PI數據庫在電網信息化中的應用

張崇忠

摘 要： 為促進我國智能電網技術的不斷完善，保證系統的實時性和安全性，避免“信息孤島”。在此通過對PI實時數據庫技術及PI實時數據庫在電網信息化中典型應用的分析研究，提出了實現PI實時數據庫與電網信息系統集成的基本方法。通過PI系統的建設，架設起生產控制系統與管理信息系統之間的橋梁，能夠在同一平臺上共享來自不同應用的數據。通過網絡拓撲實現系統內數據的有機結合，為信息的綜合挖掘和服務于企業生產與管理決策提供參考。

關鍵詞： 實時數據庫； 電網信息系統集成； 運行維護方法和制度； 智能電網技術

中圖分類號： TN919?34； TP392 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2014）04?0076?02

Application of PI database in power grid informationization

ZHANG Chong?zhong

（Shaanxi Business School， Xian 710065， China ）

Abstract： In order to promote continuous improvement of the smart grid technology in China， to ensure the real?time performance and security of the power grid system， and to avoid the "information isolated island"， a basic method to realize real?time database and power grid information system integration is put forward through the study on the typical application of PI real?time database technology and the PI real?time database in power grid informatization. On the basis of construction of the PI system， a bridge between the production control system and management information system was set up to share the data from different application in the same platform， and to achieve the organic combination of the data inside the system through the network topology.

Keywords： real?time database； integration of power grid information system； operation and maintenance method； smart power grid technology

0 引 言

經過多年發展，我國電力生產和經營管理目前已具備網絡化、系統化、自動化的特征，以網絡、數據庫及計算機自動控制技術為代表的信息處理技術已經滲透到電力生產、經營管理的各個方面。而目前常用的數據庫基本上都是關系數據庫管理系統，如ORACLE，SQL Server等，這些數據庫主要存儲管理型數據，而對于數據量非常大的海量數據、變化頻率快的實時數據，關系型數據庫則表現出嚴重不適用。

實時數據庫是數據庫技術與實時處理技術相結合的產物。實時數據庫系統是開發實時控制系統、數據采集系統、CIMS系統等的支撐軟件。實時數據庫系統是國家電網信息化工程（SG186工程）的重要組成部分，與SAP（企業資源管理系統）、生產MIS（管理信息系統）、GIS（地理信息系統）等系統共同組成企業的數據資源平臺。PI實時數據庫具有良好的數據共享性[8]，可為當前各類實時系統提供了統一的開放的平臺。PI實時數據庫在電網信息化中的應用研究，對于實現各大應用業務數據集成，功能互濟，及進一步建設堅強智能電網都有著非常積極的意義。

1 PI實時數據庫簡介

PI系統是由OSIsoft 公司開發的基于C/S 和B/S 結構的工廠實時數據集成、應用平臺。PI 系統以數據原形的方式長期在線儲存工廠所有的生產數據，并滿足快速、高效地進行數據采集、存儲和顯示的要求。由于其功能卓越、性能可靠，在國內外電廠信息化建設中獲得了廣泛的應用，在電力行業實時/歷史數據庫產品應用中占據了領導性的地位。

PI系統產品主要包括3大類：PI服務器軟件、PI 客戶端軟件和接口軟件。PI服務器軟件是用于現場生產數據的采集和存儲；PI客戶端軟件提供對實時/歷史數據的二次應用；接口軟件實現現場不同控制系統和PI系統的連接。

2 PI數據庫與電網信息系統的集成

隨著國網SG186工程數據中心建設，以及大型應用項目集成等幾個階段的建設，目前PI在電力系統的應用已初具規模，并已在多個層面為電力安全生產和管理提供統一的數據服務。

3 PI數據庫與SCADA系統集成

數據采集與監視控制系統（Supervisory Control And Data Acquisition，SCADA）現已經成為電力調度不可缺少的工具。SCADA系統和電能量系統EMS作為PI數據庫的主要數據來源之一，同時給營銷系統和BW系統提供實時/歷史數據。PI接口從SCADA系統獲取數據并寫入實時/歷史數據庫中，并且將SVG圖形更新到PI應用網站上，實時刷新數據[1]。

3.1 PI數據庫與生產管理系統的集成

生產管理系統（MS系統）內容涵蓋了輸變電管理、技術監督管理、安全監督管理、調度等關鍵業務，生產計劃、停役申請、工作票、檢修記錄等主要業務流程，已基本建成了集企業資源管理和生產業務管理于一體的企業級生產管理系統。

