1、ICS29.240国家电网公司企业标准Q/ GDW 680.3 2要 2011智能电网调度技术支持系统第 3-2 部分：基础平台 数据存储与管理SmartgridoperationsupportingsystemPart3-2:Foundationalplatform datastoreandmanagement2011-12-28发布 2011-12-28实施国家电网公司 发 布Q /G D WQ / GDW 680.32要 2011I目 次前言 II1 范围 12 规范性引用文件 13 术语和定义 14 概述 15 关系数据库的存储管理 15.1 关系数据库存储管理概述 15.2 关系数据
2、库 25.3 存储的数据范围 25.4 模型数据管理 35.5 历史数据管理 35.6 性能指标 46 实时数据库的存储管理 46.1 实时数据库存储管理概述 46.2 支持的数据类型 46.3 实时数据库结构 46.4 实时数据库管理功能 46.5 性能指标 57 时间序列数据库的存储管理 57.1 时间序列数据库存储管理概述 57.2 支持的数据类型 57.3 时间序列数据库管理功能 57.4 数据压缩 57.5 访问接口 57.6 性能指标 68 文件的存储管理 68.1 文件存储管理功能 68.2 性能指标 6编制说明 7Q / GDW 680.32要 2011II前 言随着坚强智能电
3、网建设工作的深入开展，国家电网正在发展成为世界上电压等级最高、 技术水平最先进、 资源配置能力最强的坚强智能电网，电网的形态和运行特性将发生重大变化，对电网调度驾驭大电网、 进行大范围资源优化配置的能力以及电网调度一体化运行管理水平和信息化、 自动化、 互动化水平提出了新的更高的要求。作为保障电网安全、 优质、 经济运行的重要技术手段，现有电网调度技术支持系统已难以适应特高压大电网安全稳定运行的要求，迫切需要开展新一代电网调度技术支持系统 智能电网调度技术支持系统的研究和建设。 智能电网调度技术支持系统 系列标准，提出了省级及以上智能电网调度技术支持系统体系架构及总体要求，定义了系统的名词和术
4、语，明确了系统基础平台的技术要求，给出了省级及以上智能电网调度技术支持系统实时监控与预警、 调度计划、 安全校核、 调度管理四类应用的技术要求，具有涉及范围广、 系统性强、 一体化程度高等特点。 该系列标准转化为国家电网公司企业标准并贯彻执行，将会有力地推进电网调度技术支持系统标准化建设，全面提高电网调度的精益化和智能化水平。Q/GDW680 智能电网调度技术支持系统 系列标准包括以下 24 个部分： 第 1 部分：体系架构及总体要求 第 2 部分：名词和术语 第 3-1 部分：基础平台 消息总线和服务总线 第 3-2 部分：基础平台 数据存储与管理 第 3-3 部分：基础平台 平台管理 第
5、3-4 部分：基础平台 公共服务 第 3-5 部分：基础平台 数据采集与交换 第 3-6 部分：基础平台 系统安全防护 第 4-1 部分：实时监控与预警类应用 电网实时监控与智能告警 第 4-2 部分：实时监控与预警类应用 水电及新能源监测分析 第 4-3 部分：实时监控与预警类应用 电网自动控制 第 4-4 部分：实时监控与预警类应用 网络分析 第 4-5 部分：实时监控与预警类应用 在线安全稳定分析与调度运行辅助决策 第 4-6 部分：实时监控与预警类应用 调度员培训模拟 第 4-7 部分：实时监控与预警类应用 辅助监测 第 5-1 部分：调度计划类应用 数据申报与信息发布 第 5-2 部
