摘要：随着人们的生活质量在不断的提高，对于用电的需求在不断的加大，本文主要针对电力系统动态信息数据库关键技术的应用研究为主要内容进行阐述，结合当下基于时间序列下动态信息数据库框架和电力系统动态信息数据库关键技术应用，从并发数据处理机制、内存映射文件形式和磁盘保存机制、关联数据保存形式、电力系统数据收集处理流程、混合压缩算法以及电力系统数据采集处理步骤等方面深入探讨。其目的在于加强电力动态信息数据库技术的使用效果，为相关研究提供参考。
关键词：电力系统；动态信息数据库；磁盘保存形式；内存映射
引言
数据库技术在电力系统电网调度自动化领域已得到普遍应用，利用数据库可保存开关状态等离散的遥信量，以及表征设备电压、电流、频率等连续变化的遥测数据等。数据库中保存的历史数据将应用于电网的事故反演等功能，供电网发生事故或扰动后研究分析使用，因此历史数据保存的完整性将是分析的关键。目前针对低频率采样周期数据采用商用关系型数据库可以满足需要。随着电网规模的快速发展，大电网的安全稳定运行需要更多的信息。担负电网调度任务的能量管理系统（EnergyManagementSystem，EMS）将面临着多达百万级的数据采集规模，同时反映电网运行状态信息的实时运行数据已由过去秒级周期性采样，发展为变化采样，即按照实际时间序列变化连续存储，数据存储规模也将从目前的GB级增加到TB级。此外，随着相量测量单元（PhasorMeasurementUnit，PMU）采集装置的普及，海量电力信息数据存储将日益重要。与常规远端测控单元（RemoteTerminalUnit，RTU）相比，PMU采集的特点是采集频率高，达到每秒25、50甚至100帧，且对所有数据必须完整保存。因此在相同采集点的情况下，数据存储规模将为常规采集量数百到上千倍。根据理论测算，对于25帧/秒采集频率的PMU装置，存储1000个向量一年所需的存储容量约为9．3TB。因此，无论对写入速度还是查询效率而言，采用常规关系数据库存储海量信息将很难满足应用需求。
1数据库安全审计系统结构分析
数据库安全审计系统的结构主要是由四部分组成，分别是：数据监控部分、数据处理部分、数据配置部分以及数据展示部分数据监控部分主要是为了能够对访问者进行的一系列活动的监控措施，并且在进行监控的过程中，系统还能够通过相关的网络对访问者的活动进行一系列审计工作。此外相关的工作人员在进行监控数据的时候，还可以通过安装端口镜像或者是利用TAP技术达到分流监控的效果。数据处理部分则是能够对整个数据库的信息进行分析处理，是数据库安全审计系统中最关键的部分。并且数据处理部分还能够借助先进的科学技术进行所监控到的信息进行处理分析，如计算机技术。然后再根据分析处理的结果，及时对相关的事件，从而确保审计系统能够对电力企业的数据信息起到一定的保护作用。数据配置部分则是能够对系统的数据信息起到管理配置的作用，能够将审计系统所监控到的信息制定相应的信息报表，并且根据相应的用户记录的审计信息，对用户权限进行管理。并且还能够将用户的检索信息进行记录，并且根据用户的检索习惯建立相应的用户档案。
2电力系统动态信息数据库关键技术应用
2.1内存映射文件形式和磁盘保存机制
动态信息数据库保存TB级别的所有数据文件，能提升文件磁盘处理速度，是动态信息数据库提升工作效率的基础。借助统一化磁盘保存技术处理内部映射文件，不同工作线程对数据文件部分进行映射处理，达到高度保存数据的基本要求。内存映射文件形式。内存映射文件形式和虚拟内存相差无几。借助内存映射文件保存一个地址空间保存区域，将物理保存期上交到此区域内部，内存文件物理保存器将其保存在磁盘上，即非系统文件内容。文件操作前期需要进行映射工作，将整个文件从磁盘中加载，借助内存映射文件有效处理磁盘上的文件。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆所有文件保存形式都采用直接管理形式，能够节省很多内存，使文件释放更多时间。部分映射的缓存管理机制建设。因为需要以TB级别形式保存所有数据源、文件，所以不能一次性将所有数据信息全面映射在内存文件，需要借助缓存管理形式保存和分享海量信息。缓存管理一般使用固定内存形式，将内部含有的各种数据不断映射在处理服务器地址空间，进而达到更好的保存效果。对于系统中存在的动态数据信息，通过索引形式确定。磁盘缓存管理器中存在的数据，全部放置到一个共同缓存区域，依据LRU对策合理化管理。
2.2适应电力系统的数据采集处理流程
动态海量数据库将数据点分为两类：离散数据点和连续数据点，并根据数据性质不同，采用不同的数据处理方式。离散数据点指电力系统中的变化不连续的量，例如遥信量、设备运行状态等；对于离散数据点采用无损压缩处理，在查询时也只返回所存储的原始值，不进行插值处理。连续数据点对应连续变化的量测量，如电压、电流、有功、相角等物理上连续变化的数据。动态海量数据库根据设置的有损压缩允许误差，对历史数据序列进行有损压缩，压缩处理后的结果再经过无损压缩处理后存储在磁盘上。为了达到存储空间循环利用的目的，在存储压缩数据前，需要检查相应数据点历史数据的实际保留时间是否超过设定值，否则将删除该数据点最早的历史数据，然后再将压缩数据存储到磁盘文件中。
2.3做好数据库的防御功能的设计
当用户在进行密码输入或者是执行相关操作的过程中，有可能会受到一些恶意的攻击并且会对数据库以及用户的信息造成一定的危害，所以在进行数据库安全审计系统的时候，要做好数据库自卫功能的设计，自卫功能应该要对数据库有着一定的安全防御能力，能够自行解决恶意攻击带来的破坏，要具备对于数据库中潜在危险的检查排除功能，以此来提高数据库信息的安全性能，确保数据库有效的运行。
2.4电力系统数据收集处理流程
动态海量数据库可以将不容数据点分为离散数据和连续数据两种类型。结合数据性质的差异性，使用不同处理形式。离散数据点主要是电力系统中存在很多变化的数值量，比如遥信量、被返回的原始值等，不能进行插植处理。连续数据点对应的是连续变化的测量数值，比如电压、电流等连续变化的数据。动态海量数据库需要结合设置的内容进行分析和研究，强化电力系统工作效果。
2.5关联数据存储方法
根据电力系统数据的特点，需要存储的带时标历史数据（事件）由三个部分组成：时标、数据值以及质量码。符合电力系统特点的数据格式如下：时标8字节，数据值4字节，质量码4字节。其中时标由两个4字节整数（hours和usecs）表示，hours表示的是当前时刻到公元元年的小时数，usecs则表示当前时刻到上一个整点时刻的微秒数，时标的表示精度为1微秒；数据值由单精度浮点数（4字节）表示；质量标志由一个4字节整数表示。因此，一个完整的事件点占用的存储空间为16字节。
结语
通过综合分析电力系统的实际需求，在时间序列的基础上有效分析动态信息数据库。实践表明，动态信息数据库可以满足电力系统高速、海量保存信息的需求，确保电网安全可靠使用，为推动整个电力系统的稳定运行作贡献。
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论文作者:许强
论文发表刊物:《电力设备》2019年第14期
论文发表时间:2019/11/22
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