基于PI数据库的DL/T 890 HSDA接口的实现

2011-09-12朱强，姚峰

浙江电力 2011年8期

朱强，姚峰

（杭州意能软件有限公司，杭州 310014）

0 引言

浙江省电力公司于2005年在省电力公司和全省10个地区电力局建成了图、数、模一体的2级分布PI实时/历史数据库系统平台（以下简称PI系统）。该系统陆续接入了调度数据采集与监控（SCADA）系统、电能量系统、设备在线监测等大量电力安全生产实时/历史数据。PI系统作为浙江省电力公司的基础实时/历史数据平台和全省电力信息化基础平台，需要建立一整套符合国家标准规范的数据访问和数据接入接口，为各类信息化系统提供有力支撑。

DL/T 890能量管理系统应用程序接口是为电力EMS系统编写的国家电力行业标准。随着PI系统应用的逐步深化和推广，各类应用对数据的时效性提出了更高的要求。采用DL/T 890标准实现PI实时/历史数据的发布/订阅，可以实现PI系统对数据变更的实时发布，解决长期以来使用的简单数据查询方式引起的数据获取效率低下问题。如何将PI系统与DL/T 890标准有机结合，是PI系统应用深化研究的关键任务之一。

1HSDA接口介绍

HSDA是DL/T 890 CIS接口的一部分，称作高速数据访问接口，主要通过发布/订阅和同步/异步读写方式向用户高速传送更新数据。HSDA定义了自己的类体系，作为接口的参数或用于组织和维护信息。HSDA类模型与DL/T 890标准规定的CIM并不矛盾，应理解成不同的对象组织方式。以下从接口定义、数据模型、发布/订阅序列等方面介绍DL/T 890 HSDA接口的实现方式。

1.1 接口定义

HSDA标准接口由DAIS DA接口规范派生得来，可以与DL/T 890其他接口实现互操作，与其他接口共用对象标识符、属性名或标识符、类名或标识符。

HSDA包括以下接口定义：服务器和会话接口（IServer，ISession）用于服务连接及用户会话管理；浏览接口（INode，IItem，IType，IProperty）用于浏览HSDA服务内实例化的数据对象（Node）；组管理接口（IGroup，IGroup Manager）用于各组的获取及管理；数据IO接口（IGroupManager，ISimple）用于用户对数据的订阅、异步查询；客户端接口（ICallback）包括一个回调对象，该对象由客户端实现，用于传递订阅数据的更新。

1.2 数据模型

DL/T 890明确规定HSDA接口所传递的对象应与其他接口所获取的相同对象的ResourceID保持一致，用户可以通过DL/T 890的GDA接口查询到某一个对象的ResourceID，然后通过HSDA接口订阅该对象的数据。

HSDA数据访问模型如图 1所示。图中，Node（节点）用于描述可用HSDA访问的数据对象；Item（项）用于描述可用HSDA访问的数据值；Type（类型）用于描述节点（Node），是元数据；Property（性质）用于描述项（Item），是元数据。

图1 HSDA数据访问模型

HSDA接口的视图既可以是标准规定的基础视图，也可以是用户自定义视图，提供了CIM类及属性的一般映射，从而实现为不同应用提供符合要求的、与电网CIM关联的结构化数据。

DL/T 890标准为典型化视图预定义了IECTC 57PhysicalModel（物理模型）、IECTC57ClassModel（类模型）和IECTC57ISModel（事件模型）等3个模型，可作为整个视图树形根节点的一级子树，也可单独成树，这取决于服务器的功能要求。

1.3 发布/订阅序列

HSDA 接口采用数据的发布/订阅模式，为客户端提供可访问数据的发布和订阅。该功能可分为服务器发布以及客户端订阅两个步骤，服务端需要实现可订阅内容的发布，接受客户端订阅以及根据客户端订阅发送数据的变更等程序逻辑。

用户通过Group_home方法从远程会话对象获取数据访问接口，并通过该接口的create_group方法创建一个组，这个组为该用户专用，用户通过组的create_entries方法订阅数据。用户在后期追加订阅时可再次利用创建的组。

订阅数据时，用户通过GroupManager对象的callback方法将回调接口映射传递给服务端。当被订阅数据发生变化时，服务端使用该回调接口的on_data_change方法将数据发送给用户。Callback对象可持续使用，直至客户端使用destroy方法销毁该对象。

HSDA接口的实时数据发布/订阅机制可以高效地为客户端提供其要求的最近的数据变化信息，在减小系统访问压力及提高数据可靠性上比常用的数据查询比对办法具有更大优势。

2PI-HSDA接口的实现

DAIS服务器由视图管理器、订阅管理和数据管理器3部分组成，分别管理PI测点发布、订阅接收和数据更新。图2是一个典型的基于PI实时/历史数据库系统实现的DAIS服务器核心模型。

2.1 数据管理器

数据管理器是PI-HSDA接口的核心模块。在数据管理器中存储着一份PI数据库服务器全测点拷贝。

在创建数据管理器时，测点更新模块读取预配置的测点对应表，创建数据管理器的快速检索列表。为便于数据更新和订阅，应分别根据PI的Point ID和Tag创建多份快速检索表。数据对象应是唯一的，并可应用于快速检索表。

测点更新模块定时刷新测点列表，从PI实时/历史数据库系统获取最新的测点快照数据更新信息，并将数据写入数据管理器。为了提高数据更新的效率，应使用与PI数据库系统一致的异常处理机制，在数据归档时更新数据管理器的数据。定时刷新时间间隔应可动态设置。

2.2 视图管理器

根据预先定义的视图发布方式，视图管理器将数据管理器中的PI测点组织成不同的PI测点树，PI测点即DL/T 890 CIM中的Measurement，视图可订阅的条目是Measurement的Measurment-Value属性，Measrement可以根据Group作进一步的分类，以减少单个节点的Node数量，Group对应PI测点的PointSource（点源）属性，符合业务人员日常测点检索的习惯，也与浙江省电力公司《PI数据库实时/历史接入与存储规范（试行）》中的规定相吻合。典型的PI测点视图组织方式见图3。

图3的子节点是Measurement的属性，不仅可订阅实时/历史数据，还可订阅PI测点相关的属性，如单位、上下限等。Mesaurement的label可使用PI的Tag属性值。

图2 发布/订阅核心模型

图3 PI测点视图

视图管理器在DAIS服务器创建时即开始了它的整个生命周期，在DAIS服务器的整个生命周期内均有效，并且由DAIS负责销毁。一个好的视图管理器设计是可以人工干预的，即在整个生命周期内可以通过手动方式进行创建和销毁。由于视图管理器只用于发布可订阅的PI测点，在创建、销毁和再创建的过程中并不会涉及过多的现场保护。