6、分：调度计划类应用 预测与短期交易管理 第 5-3 部分：调度计划类应用 检修计划 第 5-4 部分：调度计划类应用 发电计划 第 5-5 部分：调度计划类应用 水电及新能源调度 第 6 部分：安全校核类应用 安全校核 第 7-1 部分：调度管理类应用 调度生产运行管理 第 7-2 部分：调度管理类应用 专业和内部综合管理及信息展示发布 第 8 部分：分析与评估本部分是 Q/GDW680 智能电网调度技术支持系统 系列标准的第 3-2 部分。Q / GDW 680.32要 2011III本部分由国家电力调度控制中心提出并解释。本部分由国家电网公司科技部归口。本部分起草单位：国网电力科学研究院、
7、 中国电力科学研究院、 福建电力调度通信中心、 华中电力调控分中心、 四川电力调度通信中心、 华东电力调控分中心、 江苏电力调度控制中心、 华北电力调控分中心。本部分主要起草人：辛耀中、 彭晖、 陈鹏、 解梅、 王瑾、 李军良、 谢晓冬、 季学纯、 马志斌、 侯勇、葛云鹏、 陶洪铸、 邓兆云、 黄海峰、 严亚勤、 张鸿、 于宏文、 黄昆、 米为民、 尚学伟、 孙名扬、 刘进伟、王民昆、 何江、 张亮、 徐春雷、 郭骏、 钱静。Q / GDW 680.32要 2011IVQ / GDW 680.32要 20111智能电网调度技术支持系统第 3-2 部分：基础平台数据存储与管理1 范围本部分规定了
8、智能电网调度技术支持系统中关系数据库、 实时数据库、 时间序列数据库和文件服务的功能和性能等技术要求。本部分适用于智能电网调度技术支持系统的设计、 研发、 建设和验收。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单） 适用于本文件。DL510 全国电网名称代码DL/T 890.301/IEC61970-301 能量管理系统应用程序接口（ EMS-API）第 301 篇：公共信息模型（ CIM）基础Q/GDW131 电力系统实时动态监测系统技术规范Q/GDW680.1-2011 智能
9、电网调度技术支持系统 第 1 部分：体系架构及总体要求Q/GDW680.2-2011 智能电网调度技术支持系统 第 2 部分：名词和术语ANSIX3.135 信息系统 .数据库语言 .SQL3 术语和定义标准 Q/GDW680.2-2011 界定的术语和定义适用于本文件。4 概述本部分依据 Q/GDW 680.1-2011 编制，确定了 Q/GDW 680.1-2011 中基础平台数据存储与管理的功能要求和性能指标。基础平台为各类应用提供的数据存储与管理功能，按照存储形式可分为：基于关系数据库的数据存储与管理、 基于实时数据库的数据存储与管理、 基于时间序列数据库的数据存储与管理和基于文件服务
10、的数据存储和管理。5 关系数据库的存储管理5.1 关系数据库存储管理概述关系数据库主要用来保存电网设备、 参数、 静态拓扑连接、 系统配置、 告警和事件记录、 历史统计信息等一切需要永久保存的数据，系统的关系库应分成模型关系库和历史关系库两部分；关系数据库的数据存储与管理包括模型数据管理和历史数据管理两部分，关系数据库数据管理功能通过数据库中间件服务的形式，提供一组数据库访问接口，使得各个应用和公共服务等可以方便透明地访问关系数据库中的数据。Q / GDW 680.32要 201125.2 关系数据库基础平台应支持多种关系数据库产品。 关系数据库应具有以下主要功能：a） 应是具有自主知识产权的
11、成熟数据库产品，具有高通用性、 高效率性、 高可靠性、 高安全性、高扩展性和高可维护性；b） 支持 ANSIX3.135 中规定的 SQL 标准；c） 支持 ODBC、 JDBC、 OLEDB 等常用的数据库访问方式，支持多种主流开发工具、 持久层技术和中间件；d） 支持主流的数据库应用开发工具与中间件，并提供数据迁移工具方便应用和数据的移植；e） 应提供丰富的具有统一风格的图形化界面管理工具集，同时还提供基于 WEB 技术的远程管理工具，易学易用；f） 具有强大的跨平台能力，支持 Windows、 Linux、 UNIX 等主流的操作系统，支持 X86、 X64、IA64、 PowerPC、
