重庆电网基于PI数据库实时动态监测系统WAMS的建设与应用.pdf

重庆市电机工程学会 2008 年学术会议论文 重庆电网基于PI数据库实时动态监测系统（WAMS） 的建设与应用 蒙永苹，李文涛，许 勇，王俊永 （重庆市电力公司；中国电力科学研究院） 摘要：介绍了重庆电网基于 PI 数据库的实时动态监测系 统（WAMS）的总体结构、建设目标和基本功能。该系 统采用的 PI 数据库平台具有独特的数据压缩技术，大大 降低了存储所需的容量，提高了数据查询速度，解决了 WAMS 系统数据存储的技术瓶颈，系统内采用的低频振 荡监测算法具有计算快速、准确的特点，目前该系统已 投入试运行。 关键词：实时动态监测系统；WAMS；PI 数据库；高级 应用 1 引言 随着全国联网、西电东送、南北互供工程的 实施，我国电网规模越来越大，运行方式也越 来越复杂，如何提高电网的运行可靠性成为备受 关注的问题。广域测量技术是近年来电力系统 前沿技术中最活跃的领域之一，该技术是基于 同步相量测量技术，在现代高速的通信网络的 支持下，对地域广阔的电力系统运行状态进行 监测和分析。目前广域测量系统在我国已进入 大面积推广应用阶段。 目前，WAMS 系统从各子站采集了高密度的 海量数据，主站在实现电网在线安全监测和报警 控制时需要系统以极高的速度从这些数据的分 析出有用的信息，尽力避免“数据很多，信息不够” 的情况。 故 WAMS 的数据存储和提取分析是 系统的难点和关键点之一， PI 实时数据库系统 在国内大多应用于工厂数据的自动采集、存贮和 监视。 重庆电网实时动态监测系统是国内首 家采用 PI 数据库平台的 WAMS 系统，集电网动 态监视、安全评估、智能报警、电力系统故障诊 断等高级应用功能于一体，它成功地解决了数据 存储和提取的性能难题。 ]1[ ]2[ ]3[ 2 系统建设目标 重庆电网实时动态监测系统的建设目标为基 于技术发展水平逐步推进，以应用为导向，分期 实施、逐步发展，分三个阶段进行建设。即： 第一期：建设 WAMS 系统平台，实现对电力 系统的实时动态监视。通过 PMU 的合理布点采 集电网动态信息，构成一个 WAMS 系统平台， 实现动态监测基本分析功能。 第二期：构建高速计算子系统，对系统进行 动态安全分析与评估。 第三期：完善系统平台的高级应用功能，实 现在线预决策的闭环控制。 3 系统结构 重庆 WAMS 系统主站设备包括 PMU 数据采 集服务器、PI 数据服务器、WAMS 应用服务器、 工作站、网络设备、时间服务器等相关设备，其 中 PI 数据服务器的配置容量为 20000 点。 由于普通的实时数据库对于数据的吞吐能力 较弱，所以 WAMS 主站硬件设备必须选用高端 的服务器；同时因普通的商用数据库不具备数据 压缩及还原技术，为了存储 PMU 采集的海量数 据必须采用磁盘阵列等昂贵的存储设备。重庆 WAMS 系统主站系统采用的 PI 数据库作为数据 平台，因其具有海量的数据吞吐能力和数据压缩 技术，所以采用普通的 HP PC 服务器就可完全满 足系统的要求，这可以大大节省硬件投资。 系统软件分为 PMU 数据采集管理层、PI 数 据服务层和数据应用及图形展示层三层。其中 PMU 数据采集管理层负责管理与 PMU 的数据交 互进程，PI 数据服务层负责启动 PI 服务及响应 PI 客户端的连接请求，数据应用及图形展示层则 938 重庆电网基于 PI 数据库实时动态监测系统（WAMS）的建设与应用 实时的从 PI 数据库获取电网数据，完成预先设定 的高级应用功能。 4 PI数据库的应用 PI 系统是世界上最优秀的实时数据库产品之 一，目前，全世界超过 80 个国家的 6500 套 PI 系统正在投入运行中，其中全球电力企业超过 30 ％在使用 PI，而且购买 PI 的用户每年以 25％的 速度增长，使得 PI 的装机量近万套，成为全球装 机量最多的实时数据库产品。 相对于通常的数据库系统，PI 系统应用于 WAMS 系统中时其主要的优点如下： 1) WAMS 系统中的数据量非常巨大，其采 样间隔是毫秒级的，最高时达 100 帧/秒，如果采 用常规的数据库存储历史数据将占用很大的磁 盘空间，同时查询长过程的数据时速度会非常缓 慢；而 PI 采用的独有的压缩技术可以极大的节省 磁盘空间，同时“旋转门”压缩技术保证了从 PI 的 历史数据中取出的数据又能满足该点所要求的 精度。 2) WAMS 系统内的数据是带有精确时标 的，PI 数据库的每个数据点都具有“时间”属性， 便于不同数据点不同时刻的数据对比。 3) PI 服务器具备的超强的吞吐能力支持 每秒上百万次数据的写入。可满足多台 PDC（数 据集中器）大量数据的同时写入。 4.