周升，陶敏，李智

（1.浙江省電力公司電力科學(xué)研究院，杭州310014；2.杭州意能軟件有限公司，杭州310014）

電力信息化

實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)平臺(tái)通用應(yīng)用程序編程接口研究

周升1，陶敏1，李智2

（1.浙江省電力公司電力科學(xué)研究院，杭州310014；2.杭州意能軟件有限公司，杭州310014）

隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的逐步推進(jìn)，實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)平臺(tái)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、共享等方面發(fā)揮了越來(lái)越重要的作用。由于老的實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)平臺(tái)限制了應(yīng)用的深化推廣，浙江省電力公司于2012年引進(jìn)了國(guó)產(chǎn)海迅實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，并在此基礎(chǔ)上建立浙江電網(wǎng)實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)新平臺(tái)。為保證平臺(tái)順利平穩(wěn)過(guò)渡，重點(diǎn)研究了實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)平臺(tái)通用應(yīng)用程序編程接口，以期滿足浙江公司實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)應(yīng)用發(fā)展的需求。

電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)；實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)平臺(tái)；海迅實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)庫(kù)；通用應(yīng)用程序編程接口

0 引言

隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的逐步推進(jìn)，輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)、用電信息采集、配電自動(dòng)化等生產(chǎn)系統(tǒng)將產(chǎn)生海量實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)，浙江省電力公司于2005年引進(jìn)了PI實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，并在此基礎(chǔ)上建立了浙江電網(wǎng)實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)平臺(tái)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)PI平臺(tái)）。歷經(jīng)7年的建設(shè)和發(fā)展，共計(jì)接入包含各級(jí)調(diào)度SCADA（調(diào)整數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)）、電能量、在線監(jiān)測(cè)、營(yíng)銷(xiāo)等數(shù)據(jù)在內(nèi)的上百萬(wàn)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)?；谶@些數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)了上千個(gè)應(yīng)用，在各項(xiàng)生產(chǎn)業(yè)務(wù)管理中發(fā)揮了重要的作用。但是平臺(tái)150萬(wàn)測(cè)點(diǎn)規(guī)模已不適應(yīng)現(xiàn)有應(yīng)用發(fā)展的需求，而平臺(tái)擴(kuò)充與運(yùn)維成本又非常昂貴，限制了各項(xiàng)業(yè)務(wù)的進(jìn)一步深化應(yīng)用。

為了解決上述問(wèn)題，2012年，浙江省電力公司與國(guó)網(wǎng)電科院共同承擔(dān)了國(guó)家電網(wǎng)公司科技項(xiàng)目“分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)研發(fā)與應(yīng)用”，確定了依托國(guó)產(chǎn)海迅實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)庫(kù)建立浙江電網(wǎng)實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)新平臺(tái)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)HS平臺(tái)）。為保證平臺(tái)順利平穩(wěn)過(guò)渡，從數(shù)據(jù)庫(kù)底層API入手，研究了一套PI平臺(tái)與HS平臺(tái)通用的API（Universal API，通用應(yīng)用程序編程接口，以下簡(jiǎn)稱(chēng)UAPI），從而實(shí)現(xiàn)平臺(tái)應(yīng)用和數(shù)據(jù)接口簡(jiǎn)單快速的遷移。

1 現(xiàn)狀分析

1.1 平臺(tái)數(shù)據(jù)寫(xiě)入

自PI平臺(tái)建成以來(lái)，在全省范圍內(nèi)已經(jīng)接入了省/地/縣調(diào)SCADA、電能量、用電信息采集、輸變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)等主要業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，部分地區(qū)局還涉及蓄電池在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、電壓質(zhì)量綜合管理平臺(tái)、變電站設(shè)備溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、IT設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。

各數(shù)據(jù)源系統(tǒng)的實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)按照101，DL/T 860等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約或通過(guò)Web Service，E文件等方式接入到PI平臺(tái)中。平臺(tái)的數(shù)據(jù)接入接口接收到這些數(shù)據(jù)后進(jìn)行解析，最終都調(diào)用PI-API/ PI-SDK寫(xiě)入到PI實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中[2]，寫(xiě)入流程如圖1所示。

圖1 PI平臺(tái)數(shù)據(jù)寫(xiě)入

1.2 平臺(tái)數(shù)據(jù)訪問(wèn)