12、 UltraSparc 等主流硬件平台；g） 具有完善的关系数据管理能力，支持采用基于代价的查询优化技术，支持执行计划和结果集重用，支持基于锁和多版本的并发控制机制，支持数据垂直和水平分区，支持函数索引，支持数据压缩、 支持视图查询合并，支持事务处理，两阶段提交，并对存储过程及多媒体数据的处理进行了深度优化；h） 具有完备的各类约束定义功能，支持主键约束、 非空约束、 唯一约束、 外键约束等各类约束机制，完全满足关系库数据完整性和数据一致型的需求；i） 全面支持 64 位计算，支持主流的 64 位处理器和操作系统，并针对 64 位计算进行了优化，能够充分利用 64 位计算的优势，支持 4G 以
13、上内存；j） 具有完善的备份和恢复能力，支持多种备份与恢复方式，包括物理备份、 逻辑备份、 增量备份等，具有基于时间点的数据库还原能力，可以对备份数据进行压缩和加密，支持数据库快照；k） 支持磁盘阵列和 SAN（ StorageAccessNetwork）的存储类型，支持双机或多机热备方式的集群（ cluster），具有数据同步 /异步复制能力和故障自动迁移能力；l） 权限管理采用基于角色的三权分立机制，支持多级安全检查，支持授权和权限的管理，支持强制访问控制。 实现三权分立、 安全审计、 强制访问控制等安全增强功能。 通过服务端的配置，可以实现客户端和服务端的加密通讯；通过内置的加 /解密函
14、数，可以实现数据的加密存储。 产品整体达到 B1 级安全级别；m） 具备丰富的数据类型定义能力，包括基本的数值型数据、 字符型数据、 日期型数据，多媒体数据，包括声音、 图形和二进制数据等，支持将若干基本数据类型进行组合，形成用户自定义数据类型；n） 具备数据的海量存储能力，可以有效地支持大规模数据存储与处理，如 TB 级的数据库存储、GB 级的 BLOB 二进制大对象和 CLOB 文本大对象等；o） 具备完善的日志和审计能力，可以记录数据库运行时的发生各种事件、 以及对各类数据更新进行审计，便于了解数据库的运行状态和库中数据的更改情况。5.3 存储的数据范围5.3.1 模型数据模型数据应包括
15、：a） 区域、 发电厂、 变电站、 电压类型等基础信息；b） 发电机、 变压器、 断路器、 母线、 线路等电网设备信息（含设备参数）；c） 电网静态拓扑连接信息；d） 厂站、 链路、 规约、 点号等前置通信信息；e） 各种限值；Q / GDW 680.32要 20113f） 告警定义与计算公式定义；g） 图形和报表的定义数据；h） 其它信息。5.3.2 历史数据历史数据应包括：a） 周期采样的电网运行数据；b） 周期采样数据的各类统计值；c） 事件记录和告警信息；d） PDR 数据集；e） SOE 数据；f） CASE 数据；g） 预报数据和计划数据；h） 电网运行考核数据；i） 其它历史数据
16、。5.3.3 技术支持系统运行参数系统运行参数应包括：a） 数据字典；b） 系统运行参数和配置信息。5.4 模型数据管理5.4.1 模型数据管理功能模型数据管理应保证数据的安全和可靠，在建立新模型或修改已有模型过程中，应保证提交的数据不丢失；在模型数据冗余配置的情况下，应保证其模型数据一致。 模型数据管理功能要求如下：a） 图模一体化建模功能；b） 图形化的模型维护功能；c） 根据电力系统和应用规则对模型进行校验的功能；d） 支持模型的离线维护与回退功能；e） 模型的多版本管理功能；f） 备份恢复功能。5.5 历史数据管理5.5.1 历史数据处理功能5.5.1.1 历史采样类数据的采样周期应支
