8 QCSG 11001733南方电网一体化电网运行智能系统技术规范 第3部分数据 第3篇主站数据架构.docx

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8QCSG11001733南方电网一体化电网运行智能系统技术规范第3部分数据第3篇主站数据架构

Q/CSG

Q/CSG110017.33-2012

中国南方电网有限责任公司企业标准

南方电网一体化电网运行智能系统

技术规范

第3-3部分：

数据

主站数据架构

Technicalspecifications

ofoperationsmartsystem

inChinaSouthernPowerGrid-

Part3-3:

Data-

Dataarchitectureofcontrolcenters

中国南方电网有限责任公司发布

2012-XX-XX实施

2012-XX-XX发布

目次

前言II

1范围1

2规范性引用文件1

3术语和定义1

4总体原则及要求1

4.1目标与原则1

4.2一般体系结构2

5数据架构2

5.1运行数据模型2

5.2主站内部数据交互3

5.3主站外部数据交互8

5.4数据存储分布11

5.5数据管理13

前言

为落实公司二次一体化的工作要求，提高电网一体化运行水平，解决二次系统种类繁杂、运行信息割裂、缺乏统一的建设和运行标准等问题，经研究国内外电网运行技术支持系统建设思路和实践案例，提出建设一体化电网运行智能系统的总体解决方案。

为推进一体化电网运行智能系统标准化、规范化建设，特制定南方电网一体化电网运行智能系统系列标准。

本次发布的系列标准是2012年版，适用于2013年起开始可研的新建或技改项目，指导公司一体化电网运行智能系统网、省、地（县）主站和厂站系统建设。

本系列标准分为8部分共73篇，第一部分为总则，共2篇，描述了标准体系和术语定义；第二部分为架构，共3篇，描述了系统总体、主站和厂站架构和原则；第三部分为数据，共13篇，描述了数据源、数据架构和数据交换等要求；第四部分为平台，共6篇，描述了系统平台和OSB总线相关要求；第五部分为主站应用，共26篇，描述了主站端系统各模块功能要求；第六部分为厂站应用，共16篇，描述了厂站端系统各模块和装置的功能要求；第七部分为配置，共5篇，描述了系统主站和厂站配置和标准化接线要求；第八部分为验收，共2篇，描述了系统主站和厂站验收技术管理要求。

标准体系结构如下表所示：

标准名称

部分

篇

编号

南方电网一体化电网运行智能系统技术规范

第1部分：

总则

第1篇：

基本描述

Q/CSG110017.11-2012

第2篇：

术语和定义

Q/CSG110017.12-2012

第2部分：

架构

第1篇：

总体架构技术规范

Q/CSG110017.21-2012

第2篇：

主站系统架构技术规范

Q/CSG110017.22-2012

第3篇：

厂站系统架构技术规范

Q/CSG110017.23-2012

第3部分：

数据

第1篇：

数据源规范

Q/CSG110017.31-2012

第2篇：

厂站数据架构

Q/CSG110017.32-2012

第3篇：

主站数据架构

Q/CSG110017.33-2012

第4篇：

IEC61850实施规范

Q/CSG110017.34-2012

第5篇：

电网公共信息模型规范

Q/CSG110017.35-2012

第6篇：

全景建模规范

Q/CSG110017.36-2012

第7篇：

对象命名及编码

Q/CSG110017.37-2012

第8篇：

基于SVG的公共图形交换

Q/CSG110017.38-2012

第9.1篇：

数据接口与协议.厂站主站间数据交换

Q/CSG110017.39.1-2012

第9.2篇：

数据接口与协议.横向主站间数据交换

Q/CSG110017.39.2-2012

第9.3篇：

数据接口与协议.纵向主站间数据交换

Q/CSG110017.39.3-2012

第10篇：

通用画面调用技术规范

Q/CSG110017.310-2012

第11篇：

公共图形绘制规范

Q/CSG110017.311-2012

第4部分:

平台

第1篇：

主站系统平台技术规范

Q/CSG110017.41-2012

第2篇：

厂站系统平台技术规范

Q/CSG110017.42-2012

第3.1篇：

运行服务总线（OSB）技术规范.服务注册及管理

Q/CSG110017.43.1-2012

第3.2篇：

运行服务总线（OSB）技术规范.OSB功能

Q/CSG110017.43.2-2012

第4篇：

安全防护技术规范

Q/CSG110017.44-2012

第5篇：

容灾备用技术规范

Q/CSG110017.45-2012

第5部分:

主站应用

第1.1篇：

智能数据中心.数据采集与交互类功能规范

Q/CSG110017.51.1-2012

第1.2篇：

智能数据中心.全景数据建模类功能规范

Q/CSG110017.51.2-2012

第1.3篇：

智能数据中心.数据集成与服务类功能规范

Q/CSG110017.51.3-2012

第2.1篇：

智能监视中心.稳态监视类功能规范

Q/CSG110017.52.1-2012

第2.2篇：

智能监视中心.动态监视类功能规范

Q/CSG110017.52.2-2012

第2.3篇：

智能监视中心.暂态监视类功能规范

Q/CSG110017.52.3-2012

第2.4篇：

智能监视中心.环境监视类功能规范

Q/CSG110017.52.4-2012

第2.5篇：

智能监视中心.节能环保监视类功能规范

Q/CSG110017.52.5-2012

第2.6篇：

智能监视中心.在线计算类功能规范

Q/CSG110017.52.6-2012

第2.7篇：

智能监视中心.事件记录类功能规范

Q/CSG110017.52.7-2012

第2.8篇：

智能监视中心.在线预警类功能规范

Q/CSG110017.52.8-2012

第3.1篇：

智能控制中心.手动操作类功能规范

Q/CSG110017.53.1-2012

第3.2篇：

智能控制中心.自动控制类功能规范

Q/CSG110017.53.2-2012

第4.1篇：

智能管理中心.并网审核类功能规范

Q/CSG110017.54.1-2012

第4.2篇：

智能管理中心.定值整定类功能规范

Q/CSG110017.54.2-2012

第4.3篇：

智能管理中心运行方式类功能规范

Q/CSG110017.54.3-2012

第4.4篇：

智能管理中心.离线计算类功能规范

Q/CSG110017.54.4-2012

第4.5篇：

智能管理中心.安全风险分析与预控类功能规范

Q/CSG110017.54.5-2012

第4.6篇：

智能管理中心.经济运行分析与优化类功能规范

Q/CSG110017.54.6-2012

第4.7篇：

智能管理中心.节能环保分析与优化类功能规范

Q/CSG110017.54.7-2012

第4.8篇：

智能管理中心.电能质量分析与优化功能规范

Q/CSG110017.54.8-2012

第4.9篇：

智能管理中心.统计评价类功能规范

Q/CSG110017.54.9-2012

第4.10篇：

智能管理中心.用电管理类功能规范

Q/CSG110017.54.10-2012

第4.11篇：

智能管理中心.信息发布类功能规范

Q/CSG110017.54.11-2012

第5.1篇：

电力系统运行驾驶舱.技术规范

Q/CSG110017.55.1-2012

第5.2篇：

电力系统运行驾驶舱.功能规范

Q/CSG110017.55.2-2012

第6部分：

厂站应用

第1篇：

智能数据中心功能规范

Q/CSG110017.61-2012

第2篇：

智能监视中心功能规范

Q/CSG110017.62-2012

第3篇：

智能控制中心功能规范

Q/CSG110017.63-2012

第4篇：

智能管理中心功能规范

Q/CSG110017.64-2012

第5篇：

厂站运行驾驶舱功能规范

Q/CSG110017.65-2012

第6篇：

智能远动机功能规范

Q/CSG110017.66-2012

第7.1篇：

厂站装置功能及接口规范.通用技术条件

Q/CSG110017.67.1-2012

第7.2篇：

厂站装置功能及接口规范.一体化测控装置

Q/CSG110017.67.2-2012

第7.3篇：

厂站装置功能及接口规范.一体化运行记录分析装置

Q/CSG110017.67.3-2012

第7.4篇：

厂站装置功能及接口规范.一体化在线监测装置

Q/CSG110017.67.4-2012

第7.5篇：

厂站装置功能及接口规范.合并单元

Q/CSG110017.67.5-2012

第7.6篇：

厂站装置功能及接口规范.智能终端

Q/CSG110017.67.6-2012

第7.7篇：

厂站装置功能及接口规范.工业以太网交换机

Q/CSG110017.67.7-2012

第7.8篇：

厂站装置功能及接口规范.调速器

Q/CSG110017.67.8-2012

第7.9篇：

厂站装置功能及接口规范.励磁控制器

Q/CSG110017.67.9-2012

第8篇：

智能配电终端功能规范

Q/CSG110017.68-2012

第7部分：

配置

