PI数据库在电网信息化中的应用

张崇忠

摘 要： 为促进我国智能电网技术的不断完善，保证系统的实时性和安全性，避免“信息孤岛”。在此通过对PI实时数据库技术及PI实时数据库在电网信息化中典型应用的分析研究，提出了实现PI实时数据库与电网信息系统集成的基本方法。通过PI系统的建设，架设起生产控制系统与管理信息系统之间的桥梁，能够在同一平台上共享来自不同应用的数据。通过网络拓扑实现系统内数据的有机结合，为信息的综合挖掘和服务于企业生产与管理决策提供参考。

关键词： 实时数据库； 电网信息系统集成； 运行维护方法和制度； 智能电网技术

中图分类号： TN919?34； TP392 文献标识码： A 文章编号： 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

经过多年发展，我国电力生产和经营管理目前已具备网络化、系统化、自动化的特征，以网络、数据库及计算机自动控制技术为代表的信息处理技术已经渗透到电力生产、经营管理的各个方面。而目前常用的数据库基本上都是关系数据库管理系统，如ORACLE，SQL Server等，这些数据库主要存储管理型数据，而对于数据量非常大的海量数据、变化频率快的实时数据，关系型数据库则表现出严重不适用。

实时数据库是数据库技术与实时处理技术相结合的产物。实时数据库系统是开发实时控制系统、数据采集系统、CIMS系统等的支撑软件。实时数据库系统是国家电网信息化工程（SG186工程）的重要组成部分，与SAP（企业资源管理系统）、生产MIS（管理信息系统）、GIS（地理信息系统）等系统共同组成企业的数据资源平台。PI实时数据库具有良好的数据共享性[8]，可为当前各类实时系统提供了统一的开放的平台。PI实时数据库在电网信息化中的应用研究，对于实现各大应用业务数据集成，功能互济，及进一步建设坚强智能电网都有着非常积极的意义。

1 PI实时数据库简介

PI系统是由OSIsoft 公司开发的基于C/S 和B/S 结构的工厂实时数据集成、应用平台。PI 系统以数据原形的方式长期在线储存工厂所有的生产数据，并满足快速、高效地进行数据采集、存储和显示的要求。由于其功能卓越、性能可靠，在国内外电厂信息化建设中获得了广泛的应用，在电力行业实时/历史数据库产品应用中占据了领导性的地位。

PI系统产品主要包括3大类：PI服务器软件、PI 客户端软件和接口软件。PI服务器软件是用于现场生产数据的采集和存储；PI客户端软件提供对实时/历史数据的二次应用；接口软件实现现场不同控制系统和PI系统的连接。

2 PI数据库与电网信息系统的集成

随着国网SG186工程数据中心建设，以及大型应用项目集成等几个阶段的建设，目前PI在电力系统的应用已初具规模，并已在多个层面为电力安全生产和管理提供统一的数据服务。

3 PI数据库与SCADA系统集成

数据采集与监视控制系统（Supervisory Control And Data Acquisition，SCADA）现已经成为电力调度不可缺少的工具。SCADA系统和电能量系统EMS作为PI数据库的主要数据来源之一，同时给营销系统和BW系统提供实时/历史数据。PI接口从SCADA系统获取数据并写入实时/历史数据库中，并且将SVG图形更新到PI应用网站上，实时刷新数据[1]。

3.1 PI数据库与生产管理系统的集成

生产管理系统（MS系统）内容涵盖了输变电管理、技术监督管理、安全监督管理、调度等关键业务，生产计划、停役申请、工作票、检修记录等主要业务流程，已基本建成了集企业资源管理和生产业务管理于一体的企业级生产管理系统。

PI与MS的应用集成范围主要包括： PI数据库向MS系统提供实时数据及相关图形，由MS进行高级展示、报表管理、检修管理、运行管理等深化应用。PI数据库向MS系统的GIS平台提供实时数据及相关图形，实现实时数据、图形在GIS平台上的直观展示和辅助分析功能（如线路增容、弧垂计算等）。

由PI数据库向MS系统提供站内及线路的实时运行监测数据，间接实现PI与状态检修辅助决策系统（CBM系统）的集成。

3.2 PI数据库与输变电设备状态监测系统的集成

按照国网公司统一部署，建设网省公司输变电设备状态监测系统。网省公司部署国网标准版的状态监测主站系统，实现对各类新、旧状态监测装置及前置子系统所采集的状态数据的统一接入、存储和加工，并向省公司层面的PI实时数据中心及其他各类应用系统提供实时/准实时的数据服务，以满足全省输变电设备状态在线监测的需要。