17、持秒级和分钟级周期的采样。5.5.1.2 报表统计类数据的存储报表统计类数据的存储应具有以下功能：a） 根据基本采样数据可生成最大值、 最小值、 平均值、 负荷率等数据；b） 报表统计类数据应按年、 月、 日等时段以及最大、 最小等方式进行查询。5.5.2 历史数据管理功能历史数据管理应具有以下功能：a） 按时间对历史数据导入、 导出；b） 根据数据库存储空间的裕度发出告警；c） 提供对存储数据的修改功能，并能自动更新与修改后数据相关的所有计算量和派生量；d） 基于时间范围的历史数据查询，时间范围可由用户定义；e） 历史数据统计功能，包括各时段的最大值、 最小值和平均值；统计峰谷平负荷和电能；
18、Q / GDW 680.32要 20114f） 历史数据自动稀疏及转存功能；g） CASE 断面的管理功能，计算量在进行 CASE 存储时应按计算公式重新计算。5.6 性能指标5.6.1 数据更新性能对于一张包含 1441（ 60 分钟 24 小时，分钟级采样）个表域、 20 万条记录的表，更新一列数据所花费时间的平均值应不超过 1 秒钟。5.6.2 数据查询性能对于一张包含 1441 个字段、 20 万条记录的表，查询一条完整记录所花费时间的平均值应不超过 50毫秒。5.6.3 稳定性指标关系数据库应满足 7 24 小时不间断运行的要求，运行期间的存取性能应基本保持不变。6 实时数据库的存储
19、管理6.1 实时数据库存储管理概述实时数据库专门用来提供高效的实时数据存取，满足电力系统的监视、 控制和电网分析等应用需求。基于实时数据库的数据存储与管理应支持实时数据的关系描述、 快速存储和访问，提供高速的本地访问接口、 远方服务访问接口和友好的人机界面，具有数据定义、 存储、 验证、 浏览、 访问和复制等功能。6.2 支持的数据类型实时数据库应支持以下基本数据类型：a） 长整型；b） 整型；c） 短整型；d） 浮点型；e） 长浮点型；f） 逻辑型；g） 无符号字符型；h） 字符串型；i） 时间型；j） 其它类型。6.3 实时数据库结构实时数据库结构应支持以下内容：a） 实时数据库每张表的实
20、体应以文件的形式存储在物理硬盘中，存储结构应按照态、 应用、 表三个层次；b） 实时数据库的基本表应使用长整型关键字，由系统自动形成及维护，该关键字应包含表信息、所属分区信息、 记录信息、 域信息，一个记录从进入数据库之后，该关键字保持不变；c） 应具备按主键和非主键建立索引功能。6.4 实时数据库管理功能实时数据库管理应具有以下功能：a） 实时库应根据关系数据库中的定义信息进行创建，模型数据应保持与关系数据库一致；b） 应提供图形化的数据维护界面，用于在线浏览、 修改实时数据库内的实时库数据功能；c） 应提供函数和 SQL 两类实时数据库的访问接口；访问功能包括查询、 增加、 删除、 修改；
21、可按应用名（号）、 表名（号）进行访问；应支持对不同态的实时数据访问；应支持本地访问方式和网络访问方式；应支持访问远程智能电网调度技术支持系统实时库功能；Q / GDW 680.32要 20115d） 应提供工具把实时库中某个应用的部分或者全部表从一个节点复制到另外一个节点上，或者在同一节点上某个应用的表从一个态复制到另外一个态；e） 在冗余配置时，多实时库间的模型结构和记录数据应能自动保持一致；f） 应提供工具将实时库文件生成 SQL 脚本，在模型库损坏的情况下恢复模型库。6.5 性能指标在记录数不小于 300 万的规模下，应达到以下性能指标：a） 数据读取速度不小于 20 万次 /秒；b）