自PI平臺(tái)建成以來(lái)，浙江省電力公司在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了上千個(gè)應(yīng)用，包括營(yíng)銷(xiāo)管理、生產(chǎn)管理、調(diào)度管理、輔助決策、電網(wǎng)規(guī)劃及信息技術(shù)等方面。常用的應(yīng)用主要有2種方式，一種是由PI客戶端工具ProcessBook和DataLink開(kāi)發(fā)，通過(guò)PI-ActiveView控件在瀏覽器中展示，用戶在查看應(yīng)用頁(yè)面時(shí)通過(guò)PI-API/PI-SDK連接到PI實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，從而獲取數(shù)據(jù)的更新。另一種是通過(guò)建立Web Service或其他通信服務(wù)，用戶直接訪問(wèn)PI應(yīng)用，然后統(tǒng)一由PI應(yīng)用通過(guò)PI-API/PI-SDK向PI實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取數(shù)據(jù)[2]，如圖2所示。

1.3 存在問(wèn)題

圖2 PI平臺(tái)數(shù)據(jù)訪問(wèn)

PI平臺(tái)的數(shù)據(jù)寫(xiě)入和數(shù)據(jù)訪問(wèn)都需要調(diào)用底層的PI-API/PI-SDK，因此在用HS平臺(tái)替代PI平臺(tái)時(shí)，原PI平臺(tái)中的數(shù)據(jù)接口和基于PI開(kāi)發(fā)的應(yīng)用都需要進(jìn)行代碼修改，將調(diào)用的PIAPI/PI-SDK函數(shù)替換為HS-API函數(shù)，工作量將非常巨大。

遵循“平穩(wěn)過(guò)渡”的原則，平臺(tái)遷移會(huì)存在一個(gè)過(guò)渡時(shí)期，PI平臺(tái)和HS平臺(tái)將并行運(yùn)作。此時(shí)，一部分急于上線的新應(yīng)用仍會(huì)基于PI平臺(tái)開(kāi)發(fā)。但是當(dāng)HS平臺(tái)正式替代PI平臺(tái)后，這些應(yīng)用又需要馬上進(jìn)行大幅度修改，造成了重復(fù)投資，浪費(fèi)了大量的人力和物力。

無(wú)論是PI平臺(tái)還是HS平臺(tái)都會(huì)不斷升級(jí)，PI-API或HS-API也會(huì)隨著升級(jí)而進(jìn)行修改、擴(kuò)充，如果平臺(tái)的數(shù)據(jù)接口和應(yīng)用仍直接利用PIAPI/HS-API方式連接數(shù)據(jù)庫(kù)，可能會(huì)影響到實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)應(yīng)用的正常開(kāi)展。

2 跨平臺(tái)UAPI

2.1 改造后的平臺(tái)數(shù)據(jù)寫(xiě)入與訪問(wèn)

針對(duì)單一數(shù)據(jù)庫(kù)的底層API接口存在無(wú)法支撐跨平臺(tái)應(yīng)用的問(wèn)題。通過(guò)屏蔽不同實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)庫(kù)的API接口，采用統(tǒng)一的UAPI函數(shù)供外部應(yīng)用系統(tǒng)和數(shù)據(jù)接口調(diào)用，才能實(shí)現(xiàn)透明性以及跨平臺(tái)訪問(wèn)[3]。

改造后的平臺(tái)數(shù)據(jù)寫(xiě)入如圖3所示。各數(shù)據(jù)源系統(tǒng)的實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)解析后通過(guò)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)寫(xiě)入接口，利用跨平臺(tái)的UAPI寫(xiě)入到PI實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)庫(kù)或HS實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中。

改造后的平臺(tái)數(shù)據(jù)訪問(wèn)如圖4所示。無(wú)論是PI平臺(tái)還是HS平臺(tái)上的應(yīng)用，都通過(guò)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)訪問(wèn)接口，利用跨平臺(tái)UAPI從PI實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)庫(kù)或HS實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取數(shù)據(jù)。

圖3 改造后的平臺(tái)數(shù)據(jù)寫(xiě)入

圖4 改造后的平臺(tái)數(shù)據(jù)訪問(wèn)