3.3 PI数据库与电网统计与规划系统的集成

根据电网发展规划部门对PI实时数据的要求，PI实时数据库需要基于PI统一实时数据访问总线提供负荷及电量数据，主要应用于网省公司电网发展策划部的生产统计分析系统、电网规划辅助管理系统等。

3.4 PI数据库典型应用

PI系统提供了高效的数据写入和访问功能和便捷的应用开发工具。随着PI系统发展的不断深入，电力系统应用人员先后在电网调度、生产及营销等方面自主开发了多个应用模块，涌现了大批 PI 数据库应用成果。

在监控类应用中主要使用PI?ProcessBook客户端软件，PI?ProcessBook是PI实时数据库系统在客户端部分的一个应用软件，它主要是用来在PC机上组态工艺流程画面以及显示实时和历史生产数据，它为普通 Windows 用户提供了一个直观显示实时生产信息的窗口，并使用户能实时构建和察看进程模拟、值图、趋势图等界面，在规定的范围内共享数据。

利用PI?ProcessBook可以比较方便地开发一些监控报警界面，通过参数设置、图形变化实现实时报警，提高运行的安全可靠性。如集控站实时信息监视系统主要从PI实时数据库中提取数据并加以实时显示和筛选，可很好地满足值班员在对变电所设备运行状态的监视，实现实时信息显示和实时监视等功能[6]。

4 结 语

PI 数据库具有强大的实时数据采集功能，可实时地采集来自不同数据源的原始数据，并通过系统提供的用户可配置报表、分析工具和Web 软件工具等，在遍布企业或管理部门的台式计算机、便携式电脑或移动PDA 上，实时显示当前和历史的运行状况。PI实时数据库具有良好的数据共享性，不会对生产大区的信息安全产生影响，可以为当前各类自动化系统的实时数据提供统一开放的平台以实现数据储存，使更深层次的应用开发研究成果能够在实际生产中得到应用。

智能电网指一个可整合所有连接到电网用户所有行为的电力传输网络，以有效提供持续、经济和安全的电力。它以充分满足用户对电力的需求和优化资源配置、确保电力供应的安全性、可靠性和经济性、满足环保约束、保证电能质量、适应电力市场化发展等为目的，实现对用户可靠、经济、清洁、互动的电力供应和增值服务。

由于智能电网对系统自愈、互动、安全、电能质量等方面要求更高，相应地对实时数据采集也产生了较高的要求，现有电网调度系统普遍采用的关系数据库已很难适应行业监控的需求，面临大范围的升级和改造[2]。可以预见将会有更多电力企业将实时数据库系统及基于实时数据库开发的监控系统作为企业信息化建设的重点，这也决定了未来实时数据库系统在智能电网领域的应用趋势，可以预见未来实时数据库系统在坚强智能电网领域的应用将会有更为广阔的前景。

参考文献

[1] 史兴华.供电企业实时/历史数据库PI典型应用案例[M].北京：中国电力出版社，2009.

[2] 刘振亚.智能电网技术[M].北京：中国电力出版社，2010.

[3] 王正风，许勇，鲍伟智.智能电网安全经济运行实用技术[M]. 北京：中国水利水电出版社，2011.

[4] 钟清.智能电网关键技术研究[M].北京：中国电力出版社，2011.

[5] 王振明.SCADA（监控与数据采集）软件系统设计与开发[M].北京：机械工业出版社，2009.

[6] 陈实，许勇，王正风，等.电网实时动态监测技术及应用[M].北京：中国水利水电出版社，2009.

[7] 覃剑.智能变电站技术与实践[M].北京：中国电力出版社，2010.

[8] 俞鸿飞.PI 数据库系统在水电厂的应用分析[J].浙江电力，2009（4）：46?47.

3.1 PI数据库与生产管理系统的集成

生产管理系统（MS系统）内容涵盖了输变电管理、技术监督管理、安全监督管理、调度等关键业务，生产计划、停役申请、工作票、检修记录等主要业务流程，已基本建成了集企业资源管理和生产业务管理于一体的企业级生产管理系统。

PI与MS的应用集成范围主要包括： PI数据库向MS系统提供实时数据及相关图形，由MS进行高级展示、报表管理、检修管理、运行管理等深化应用。PI数据库向MS系统的GIS平台提供实时数据及相关图形，实现实时数据、图形在GIS平台上的直观展示和辅助分析功能（如线路增容、弧垂计算等）。