22、 数据修改速度不小于 20 万次 /秒。7 时间序列数据库的存储管理7.1 时间序列数据库存储管理概述时间序列数据库是专门设计用于存储带时标的电网运行动态数据和实时稳态数据的数据库。 应具备对大规模数据进行处理的能力，包括按时标快速读写动态数据、 压缩归档和管理存储空间等功能，为应用提供动态数据服务，以实现对电网运行的动态过程进行监视与分析；为实时稳态数据提供全息存储，实现对电网实时稳态过程的查询和反演。7.2 支持的数据类型时间序列数据库应支持存储带质量标识的时间序列数据，可管理的数据类型应包括：a） 模拟量；b） 数字量。7.3 时间序列数据库管理功能时间序列数据库应具有以下管理功能：a）
23、 应提供数据库管理工具，用于管理数据测点，查看存储数据数值及质量，并能够绘制数据曲线；b） 支持双机冗余配置模式的数据存储和查询；c） 应提供方法一致的本地访问接口和网络访问接口，包括：增加数据测点、 删除数据测点、 修改数据测点信息、 读取数据测点列表、 写入时间序列数据、 读取时间序列数据；d） 应支持按时间段进行数据导入、 导出操作；e） 应支持容量管理功能，定时检查磁盘占用空间，当存储空间达到预定上限时，删除时间最旧的数据；f） 应支持数据长期保存功能，将指定数据标记为长期保存；当长期存储数据超过设置的容量上限时，应发出告警信息。7.4 数据压缩时间序列数据库应具有以下数据压缩要求：a
24、） 应支持压缩算法对动态数据进行压缩；b） 对于无损压缩算法，应能指定被压缩数据的时间窗长度；c） 对于有损压缩算法，应保证压缩后数据精度在 Q/GDW 131 规定的测量精度范围内，以保证动态数据的可用性和测量精度优势；d） 应保证数据压缩处理的快速性，实现在设定数据窗间隔内完成全部数据的压缩和存储。7.5 访问接口时间序列数据库应提供本地访问接口和网络访问接口，两个接口提供的访问函数应保持一致。 应实现的接口包括：a） 增加数据测点；b） 删除数据测点；c） 修改数据测点信息；Q / GDW 680.32要 20116d） 读取数据测点列表；e） 写入时间序列数据；f） 读取时间序列数据。
25、7.6 性能指标时间序列数据库应达到以下性能指标：a） 数据存储容量：不少于 50000 测点数据；b） 数据写入速度：不小于 500 万数据记录 /秒；c） 数据查询速度：不小于 500 万数据记录 /秒；d） 数据压缩比：应小于 25%。8 文件的存储管理8.1 文件存储管理功能文件存储管理应具有以下功能：a） 提供对网络文件进行统一管理；b） 支持冗余配置，并对用户透明；c） 提供文件实时同步功能，使冗余配置节点间指定目录下的文件保持一致；d） 提供文件的版本管理功能；e） 提供文件的锁管理功能；f） 提供目录管理功能；g） 提供对文件和目录的修改、 删除的网络访问接口，本地访问和网络访
26、问方式应对应用程序透明。8.2 性能指标文件传输速率不小于 30M 字节 /秒。Q / GDW 680.32要 20117 智能电网调度技术支持系统第 3-2 部分：基础平台数据存储与管理编 制 说 明Q / GDW 680.32要 20118目 次一、 编制背景 9二、 编制主要原则 9三、 与其它标准文件的关系 9四、 主要工作过程 9五、 标准结构和内容 10六、 条文说明 11Q / GDW 680.32要 20119一、 编制背景2009 年 5 月，国家电网公司提出了立足自主创新，以统一规划、 统一标准、 统一建设为原则，建设以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展，具有信息化、
27、自动化、 互动化特征的坚强智能电网的发展目标，内容涉及发电、 输电、 变电、 配电、 用电、 调度等环节。 2009 年 8 月，公司启动了坚强智能电网建设试点工作，其中智能电网调度技术支持系统试点建设是调度环节的核心内容。 为了规范和指导智能电网调度技术支持系统的研发和建设，公司组织编制了 智能电网调度技术支持系统建设框架（ 2009年版） （国家电网调 2009 1162 号）。 在此基础上，国家电力调度通信中心组织中国电力科学研究院、国网电力科学研究院以及部分网省调编写了 省级及以上智能电网调度技术支持系统总体设计（试行）（国调中心调自 2009 319 号）和省级及以上智能电网调度技术