2.2 常用UAPI方法

遵循《國(guó)家電網(wǎng)公司海量歷史準(zhǔn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)管理平臺(tái)典型設(shè)計(jì)》對(duì)平臺(tái)數(shù)據(jù)訪問(wèn)服務(wù)的要求，以標(biāo)準(zhǔn)編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了具有跨平臺(tái)特性的UAPI。

根據(jù)功能的不同，對(duì)UAPI進(jìn)行了分類(lèi)，具體包括以下5組：

（1）連接維護(hù)組：實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)庫(kù)的連接、資源初始化、時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)等，具體函數(shù)如表1所示。

表1 連接維護(hù)組

（2）測(cè)點(diǎn)管理組：對(duì)測(cè)點(diǎn)的增、刪、改、查，以及對(duì)測(cè)點(diǎn)屬性的查詢、修改等，具體函數(shù)如表2所示。

（3）數(shù)據(jù)寫(xiě)入組：向單個(gè)或批量測(cè)點(diǎn)中寫(xiě)入某個(gè)時(shí)間點(diǎn)或某段時(shí)間內(nèi)的數(shù)據(jù)，具體函數(shù)如表3所示。

（4）數(shù)據(jù)查詢組：查詢單個(gè)或批量測(cè)點(diǎn)的實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)，具體函數(shù)如表4所示。

表2 測(cè)點(diǎn)管理組

表3 數(shù)據(jù)寫(xiě)入組

表4 數(shù)據(jù)查詢組

（5）數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)組：查詢單個(gè)或批量測(cè)點(diǎn)一段時(shí)間內(nèi)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)及按照特定條件過(guò)濾后的數(shù)據(jù)，具體函數(shù)如表5所示。

2.3 UAPI調(diào)用過(guò)程

表5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)組

在使用UAPI前需判斷所連接實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)庫(kù)的類(lèi)型（PI，HS或者其他），利用該數(shù)據(jù)庫(kù)提供的API文件和自定義的UAPI文件進(jìn)行封裝、加載后方可使用。

調(diào)用UAPI寫(xiě)入數(shù)據(jù)的一般過(guò)程如圖5所示。首先連接實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，然后根據(jù)測(cè)點(diǎn)名稱(chēng)獲取測(cè)點(diǎn)ID，查詢到測(cè)點(diǎn)ID后直接把數(shù)據(jù)寫(xiě)入到實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)庫(kù)相應(yīng)測(cè)點(diǎn)中，如果查詢不到測(cè)點(diǎn)ID，則先新建測(cè)點(diǎn)，再寫(xiě)入數(shù)據(jù)，最后斷開(kāi)實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)庫(kù)連接。調(diào)用UAPI查詢數(shù)據(jù)的過(guò)程與寫(xiě)入類(lèi)似，如查詢不到測(cè)點(diǎn)ID則表示該測(cè)點(diǎn)不存在，無(wú)法獲取數(shù)據(jù)。

圖5 數(shù)據(jù)寫(xiě)入調(diào)用過(guò)程

2.4 UAPI優(yōu)勢(shì)

（1）減少平臺(tái)遷移和升級(jí)的工作量。UAPI提供了統(tǒng)一的接口函數(shù)，對(duì)PI和HS等實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)庫(kù)都是通用的。因此，平臺(tái)上的接口和應(yīng)用基于UAPI進(jìn)行開(kāi)發(fā)既可縮短平臺(tái)遷移的周期，也能減少重復(fù)投資，降低信息化建設(shè)成本。

（2）支撐跨平臺(tái)應(yīng)用的開(kāi)展。UAPI提供了跨平臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)接口，方便各應(yīng)用從不同平臺(tái)獲取數(shù)據(jù)，支撐跨平臺(tái)應(yīng)用的快速開(kāi)發(fā)和部署。

（3）提升平臺(tái)數(shù)據(jù)寫(xiě)入和數(shù)據(jù)訪問(wèn)安全。UAPI提供經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)封裝的平臺(tái)接口，降低了外部應(yīng)用和接口直接調(diào)用底層API所帶來(lái)的信息安全風(fēng)險(xiǎn)，提升了信息綜合利用和統(tǒng)一管理水平。

