摘要：电网调度自动化系统对电力系统的安全进运行发挥有着十分重要的作用。前置通信子系统作为调度自动化系统的数据源及通信枢纽，更是各种应用不可获取的组成部分，其内涵及外延都发挥了较大的变化。本文就对电网调度自动化前置子系统实时数据库设计与实现进行简要的分析探讨。
关键词：电网调度；自动化；前置通信
1 前言
在数据库技术之中，实时数据库是其中的重要组成部分，实时数据库强调的是数据的一致性、完整性、时间性，因此，实时数据库在能源管理、工业控制以及军事指挥领域中的应用范围也更加的广泛。为了满足人们生活与生产的需求，就需要根据电力系统运行的实际要求不断改进系统，本文主要分析电网调度自动化前置系统实时数据库系统高可靠性的设计与实现。
2 前置实时库的设计
2.1 概述分析
电网调度自动化系统有很多种的应用，比如：EMS、集控中心系统、DMS、WAMS和公共信息平台等，它们的前置通信子系统都较为相似。链路通信模块负责和各种硬件设备进行数据通信及通信路由的选择，协议处理模块对各种通信协议进行解释和数据预处理。数据服务模块则为后台各应用发布数据采集信息和提供数据通信服务。前置实时库数据结构设计应面向数据采集和通信，优化数据预处理流程，最大限度地满足前置通信子系统功能和性能的需求。
2.2 数据建模
根据前置通信子系统功能特点，前置应用数据模型划分为：设备包、厂站包、协议包、量测包、注册包，每个包又由若干个类组成。
2.3 类的设计
类的数据库成员主要包括：静态参数、动态数据。静态参数主要是指用户一旦设置后就保持不变的信息，而动态数据则是系统运行期间反映系统内部活动状态的信息。
2.3.1设备包
描述前置通信子系统赖以运行及通信的硬件设备。比如：服务器配置类静态参数主要包括集群方式、网络配置；动态数据主要包括前置工况。
2.3.2厂长包
描述前置通信目标对象和路径。厂站既是调度自动化系统的信息源头，又是调度自动化系统控制的终极目标。厂站类静态参数包括厂站类型（RrITU、变电站、控制中心、保护子站（装置）、配网子站（装置）、相量测量单元等）、容量（遥测、遥信、遥控等）；动态数据包括厂站工况（投入、故障、退出）、值班机ID（值班通信端口所在服务器名）等。
2.3.3协议包
协议解析和转换是前置通信子系统的中心任务。采取抽取通信协议互操作特征，为每种协议定义一个类，如IECl01协议类静态参数包括通道ID（所属通道名称）、遥信起始地址、遥测起始地址、遥控起始地址、遥调起始地址、源地址字节数、公共地址字节数、信息体地址字节数等。
2.3.4量测包
描述了与目标对象进行双边数据通信及数据预处理时所需要的参数。如遥测类静态参数包括通道ID（所属通道名。可以同时属于多个通道）、分发通道ID、点号、TASE.2网络名、死区值、归零值、是否过滤突变、基值、系数、满度值、满码值等。
2.3.5注册包
作为第三方系统TASE.2通信网关机时采用的一种“按名通信”接口方式.即前置子系统通过自动或手动方式从第三方系统读取可选通信对象名称，生成注册界面供用户按名注册，并将注册后生成的本地数据库记录ID自动返回给第三方系统，双方按注册ID传送信息，在低层采用扩充的DIet76—92协议进行通信，在高层则提供给用户按名通信的界面，通信过程对用户透明。第三方系统侧用户免维护。
3 前置实时库的实现
3.1 概述
前置通信过程一方面要求有很强的时效性，即必须在一定的时间内完成数据的传输和预处理：另一方面还要求有很强的可靠性和吞吐性能，即使在流量很大时，也不能丢失数据。前置向后台应用提供预处理后的数据，极大减轻了后台CPU的负担。“雪崩”试验表明，按名访问、基于文件映射方式的平台实时数据库管理系统可以较好地支持后台应用，但对前置应用的支持却捉襟见肘，存在效率缺陷：而按地址直接访问的前置共享内存库虽然在一定程度上牺牲了灵活性和方便性，却可以大幅降低CPU负载。
3.2 实时数据通信模型
在共享内存构造实时数据通信模型就是把用数据库关键字表达类间（具体讲是对象实例闾）的关联转变为用指针表达。指针充分利用了“预先”查询的结果.提高了应用程序访问前置实时库的效率。
一个厂站可能有多个通道，每个通道有多个量测对象，通信介质和通信协议也不尽相同。系统初始化时，根据数据库定义在共享内存创建厂站对象一通道对象一设备对象、协议对象、量测对象的正向关联指针，同时也建立反向指针，方便检索和回溯。在系统运行期间，当前置共享内存管理进程从消息总线上读到数据库设置变化的信息后，及时更新实时数据通信模型的相关部分，保证实时数据通信模型和数据库定义一致。
3.3 实时数据缓冲区
3.3.1生产者与消费者的问题
通信收发、报文显示、变化数据、保护事件、下行命令（如遥控、遥调、召唤数据）等公共数据缓冲区虽然涉及的数据对象不同，但都反映了前置应用数据动态传递的过程，不需要用户定义。进程分别通过读写指针直接访问数据对象，并根据访问的结果移动读写指针，采用信号量技术同步多个进程对读写指针的并发操作。从抽象数据结构的观点看，都属于生产者与消费者问题。
3.3.2数据预处理
厂站、通道、通信设备、服务器T况等动态数据都是反映系统运行状态的统计值，数据访问周期可以控制，将这类动态数据保存在平台实时库以便充分利用支撑平台所提供强大的基于平台实时库的通用画面功能。而实时通信数据预处理量大而频繁、时效性强且不能丢失，故放入共享内存实时库，通过基于共享内存数据缓冲区的专用界面显示和操作。
4 数据库技术在电网调度自动化系统中的应用
4.1 使用数据库及其相关技术，可使数据以较为集中的形式来进行管理，这样就可以保证数据的一致性和统一性，消除其中的数据重复存储情况，在一定程度上节约了存储的空间。
4.2 数据库及其相关技术的应用，可使数据和应用程序之间相对独立，在数据的存储这一点上，仅仅做到物理独立是不够的，更要保证其数据之间的逻辑性相互独立，这样就可以保证数据的物理地址发生改变或者数据的逻辑结构、数据名称发生变更等等行为都不会对应用程序的操作和使用造成影响，而相对应的，应用程序发生相关的变更，也不会对数据的物理结构或者逻辑结构产生影响，保证了系统的稳定运行。
4.3 数据库还在电网调度自动化系统当中数据名称以及数据关系方面有着重要的应用，例如可以根据某个变电站的某号开关，去查询和这一开关相互对应的另外一个变电站的某号开关的实际电压，这一方面的作用在实际的操作当中有着非常重要的意义。
5 结语：
总之，在社会不断发展下，人们对于电网自动化实施数据库系统的应用成效也提出了更好的要求。本文经过对电网调度自动化系统的数据库技术分析，对其应用进行深入探讨，为满足人们生活与生产的需求，需根据电网系统运行的实际要求不断改进，提升系统运行的安全性、稳定性，经过以上的分析，希望对加强实际操作及使用有所帮助。
参考文献：
[1] 周文. 论电网调度自动化系统当中的数据库技术[J].现代电力工业科技，2008，9.
[2] 孙兵. 浅议数据库在电网系统中的应用[J].电力科学研究，2010，7.
[3] 舒均恒. 浅议电网系统的数据库实时技术[J].电网管理系统，2011，6.