由PI数据库向MS系统提供站内及线路的实时运行监测数据，间接实现PI与状态检修辅助决策系统（CBM系统）的集成。

3.2 PI数据库与输变电设备状态监测系统的集成

按照国网公司统一部署，建设网省公司输变电设备状态监测系统。网省公司部署国网标准版的状态监测主站系统，实现对各类新、旧状态监测装置及前置子系统所采集的状态数据的统一接入、存储和加工，并向省公司层面的PI实时数据中心及其他各类应用系统提供实时/准实时的数据服务，以满足全省输变电设备状态在线监测的需要。

3.3 PI数据库与电网统计与规划系统的集成

根据电网发展规划部门对PI实时数据的要求，PI实时数据库需要基于PI统一实时数据访问总线提供负荷及电量数据，主要应用于网省公司电网发展策划部的生产统计分析系统、电网规划辅助管理系统等。

3.4 PI数据库典型应用

PI系统提供了高效的数据写入和访问功能和便捷的应用开发工具。随着PI系统发展的不断深入，电力系统应用人员先后在电网调度、生产及营销等方面自主开发了多个应用模块，涌现了大批 PI 数据库应用成果。

在监控类应用中主要使用PI?ProcessBook客户端软件，PI?ProcessBook是PI实时数据库系统在客户端部分的一个应用软件，它主要是用来在PC机上组态工艺流程画面以及显示实时和历史生产数据，它为普通 Windows 用户提供了一个直观显示实时生产信息的窗口，并使用户能实时构建和察看进程模拟、值图、趋势图等界面，在规定的范围内共享数据。

利用PI?ProcessBook可以比较方便地开发一些监控报警界面，通过参数设置、图形变化实现实时报警，提高运行的安全可靠性。如集控站实时信息监视系统主要从PI实时数据库中提取数据并加以实时显示和筛选，可很好地满足值班员在对变电所设备运行状态的监视，实现实时信息显示和实时监视等功能[6]。

4 结 语

PI 数据库具有强大的实时数据采集功能，可实时地采集来自不同数据源的原始数据，并通过系统提供的用户可配置报表、分析工具和Web 软件工具等，在遍布企业或管理部门的台式计算机、便携式电脑或移动PDA 上，实时显示当前和历史的运行状况。PI实时数据库具有良好的数据共享性，不会对生产大区的信息安全产生影响，可以为当前各类自动化系统的实时数据提供统一开放的平台以实现数据储存，使更深层次的应用开发研究成果能够在实际生产中得到应用。

智能电网指一个可整合所有连接到电网用户所有行为的电力传输网络，以有效提供持续、经济和安全的电力。它以充分满足用户对电力的需求和优化资源配置、确保电力供应的安全性、可靠性和经济性、满足环保约束、保证电能质量、适应电力市场化发展等为目的，实现对用户可靠、经济、清洁、互动的电力供应和增值服务。

由于智能电网对系统自愈、互动、安全、电能质量等方面要求更高，相应地对实时数据采集也产生了较高的要求，现有电网调度系统普遍采用的关系数据库已很难适应行业监控的需求，面临大范围的升级和改造[2]。可以预见将会有更多电力企业将实时数据库系统及基于实时数据库开发的监控系统作为企业信息化建设的重点，这也决定了未来实时数据库系统在智能电网领域的应用趋势，可以预见未来实时数据库系统在坚强智能电网领域的应用将会有更为广阔的前景。

参考文献

[1] 史兴华.供电企业实时/历史数据库PI典型应用案例[M].北京：中国电力出版社，2009.

[2] 刘振亚.智能电网技术[M].北京：中国电力出版社，2010.

[3] 王正风，许勇，鲍伟智.智能电网安全经济运行实用技术[M]. 北京：中国水利水电出版社，2011.

[4] 钟清.智能电网关键技术研究[M].北京：中国电力出版社，2011.

[5] 王振明.SCADA（监控与数据采集）软件系统设计与开发[M].北京：机械工业出版社，2009.

[6] 陈实，许勇，王正风，等.电网实时动态监测技术及应用[M].北京：中国水利水电出版社，2009.

[7] 覃剑.智能变电站技术与实践[M].北京：中国电力出版社，2010.

[8] 俞鸿飞.PI 数据库系统在水电厂的应用分析[J].浙江电力，2009（4）：46?47.

