电能量计量计费系统中实时数据库的实现算法
电能量计量计费系统中实时数据库的实现算法
丁文杰!孙新亚!朱善君!吉吟东
"清华大学自动化系!北京市#$$$%&’
摘要(研究并给出了电能量计量计费系统中实时数据库的实现算法)通过分析现有系统的弊端!表
明了实时数据库实现的必要性!并给出了实时数据库的具体实现)其系统结构采用多线程面向对象的方法!存储采用两层二阶平衡*树和时间定位索引的方法实现!运算中详细描述了系统中模拟处理的方法)从数据量+读写效率+运算效率和写库效率等方面进行了性能测试!表明了该算法的优越性)同时也指出了系统中的一些不足之处)
关键词(实时数据库,电能量计量计费系统,面向对象,多线程,二阶平衡*树中图分类号(-./0&,-1
2##3#2收稿日期(4$$#5##5##,修回日期(4$$#5#45#/)
6引言
电能量计量计费系统"7.8
’是集电能量自动采集+传输+计费+结算于一体的自动化系统)从结构上看!是一种集主站系统+远程抄表终端+电能表于一体的!全面实现发+输+配电网用户电能量的自动
采集+分析与计费功能的自动化系统9#:
)
随着用电管理的高度集中化和复杂化!要求提供更科学和更高效的电能量管理+计费和配电机制)其中很重要的是电能量计量的实时数据需求!包括
实时观测和统计+潮流图+峰谷平等94:
)目前商用实时数据库系统价格昂贵!本文所述的实时数据库
";-<*’是针对7.8的特点设计实现的一种简单+
有效的系统)
应用系统的实时数据响应时间允许从几秒到几十分钟不等!与电力调度自动化中的实时响应相比!这是一种准实时系统)本文主要介绍这种准实时要求下的;-<*的算法!其中提到的;-<*均指这种准实时系统)
=实时数据的需求
=>=传统数据处理方法分析
传统的系统对于实时数据需求的实现是使用高端服务器!在强大的商用数据库上实现高速读取)这是一种4层结构的体系!如图#所示)
可以看出!商用数据库对数据的负担很重!主要服务包括网络数据读写和触发计算4个部分)
网络数据连接包括来自前置机的数据上传和来自客户端的数据读取)数据写入的频度?@与系统的计量点数A B 和计量时间间隔数A C 之积成正比!
即?@D A B A C )来自客户端的数据读取频度?E 可以考虑远大于?@
)
图F G 层结构体系
H I J >F K L M N O L N M P Q R L S Q T U V W P M X W X L P Y
如果进行实时处理!每天写入的数据量将达上百万条!也就是每天要对磁盘写入上百万次才能将数据写入)虽然商用库能进行一定的数据缓冲!但读写在时间上的分布是均衡的!无法避免这种频繁的磁盘读写!
同时会产生大量的事务处理记录)数据触发计算是在新数据到来时通过查询+匹配公式进行计算)
计算的方向可分为4种(一种基于某一时间点的统计!称为横向计算,另一种基于计量点号进行时间上的统计!
称为纵向计算)这种触发计算机制存在以下问题(
V
3单独选择任何一个数据索引都将导致查找另一方向的速度的骤降)
Z
3实时触发带来大量的无用计算)每次横向计算都要在时间上和计量点号上查找数据!若其中一项不全!该次计算就半途而废!下次又要重复计算)
O
3电能量数据在一定程度上允许中间某一个短时间段内数据不全!可通过前后数据处理来计算!对最终的数据报表影响很小)但在商用数据库中很难进行缺数的合理处理!不断查找+判断和计算势必带来数据库的沉重负担)
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0第40卷第%期
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万方数据