PI與MS的應用集成范圍主要包括： PI數據庫向MS系統提供實時數據及相關圖形，由MS進行高級展示、報表管理、檢修管理、運行管理等深化應用。PI數據庫向MS系統的GIS平臺提供實時數據及相關圖形，實現實時數據、圖形在GIS平臺上的直觀展示和輔助分析功能（如線路增容、弧垂計算等）。

由PI數據庫向MS系統提供站內及線路的實時運行監測數據，間接實現PI與狀態檢修輔助決策系統（CBM系統）的集成。

3.2 PI數據庫與輸變電設備狀態監測系統的集成

按照國網公司統一部署，建設網省公司輸變電設備狀態監測系統。網省公司部署國網標準版的狀態監測主站系統，實現對各類新、舊狀態監測裝置及前置子系統所采集的狀態數據的統一接入、存儲和加工，并向省公司層面的PI實時數據中心及其他各類應用系統提供實時/準實時的數據服務，以滿足全省輸變電設備狀態在線監測的需要。

3.3 PI數據庫與電網統計與規劃系統的集成

根據電網發展規劃部門對PI實時數據的要求，PI實時數據庫需要基于PI統一實時數據訪問總線提供負荷及電量數據，主要應用于網省公司電網發展策劃部的生產統計分析系統、電網規劃輔助管理系統等。

3.4 PI數據庫典型應用

PI系統提供了高效的數據寫入和訪問功能和便捷的應用開發工具。隨著PI系統發展的不斷深入，電力系統應用人員先后在電網調度、生產及營銷等方面自主開發了多個應用模塊，涌現了大批 PI 數據庫應用成果。

在監控類應用中主要使用PI?ProcessBook客戶端軟件，PI?ProcessBook是PI實時數據庫系統在客戶端部分的一個應用軟件，它主要是用來在PC機上組態工藝流程畫面以及顯示實時和歷史生產數據，它為普通 Windows 用戶提供了一個直觀顯示實時生產信息的窗口，并使用戶能實時構建和察看進程模擬、值圖、趨勢圖等界面，在規定的范圍內共享數據。

利用PI?ProcessBook可以比較方便地開發一些監控報警界面，通過參數設置、圖形變化實現實時報警，提高運行的安全可靠性。如集控站實時信息監視系統主要從PI實時數據庫中提取數據并加以實時顯示和篩選，可很好地滿足值班員在對變電所設備運行狀態的監視，實現實時信息顯示和實時監視等功能[6]。

4 結 語

PI 數據庫具有強大的實時數據采集功能，可實時地采集來自不同數據源的原始數據，并通過系統提供的用戶可配置報表、分析工具和Web 軟件工具等，在遍布企業或管理部門的臺式計算機、便攜式電腦或移動PDA 上，實時顯示當前和歷史的運行狀況。PI實時數據庫具有良好的數據共享性，不會對生產大區的信息安全產生影響，可以為當前各類自動化系統的實時數據提供統一開放的平臺以實現數據儲存，使更深層次的應用開發研究成果能夠在實際生產中得到應用。

智能電網指一個可整合所有連接到電網用戶所有行為的電力傳輸網絡，以有效提供持續、經濟和安全的電力。它以充分滿足用戶對電力的需求和優化資源配置、確保電力供應的安全性、可靠性和經濟性、滿足環保約束、保證電能質量、適應電力市場化發展等為目的，實現對用戶可靠、經濟、清潔、互動的電力供應和增值服務。

由于智能電網對系統自愈、互動、安全、電能質量等方面要求更高，相應地對實時數據采集也產生了較高的要求，現有電網調度系統普遍采用的關系數據庫已很難適應行業監控的需求，面臨大范圍的升級和改造[2]。可以預見將會有更多電力企業將實時數據庫系統及基于實時數據庫開發的監控系統作為企業信息化建設的重點，這也決定了未來實時數據庫系統在智能電網領域的應用趨勢，可以預見未來實時數據庫系統在堅強智能電網領域的應用將會有更為廣闊的前景。

參考文獻

[1] 史興華.供電企業實時/歷史數據庫PI典型應用案例[M].北京：中國電力出版社，2009.

[2] 劉振亞.智能電網技術[M].北京：中國電力出版社，2010.

[3] 王正風，許勇，鮑偉智.智能電網安全經濟運行實用技術[M]. 北京：中國水利水電出版社，2011.

[4] 鐘清.智能電網關鍵技術研究[M].北京：中國電力出版社，2011.

[5] 王振明.SCADA（監控與數據采集）軟件系統設計與開發[M].北京：機械工業出版社，2009.

[6] 陳實，許勇，王正風，等.電網實時動態監測技術及應用[M].北京：中國水利水電出版社，2009.

