jù)庫。

　　3.3電力企業(yè)管理信息系統(tǒng)電力企業(yè)的信息管理系統(tǒng)是一種新數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，各業(yè)務(wù)部門分系統(tǒng)獨(dú)立數(shù)據(jù)庫為相對客戶的電力企業(yè)網(wǎng)來集成構(gòu)架模式，各分?jǐn)?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)除管理本部門數(shù)據(jù)之外，還要將全局共享數(shù)據(jù)自動(dòng)上傳到核心數(shù)據(jù)庫，即數(shù)據(jù)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(qū)700多平方公里的輸、變、配、用等電力設(shè)施，下轄漢口、漢陽、武昌、青山分局，其AM/FM；IS的目的是實(shí)現(xiàn)四地的分區(qū)數(shù)據(jù)加工和安全實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)共享。AM/FM（AutomatedMapping/FacilitiesManage）是一種基于地理信息上的設(shè)備和生產(chǎn)技術(shù)管理的計(jì)算機(jī)圖文交互系統(tǒng)，也是一種將圖形技術(shù)與數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)相結(jié)合的計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件系統(tǒng)。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(tǒng)必須采用多級分布的結(jié)構(gòu)：即一級服務(wù)器設(shè)在市局，二級服務(wù)器分別設(shè)在各分局；二級服務(wù)器可脫離一級服務(wù)器為各分局獨(dú)立工作；各服務(wù)器工作于各自的域中并通過TCP/IP協(xié)議實(shí)現(xiàn)局與局之間的跨域通信；各分局擁有各自的圖形服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，無需通過供電局的城域網(wǎng)向遠(yuǎn)程服務(wù)器請求響應(yīng)，各局的客戶端只向其各自的服務(wù)器進(jìn)行錄入、修改的工作請求。這樣既可大大降低城域網(wǎng)的負(fù)荷流量，也可減輕各服務(wù)器對海量數(shù)據(jù)處理的負(fù)擔(dān)。

　　在該系統(tǒng)的實(shí)際建設(shè)中，數(shù)據(jù)分布式處理設(shè)計(jì)思想為總局和四個(gè)分局分別安裝SQLServer數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，整體構(gòu)成一個(gè)分布式數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)；機(jī)關(guān)可以查詢所有分局?jǐn)?shù)據(jù)但不能進(jìn)行數(shù)據(jù)維護(hù)。該系統(tǒng)功能分為兩大模塊：各個(gè)分局能且只能維護(hù)本分局?jǐn)?shù)據(jù)。針對每一張數(shù)據(jù)表，在各個(gè)分局創(chuàng)建帶條件的視圖，生成只屬于本局的記錄集；將本局用戶數(shù)據(jù)表的維護(hù)轉(zhuǎn)換為對視圖的維護(hù)。

　　各個(gè)分局可在本地?cái)?shù)據(jù)庫中查詢其它局可維護(hù)的數(shù)據(jù)（但不能進(jìn)行維護(hù)）利用SQLServer的復(fù)制機(jī)制，在分局與市局之間建立雙向復(fù)制機(jī)制，并且這種復(fù)制機(jī)制是連續(xù)的（分局和分局之間不建立復(fù)制關(guān)系）在五個(gè)SQLServer服務(wù)器上都創(chuàng)建名稱為WHPB的數(shù)據(jù)庫。每一數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)分別為非共享和共享兩部分。共享數(shù)據(jù)在WHPB數(shù)據(jù)庫中由四個(gè)區(qū)局來共同維護(hù)且保持一致。稱容納這些數(shù)據(jù)的表為出版表。具體實(shí)現(xiàn)方案是：四個(gè)分局具有互不相同且唯一的單位編碼。

　　WWPB數(shù)據(jù)庫中所有的出版表都具有主鍵所有服務(wù)器上出版表的結(jié)構(gòu)相同，登記在字段數(shù)據(jù)字典中的信息也相同，在表數(shù)據(jù)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(gè)分布點(diǎn)的應(yīng)用數(shù)據(jù)中將所有的出版表創(chuàng)建好，確保所有分布點(diǎn)的“出版條件”字段設(shè)置正確，然后在所有分布點(diǎn)的應(yīng)用數(shù)據(jù)庫中創(chuàng)建出版視圖。

　　每次修改了表結(jié)構(gòu)都需要重建一次出版視圖。

　　創(chuàng)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(jié)構(gòu)后或重新給該用戶配置菜單后重新分配用戶權(quán)限。

　　武漢供電局分布式AM/FMA）IS系統(tǒng)經(jīng)過近一年的試運(yùn)行達(dá)到了預(yù)期的技術(shù)指標(biāo)。考察其它電力企業(yè)的自動(dòng)化建設(shè)進(jìn)程，該系統(tǒng)是國內(nèi)電力系統(tǒng)第一個(gè)基于計(jì)算機(jī)城域網(wǎng)、采用多級服務(wù)器分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)的管理信息系統(tǒng)。

　　3.4發(fā)展建議在電力系統(tǒng)中構(gòu)建基于分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，需作以下幾方面的考慮：（下轉(zhuǎn)第153頁）/填寫明細(xì)表狙在數(shù)據(jù)庫中插入、修改和刪除數(shù)據(jù)狙上面為插入數(shù)據(jù)，要修改或刪除數(shù)據(jù)則只要將sqlstrirg中的內(nèi)容修改為相應(yīng)的SQL語句即可。

　　5結(jié)束語本文在浙江國樣制冷有限公司空調(diào)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的開發(fā)過程中，采用了基于ODBCAPI函數(shù)訪問數(shù)據(jù)庫的方法，既保證了與AutoCAD環(huán)境的集成，又實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫訪問功能在程序中使用ODBCAPI函數(shù)，一方面會(huì)使編程難度增大，另一方面，由于是直接調(diào)用ODBCAPI函數(shù)，可以提高數(shù)據(jù)庫訪問性能，同時(shí)也具有較高的靈活性。在實(shí)際應(yīng)用中，可視情況將其與開發(fā)工具提供的接口、引擎結(jié)合使用，例如VC++中的CDatabase類等，既可提高性能，又可提高效率。