3 跨平臺(tái)UAPI測(cè)試

結(jié)合目前PI平臺(tái)與HS平臺(tái)中已存儲(chǔ)的SCADA數(shù)據(jù)對(duì)UAPI方法進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果保存在日志文件中。從數(shù)據(jù)查詢組、數(shù)據(jù)寫(xiě)入組和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)組中各選取一個(gè)方法為例進(jìn)行說(shuō)明。

圖6顯示的是分別使用PI-API，HS-API和UAPI查詢變電站有功和無(wú)功測(cè)點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)情況?？梢钥闯鐾ㄟ^(guò)UAPI方法查詢到的實(shí)時(shí)值與通過(guò)PI-API和HS-API查詢到的完全一致，實(shí)現(xiàn)了PI和HS中原有API的功能。

圖6 查詢測(cè)點(diǎn)實(shí)時(shí)值打印日志

圖7顯示的是分別使用PI-API，HS-API和UAPI寫(xiě)入變電站有功和無(wú)功測(cè)點(diǎn)斷面值的情況。共寫(xiě)入10個(gè)測(cè)點(diǎn)的斷面值并進(jìn)行了查詢，如果查詢結(jié)果與寫(xiě)入的一致，則返回“寫(xiě)入成功”。從圖7可以看出，通過(guò)UAPI方法正確寫(xiě)入了這10個(gè)測(cè)點(diǎn)的斷面值。

圖8顯示的是分別使用PI-API，HS-API和UAPI統(tǒng)計(jì)變電站有功和無(wú)功測(cè)點(diǎn)某時(shí)間段內(nèi)最大、最小值的情況，表明通過(guò)UAPI方法統(tǒng)計(jì)的結(jié)果與PI-API及HS-API統(tǒng)計(jì)的是一致的。

圖7 寫(xiě)入測(cè)點(diǎn)斷面值打印日志

其他UAPI方法也逐一進(jìn)行了測(cè)試，實(shí)現(xiàn)了應(yīng)具備的功能。由于UAPI是在PI－API和HSAPI的基礎(chǔ)上按照標(biāo)準(zhǔn)格式封裝而成的，所以效率不如API。從圖6和圖7中也可以看出，查詢實(shí)時(shí)值和寫(xiě)入斷面值時(shí)比HS－API慢，還需要在今后進(jìn)一步研究和完善。

4 結(jié)語(yǔ)

跨平臺(tái)UAPI屏蔽了底層數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)及差異，對(duì)外提供統(tǒng)一的訪問(wèn)接口，為上層應(yīng)用服務(wù)，從而有效解決了實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)平臺(tái)遷移和升級(jí)過(guò)程中碰到的問(wèn)題，為今后實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)平臺(tái)的建設(shè)和應(yīng)用提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

圖8 統(tǒng)計(jì)測(cè)點(diǎn)最大最小值打印日志

[1]陳樹(shù)勇，宋書(shū)芳，李蘭欣，等.智能電網(wǎng)綜述[J].電網(wǎng)技術(shù)，2009，33（8）∶1－7.

[2]陶敏，郭寧.PI實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)平臺(tái)架構(gòu)優(yōu)化[J].浙江電力，2011，30（8）∶1－8.

[3]周升，陶敏.實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)通用訪問(wèn)方法研究[J].浙江電力，2012（12）∶94－98.

（本文編輯：徐晗）

Study of Universal Application Programming Interface in Real-time/historical Data Platform

ZHOU Sheng1，TAO Min1，LI Zhi2
（1.Z（P）EPC Electric Power Research Institute，Hangzhou 310014，China；2.Hangzhou Ensoft Software Co.，Ltd.，Hangzhou 310014，China）

With the gradual advancement of the smart grid construction，real-time/historical data platform plays a more important role in data storing，data sharing and other aspects.As the old real-time/historical data platform has limited the deep promotion of applications，Zhejiang（Provincial）Electric Power Company introduces domestic Haixun real-time/historical database in 2012，and constructs new Zhejiang power grid realtime/historical data platform based on it.To ensure the smooth transition of the platform,this paper focuses on the real-time/historical data platform universal application programming interface in accordance with typical design of state grid in order to meet the development demands of real-time/historical data application.

power grid operation；real-time/historical data platform；Haixun real-time/historical database；universal application programming interface

TP317

：B

：1007-1881（2013）07-0072-05

2012-12-28

周升（1985-），男，浙江杭州人，助理工程師，從事電力行業(yè)信息技術(shù)工作。