[7] 覃劍.智能變電站技術與實踐[M].北京：中國電力出版社，2010.

[8] 俞鴻飛.PI 數據庫系統在水電廠的應用分析[J].浙江電力，2009（4）：46?47.

3.1 PI數據庫與生產管理系統的集成

生產管理系統（MS系統）內容涵蓋了輸變電管理、技術監督管理、安全監督管理、調度等關鍵業務，生產計劃、停役申請、工作票、檢修記錄等主要業務流程，已基本建成了集企業資源管理和生產業務管理于一體的企業級生產管理系統。

PI與MS的應用集成范圍主要包括： PI數據庫向MS系統提供實時數據及相關圖形，由MS進行高級展示、報表管理、檢修管理、運行管理等深化應用。PI數據庫向MS系統的GIS平臺提供實時數據及相關圖形，實現實時數據、圖形在GIS平臺上的直觀展示和輔助分析功能（如線路增容、弧垂計算等）。

由PI數據庫向MS系統提供站內及線路的實時運行監測數據，間接實現PI與狀態檢修輔助決策系統（CBM系統）的集成。

3.2 PI數據庫與輸變電設備狀態監測系統的集成

按照國網公司統一部署，建設網省公司輸變電設備狀態監測系統。網省公司部署國網標準版的狀態監測主站系統，實現對各類新、舊狀態監測裝置及前置子系統所采集的狀態數據的統一接入、存儲和加工，并向省公司層面的PI實時數據中心及其他各類應用系統提供實時/準實時的數據服務，以滿足全省輸變電設備狀態在線監測的需要。

3.3 PI數據庫與電網統計與規劃系統的集成

根據電網發展規劃部門對PI實時數據的要求，PI實時數據庫需要基于PI統一實時數據訪問總線提供負荷及電量數據，主要應用于網省公司電網發展策劃部的生產統計分析系統、電網規劃輔助管理系統等。

3.4 PI數據庫典型應用

PI系統提供了高效的數據寫入和訪問功能和便捷的應用開發工具。隨著PI系統發展的不斷深入，電力系統應用人員先后在電網調度、生產及營銷等方面自主開發了多個應用模塊，涌現了大批 PI 數據庫應用成果。

在監控類應用中主要使用PI?ProcessBook客戶端軟件，PI?ProcessBook是PI實時數據庫系統在客戶端部分的一個應用軟件，它主要是用來在PC機上組態工藝流程畫面以及顯示實時和歷史生產數據，它為普通 Windows 用戶提供了一個直觀顯示實時生產信息的窗口，并使用戶能實時構建和察看進程模擬、值圖、趨勢圖等界面，在規定的范圍內共享數據。

利用PI?ProcessBook可以比較方便地開發一些監控報警界面，通過參數設置、圖形變化實現實時報警，提高運行的安全可靠性。如集控站實時信息監視系統主要從PI實時數據庫中提取數據并加以實時顯示和篩選，可很好地滿足值班員在對變電所設備運行狀態的監視，實現實時信息顯示和實時監視等功能[6]。

4 結 語

PI 數據庫具有強大的實時數據采集功能，可實時地采集來自不同數據源的原始數據，并通過系統提供的用戶可配置報表、分析工具和Web 軟件工具等，在遍布企業或管理部門的臺式計算機、便攜式電腦或移動PDA 上，實時顯示當前和歷史的運行狀況。PI實時數據庫具有良好的數據共享性，不會對生產大區的信息安全產生影響，可以為當前各類自動化系統的實時數據提供統一開放的平臺以實現數據儲存，使更深層次的應用開發研究成果能夠在實際生產中得到應用。

智能電網指一個可整合所有連接到電網用戶所有行為的電力傳輸網絡，以有效提供持續、經濟和安全的電力。它以充分滿足用戶對電力的需求和優化資源配置、確保電力供應的安全性、可靠性和經濟性、滿足環保約束、保證電能質量、適應電力市場化發展等為目的，實現對用戶可靠、經濟、清潔、互動的電力供應和增值服務。

由于智能電網對系統自愈、互動、安全、電能質量等方面要求更高，相應地對實時數據采集也產生了較高的要求，現有電網調度系統普遍采用的關系數據庫已很難適應行業監控的需求，面臨大范圍的升級和改造[2]。可以預見將會有更多電力企業將實時數據庫系統及基于實時數據庫開發的監控系統作為企業信息化建設的重點，這也決定了未來實時數據庫系統在智能電網領域的應用趨勢，可以預見未來實時數據庫系統在堅強智能電網領域的應用將會有更為廣闊的前景。

參考文獻

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[7] 覃劍.智能變電站技術與實踐[M].北京：中國電力出版社，2010.