28、支持系统系列功能规范，这些规范的制定为智能电网调度技术支持系统各试点工程的顺利实施奠定了坚实的基础。为贯彻落实国家电网公司“ 集团化运作、 集约化发展、 精益化管理、 标准化建设” 的要求，适应坚强智能电网和“ 五大体系” 建设需要，全面推广应用国家电网公司标准化建设成果，推进省级以上电网调度技术支持系统的规范化建设，国家电力调度通信中心向公司提出制定国家电网公司智能电网调度技术支持系统系列标准。本部分依据 关于下达国家电网公司 2011 年度技术标准制修订计划的通知 （国家电网科 2011190 号）的要求编写。二、 编制主要原则本部分依据 Q/GDW680.1-2011 智能电网调度技术支
29、持系统 第 1 部分：体系架构及总体要求 编制。省级及以上智能电网调度技术支持系统由一个基础平台和实时监控与预警、 调度计划、 安全校核、调度管理四类应用组成，为了更好地体现系统的整体性，借鉴 DL/T 860 等标准体系的设计思想，按照送审稿审查会议专家评审意见，将本标准的名称由计划项目的 智能电网调度技术支持系统基础平台数据存储与管理功能规范 修改为 智能电网调度技术支持系统 第 3-2 部分：基础平台 数据存储与管理 。本部分是 Q/GDW680 智能电网调度技术支持系统 系列标准的第 3-2 部分。 本部分在编制的过程中遵循了以下原则：a） 系统性原则，标准内容严格按照 Q/GDW68
30、0.1-2011 智能电网调度技术支持系统 第 1 部分：体系架构及总体要求 的相关要求进行编写；b） 先进性原则，标准内容充分吸收借鉴国内外相关领域应用的前沿技术、 先进标准，反映智能电网调度技术支持系统等相关试点工程已取得的先进成果和经验；c） 成熟性原则，标准内容充分反映公司系统电网调度领域已经获得广泛应用和实用的技术及成果；d） 适用性原则，标准内容充分考虑坚强智能电网建设和“ 五大体系” 建设的要求，较好适应电网发展方式转变和调度业务转型的需要。三、 与其它标准文件的关系本部分符合国家现行的法律、 法规和政策，以及现行的国家标准、 行业标准、 国家电网公司有关技术标准、 国际标准和国
31、外先进标准的技术方向，是智能电网调度技术支持系统系列标准的一部分。本部分编制过程中，参考了我国电力相关主管部门和公司相关部门制定的有关规定、 规范等文件。四、 主要工作过程2009 年 7 月至 8 月上旬，国家电力调度通信中心组织中国电力科学研究院、 国网电力科学研究院和部分网省调成立编写组，按照智能电网调度技术支持系统试点项目建设要求，在 省级及以上智能电网调度技术支持系统总体设计 的基础上，起草了 智能电网调度技术支持系统基础平台数据存储与管理功能规范 （以下简称本标准）初稿。2009 年 8 月 13 日至 21 日，国调中心在南京组织召开了智能电网调度技术支持系统功能规范（初稿）Q / GDW 680.32要 201110讨论会，对本标准进行了审查，确定了规范的主要内容。2010 年 11 月上旬，中国电科院、 国网电科院会同有关网、 省公司，在前期工作的基础上，按照国家电网公司企业标准的要求形成了本标准的讨论稿。 同年 11 月 16 日至 17 日，国调中心在北京组织召开了智能电网调度技术支持系统系列标准初次审查会议，对本标准进行了讨论和修改。2011 年 2 月 11 日，国家电网公司以国家电网科 2011 190 号文件印发了 关于下达国家电网公司 2011 年度技