3.1 PI数据库与生产管理系统的集成

生产管理系统（MS系统）内容涵盖了输变电管理、技术监督管理、安全监督管理、调度等关键业务，生产计划、停役申请、工作票、检修记录等主要业务流程，已基本建成了集企业资源管理和生产业务管理于一体的企业级生产管理系统。

PI与MS的应用集成范围主要包括： PI数据库向MS系统提供实时数据及相关图形，由MS进行高级展示、报表管理、检修管理、运行管理等深化应用。PI数据库向MS系统的GIS平台提供实时数据及相关图形，实现实时数据、图形在GIS平台上的直观展示和辅助分析功能（如线路增容、弧垂计算等）。

由PI数据库向MS系统提供站内及线路的实时运行监测数据，间接实现PI与状态检修辅助决策系统（CBM系统）的集成。

3.2 PI数据库与输变电设备状态监测系统的集成

按照国网公司统一部署，建设网省公司输变电设备状态监测系统。网省公司部署国网标准版的状态监测主站系统，实现对各类新、旧状态监测装置及前置子系统所采集的状态数据的统一接入、存储和加工，并向省公司层面的PI实时数据中心及其他各类应用系统提供实时/准实时的数据服务，以满足全省输变电设备状态在线监测的需要。

3.3 PI数据库与电网统计与规划系统的集成

根据电网发展规划部门对PI实时数据的要求，PI实时数据库需要基于PI统一实时数据访问总线提供负荷及电量数据，主要应用于网省公司电网发展策划部的生产统计分析系统、电网规划辅助管理系统等。

3.4 PI数据库典型应用

PI系统提供了高效的数据写入和访问功能和便捷的应用开发工具。随着PI系统发展的不断深入，电力系统应用人员先后在电网调度、生产及营销等方面自主开发了多个应用模块，涌现了大批 PI 数据库应用成果。

在监控类应用中主要使用PI?ProcessBook客户端软件，PI?ProcessBook是PI实时数据库系统在客户端部分的一个应用软件，它主要是用来在PC机上组态工艺流程画面以及显示实时和历史生产数据，它为普通 Windows 用户提供了一个直观显示实时生产信息的窗口，并使用户能实时构建和察看进程模拟、值图、趋势图等界面，在规定的范围内共享数据。

利用PI?ProcessBook可以比较方便地开发一些监控报警界面，通过参数设置、图形变化实现实时报警，提高运行的安全可靠性。如集控站实时信息监视系统主要从PI实时数据库中提取数据并加以实时显示和筛选，可很好地满足值班员在对变电所设备运行状态的监视，实现实时信息显示和实时监视等功能[6]。

4 结 语

PI 数据库具有强大的实时数据采集功能，可实时地采集来自不同数据源的原始数据，并通过系统提供的用户可配置报表、分析工具和Web 软件工具等，在遍布企业或管理部门的台式计算机、便携式电脑或移动PDA 上，实时显示当前和历史的运行状况。PI实时数据库具有良好的数据共享性，不会对生产大区的信息安全产生影响，可以为当前各类自动化系统的实时数据提供统一开放的平台以实现数据储存，使更深层次的应用开发研究成果能够在实际生产中得到应用。

智能电网指一个可整合所有连接到电网用户所有行为的电力传输网络，以有效提供持续、经济和安全的电力。它以充分满足用户对电力的需求和优化资源配置、确保电力供应的安全性、可靠性和经济性、满足环保约束、保证电能质量、适应电力市场化发展等为目的，实现对用户可靠、经济、清洁、互动的电力供应和增值服务。

由于智能电网对系统自愈、互动、安全、电能质量等方面要求更高，相应地对实时数据采集也产生了较高的要求，现有电网调度系统普遍采用的关系数据库已很难适应行业监控的需求，面临大范围的升级和改造[2]。可以预见将会有更多电力企业将实时数据库系统及基于实时数据库开发的监控系统作为企业信息化建设的重点，这也决定了未来实时数据库系统在智能电网领域的应用趋势，可以预见未来实时数据库系统在坚强智能电网领域的应用将会有更为广阔的前景。

参考文献

[1] 史兴华.供电企业实时/历史数据库PI典型应用案例[M].北京：中国电力出版社，2009.

[2] 刘振亚.智能电网技术[M].北京：中国电力出版社，2010.

[3] 王正风，许勇，鲍伟智.智能电网安全经济运行实用技术[M]. 北京：中国水利水电出版社，2011.

[4] 钟清.智能电网关键技术研究[M].北京：中国电力出版社，2011.

[5] 王振明.SCADA（监控与数据采集）软件系统设计与开发[M].北京：机械工业出版社，2009.

[6] 陈实，许勇，王正风，等.电网实时动态监测技术及应用[M].北京：中国水利水电出版社，2009.

[7] 覃剑.智能变电站技术与实践[M].北京：中国电力出版社，2010.

[8] 俞鸿飞.PI 数据库系统在水电厂的应用分析[J].浙江电力，2009（4）：46?47.