[8] 俞鴻飛.PI 數據庫系統在水電廠的應用分析[J].浙江電力，2009（4）：46?47.

3.1 PI數據庫與生產管理系統的集成

生產管理系統（MS系統）內容涵蓋了輸變電管理、技術監督管理、安全監督管理、調度等關鍵業務，生產計劃、停役申請、工作票、檢修記錄等主要業務流程，已基本建成了集企業資源管理和生產業務管理于一體的企業級生產管理系統。

PI與MS的應用集成范圍主要包括： PI數據庫向MS系統提供實時數據及相關圖形，由MS進行高級展示、報表管理、檢修管理、運行管理等深化應用。PI數據庫向MS系統的GIS平臺提供實時數據及相關圖形，實現實時數據、圖形在GIS平臺上的直觀展示和輔助分析功能（如線路增容、弧垂計算等）。

由PI數據庫向MS系統提供站內及線路的實時運行監測數據，間接實現PI與狀態檢修輔助決策系統（CBM系統）的集成。

3.2 PI數據庫與輸變電設備狀態監測系統的集成

按照國網公司統一部署，建設網省公司輸變電設備狀態監測系統。網省公司部署國網標準版的狀態監測主站系統，實現對各類新、舊狀態監測裝置及前置子系統所采集的狀態數據的統一接入、存儲和加工，并向省公司層面的PI實時數據中心及其他各類應用系統提供實時/準實時的數據服務，以滿足全省輸變電設備狀態在線監測的需要。

3.3 PI數據庫與電網統計與規劃系統的集成

根據電網發展規劃部門對PI實時數據的要求，PI實時數據庫需要基于PI統一實時數據訪問總線提供負荷及電量數據，主要應用于網省公司電網發展策劃部的生產統計分析系統、電網規劃輔助管理系統等。

3.4 PI數據庫典型應用

PI系統提供了高效的數據寫入和訪問功能和便捷的應用開發工具。隨著PI系統發展的不斷深入，電力系統應用人員先后在電網調度、生產及營銷等方面自主開發了多個應用模塊，涌現了大批 PI 數據庫應用成果。

在監控類應用中主要使用PI?ProcessBook客戶端軟件，PI?ProcessBook是PI實時數據庫系統在客戶端部分的一個應用軟件，它主要是用來在PC機上組態工藝流程畫面以及顯示實時和歷史生產數據，它為普通 Windows 用戶提供了一個直觀顯示實時生產信息的窗口，并使用戶能實時構建和察看進程模擬、值圖、趨勢圖等界面，在規定的范圍內共享數據。

利用PI?ProcessBook可以比較方便地開發一些監控報警界面，通過參數設置、圖形變化實現實時報警，提高運行的安全可靠性。如集控站實時信息監視系統主要從PI實時數據庫中提取數據并加以實時顯示和篩選，可很好地滿足值班員在對變電所設備運行狀態的監視，實現實時信息顯示和實時監視等功能[6]。

4 結 語

PI 數據庫具有強大的實時數據采集功能，可實時地采集來自不同數據源的原始數據，并通過系統提供的用戶可配置報表、分析工具和Web 軟件工具等，在遍布企業或管理部門的臺式計算機、便攜式電腦或移動PDA 上，實時顯示當前和歷史的運行狀況。PI實時數據庫具有良好的數據共享性，不會對生產大區的信息安全產生影響，可以為當前各類自動化系統的實時數據提供統一開放的平臺以實現數據儲存，使更深層次的應用開發研究成果能夠在實際生產中得到應用。

智能電網指一個可整合所有連接到電網用戶所有行為的電力傳輸網絡，以有效提供持續、經濟和安全的電力。它以充分滿足用戶對電力的需求和優化資源配置、確保電力供應的安全性、可靠性和經濟性、滿足環保約束、保證電能質量、適應電力市場化發展等為目的，實現對用戶可靠、經濟、清潔、互動的電力供應和增值服務。

由于智能電網對系統自愈、互動、安全、電能質量等方面要求更高，相應地對實時數據采集也產生了較高的要求，現有電網調度系統普遍采用的關系數據庫已很難適應行業監控的需求，面臨大范圍的升級和改造[2]。可以預見將會有更多電力企業將實時數據庫系統及基于實時數據庫開發的監控系統作為企業信息化建設的重點，這也決定了未來實時數據庫系統在智能電網領域的應用趨勢，可以預見未來實時數據庫系統在堅強智能電網領域的應用將會有更為廣闊的前景。

參考文獻

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