电网监控中PetriNets主动数据库的应用研究

刘 红

（国家电网湖北省电力公司公安县供电公司电力调度控制中心，湖北 荆州434300）

0 引言

电网监控系统的运作过程较为简单，其中，现场数据采集与传输是整个系统运行的基础，通过访问数据库才能实现系统的调度功能。从整体来看，PetriNets主动数据库技术与电网监控系统的整合运作较为可行，而且能够明显提升电网监控系统的运作效率。这一过程可以借由架设电网监控的主动数据库模型来呈现。但无论从模拟实验还是典型实例的角度来看，PetriNets主动数据库在电网监控中的应用效果都较为良好。

1 电网监控概述

现阶段，数据库技术的发展较为快速，电网监控系统中的现场数据采集是实现数据库调度功能的重要基础。操作人员凭借电网监控系统的日常运作，能够获取由一线工作面所传来的实时数据，如若发生故障，则可及时进行处理。从实践过程来看，电网监控系统的原理及基本功能都较为简单。

1.1 电网监控系统的运作原理

电网监控系统的原理实际上就是凭借调度自动化系统的有序运作来实现对变电站环境的实时监控。电网监控系统的运作依靠的是硬件设备与软件技术所搭建的系统框架，以及各模块职能作用的发挥。

1.2 电网监控系统的运作效能

电网监控系统以计算机、通讯设备、测控单元为基本工具，为组织架构中的变配电系统的实时数据采集、开关状态检测及远程控制提供最基础的管理与操作平台，进而为电力系统的平稳运行提供有力的保障。电网监控系统可以和检测、控制设备构成任意复杂的监控系统，与各项先进的智能化技术整合应用。目前，电网监控系统的运作效能极为突显，在变配电监控中发挥了核心作用，可以有效降低电力系统的运作成本，提高电力单位总体的生产效率。

2 PetriNets主动数据库在电网监控中的应用

在电力系统运行过程中，无论是进行运行监视和控制，还是在线安全分析和经济调度，都需要实时数据采集、传输过程来支撑。传统方式是电力系统运行状态的参数通过遥测得到，存放于实时数据库中，并集中到各级调度中心。相比之下，调度中心的电网监控过程较为智能化。具体来看，调度中心的电网监控系统是通过用户或应用程序显式的请求来访问实时数据库，并完成相应的监控功能［1］。近几年来，随着计算机网络信息技术的快速发展，运用面向对象的主动数据库技术，建立了基于PetriNets主动数据库的电网监控系统。

2.1 PetriNets主动数据库技术

PetriNets是对离散并行系统的数学表示，经典的Petri-Nets主动数据库所构建的网络是一个较为简易的过程模型，其中涵盖了两种类型的节点，即库所与变迁，整个数据库网络由向弧、令牌等元素构成。

2.2 主动数据库模型

相对于其他类型的数据库系统，PetriNets主动数据库的突出特点在于其主动服务性，而且，通过数据库模型的构建可以了解到，数据库中信息数据内容的变化情况是能够被内部监控系统的核心接收到的。主动数据库系统的服务模式可以借用一个简图来表示（图1）。

图1 主动数据库系统的服务模式

由图1可知，DBS（传统的关系型数据库）、EB（事件库）以及EM（事件监视器）之间的关系并不是完全对等的，其中DBS作为一个旧有模式下的关系型数据库，与事件库之间形成了一种交互关联，既可以从EB中调用有效信息数据，同样，EB也可以从DBS中获取所需数据资料［2］。另外，EM是一个可以随时监视事件库状况的系统监视端口，它将所获取的信息数据传送至监控中心，以便相关技术人员来执行操作处理。事件监视器模块的具体工作原理是：在其正常运作的过程中，监视到某事件已经发生时，便在第一时间触发监控系统中主动数据库系统的操作规程，从而令EB模块按照事先设定的操作模式来运作，直至主动数据库的信息成功关联到系统中的各个核心部位。

2.3 在电网监控中应用PetriNets主动数据库的成效

传统的电网监控系统运行状态及应用过程都较为简单，很容易便能够实现电网运行监控的目的，但实际上，整个监控系统的运作过程是被动的，并不能直接采集到工作面的信息，而是需要通过人为或调度端程序来辅助完成，这样一来，就极大地影响了调度响应的时效性，一旦工作面发生故障，要过很久才能将故障报送至操控管理中心，显然，电网监控的时效性直接影响着整个系统运作的效能［3］。通过模拟实验可以了解到，在电网监控中应用PetriNets主动数据库，可以明显提升事件检测的效率。

3 提高电网监控运作效能的有效策略

为了进一步探究提高电网监控运作效能的合理方案，可对主动数据库的运作模式进行分步骤分析，进而了解其运作机理。从电网监控中应用PetriNets主动数据库的典型实例可以清楚地看到，借助PetriNets主动数据库，电网监控系统的运作效能能够有效提升。

3.1 电网监控中应用PetriNets主动数据库的典型实例

从电网监控系统的运行过程可以了解到，当复杂事件激增时，采用PetriNets主动数据库技术可以缩短系统处置数据库信息的时间，同时还能弥补传统电网监控系统中原有数据库技术的缺陷。究其原因，主动数据库技术将实时性要求高的电网监控功能转变为由数据库主动来完成，这样就能够提升电网监控系统的运作效率。在实践过程中，复杂事件的发生及其发生时刻与构成此类事件的各因素有着直接关联，在我国南方某水电站的电网监控系统中可以看到，在整个检测过程中，基于PetriNets主动数据库的电网监控系统的性能较以往有了很大的提升，只需通过读取状态信息，便可以获取复杂事件发生整个时段的信息数据，从而更加有利于执行实时电网控制管理工作。

3.2 提升主动数据库的事件检测效率

鉴于基本事件的检测过程及其构成都较为简单，在执行电网监控任务的过程中，利用相应的触发器机制就完全可以达到效果。相对来讲，我国后期所构建的电网系统的整体框架都较为复杂，所以当面临复杂问题时，系统所依赖的计算机技术及其算法就需要加以改善，采取更为先进的计算模式来处理问题，借以提升主动数据库的事件检测效率。为了能够更好地解决电网监控中的冲突问题，并将主动数据库中的事件更快捷地检测出来，应积极应用PetriNets主动数据库技术，从而在快速解决问题的同时，将复杂事件的发生时间及其状态记录下来，以便为后期执行操作积累足够的经验。

4 结语

通过研究电网监控系统的功能需求以及分析PetriNets主动数据库技术，提出一种基于PetriNets主动数据库技术的电网监控系统。经研究分析以及实践验证，用于电网监控的主动数据库运行较为顺畅，效果突出，提升了电网监控系统的运行效率，具备一定的实践价值。因此，基于PetriNets主动数据库技术的电网监控系统值得在相关领域推广运用。

［1］刘云静.电网动态监控系统的设计［J］.可编程控制器与工厂自动化，2011（9）：63～64

［2］王海龙，张鹏举，郭改枝.主动数据库在联锁故障应急处理中的应用［J］.微计算机信息，2010（6）：164～165

［3］方明霞.PI数据库在浙江电网的应用现状与展望［J］.浙江电力，2010（4）：53～54