第1篇：

主站系统配置规范

Q/CSG110017.71-2012

第2篇：

主站辅助设施配置规范

Q/CSG110017.72-2012

第3篇：

主站二次接线标准

Q/CSG110017.73-2012

第4篇：

厂站系统配置规范

Q/CSG110017.74-2012

第5篇：

厂站辅助设施配置规范

Q/CSG110017.75-2012

第8部分：

验收

第1篇：

主站系统验收规范

Q/CSG110017.81-2012

第2篇：

厂站系统验收规范

Q/CSG110017.82-2012

本规范是该系列标准的第3部分第3篇。

本规范由中国南方电网有限责任公司标准化委员会批准。

本规范由中国南方电网系统运行部（中国南方电网电力调度控制中心）提出、归口管理和负责解释。

本规范起草单位：

中国南方电网系统运行部（中国南方电网电力调度控制中心）负责起草。

本规范参加单位：

南京南瑞继保电气有限公司、国电南瑞科技股份有限公司、东方电子股份有限公司、中国能源建设集团广东省电力设计研究院。

本规范主要起草人员：

李矛、周华锋、赵曼勇、孙超、陆鑫、陈鹏、刘延乐、孙浩、张仕鹏。

南方电网一体化电网运行智能系统技术规范

第3-3部分：

数据

主站数据架构

范围

本规范规定了南方电网一体化电网运行智能系统主站部分的数据架构和数据流，包含总体数据模型、数据交互模型、数据分布和数据管理四个方面，阐明了ICT基础设施、智能数据中心、智能监视中心、智能控制中心、智能管理中心和电力系统驾驶舱之间在数据视图上的关联关系。

本系列标准文件适用于网、省、地县、配各级主站的规划、设计、采购、建设、验收、运行、升级工作。

规范性引用文件

下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，然而，鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。

国家电力监管委员会令（第5号）电力二次系统安全防护规定

电监安全[2006]34号文电力二次系统安全防护总体方案

Q/CSG110017.31-2012南方电网一体化电网运行智能系统技术规范第3部分：

数据第1篇：

数据源规范

Q/CSG110017.35-2012南方电网一体化电网运行智能系统技术规范第3部分：

数据第5篇：

IEC61970实施规范

Q/CSG110017.37-2012南方电网一体化电网运行智能系统技术规范第3部分：

数据第7篇：

对象命名及编码

Q/CSG110017.38-2012南方电网一体化电网运行智能系统技术规范第3部分：

数据第8篇：

基于SVG的公共图形交换

Q/CSG110017.39.1-2012南方电网一体化电网运行智能系统技术规范第3部分：

数据第9篇：

数据接口与协议第1分册：

厂站主站间数据交换

Q/CSG110017.39.2-2012南方电网一体化电网运行智能系统技术规范第3部分：

数据第9篇：

数据接口与协议第2分册：

横向主站间数据交换

Q/CSG110017.39.3-2012南方电网一体化电网运行智能系统技术规范第3部分：

数据第9篇：

数据接口与协议第3分册：

纵向主站间数据交换

术语和定义

本标准采用的术语和定义见Q/CSG110017.12-2012。

总体原则及要求

目标与原则

南方电网一体化电网运行智能系统主站系统数据架构规范是规范南方电网一体化电网运行智能系统中关于主站端数据管理的指导性文件，目的是统一数据获取分布、使用、交互和管理框架，为各级主站和主站间的数据交互提供一致的架构。

一般体系结构

图1主站系统数据架构图

主站数据架构如上图所示，从下而上依次为：

a）数据设施层，包括存储服务器，存储设备，存储网络等其构成为ICT基础设施的一部分。

b）数据中心，包括数据存储层，数据处理层和数据服务层，数据中心作为数据的生产者和管理者，其中数据存储层包括各种数据存储方式，比如实时数据库、时序数据库、关系数据库、非结构化数据存储、GIS数据库；数据处理层负责获取数据和组织数据，包括数据的采集、数据集成和全景数据建模；数据服务层对外提供模型、实时数据、历史数据、文件的服务访问接口。

c）数据使用层，包括监视中心，管理中心，控制中心，驾驶舱等作为数据的消费者可再加工者，通过OSB总线以一致的方式访问数据。

d）数据管理策略和工具，管理策略和工具贯穿数据的各个层面，包括数据的权限，备份等。

数据架构

运行数据模型

主题数据划分

主题

分类

监视数据

稳态监视数据

动态监视数据

暂态监视数据

环境监视数据

节能环保监视数据

在线计算数据

事件记录数据

在线预警数据

控制数据

手动控制数据

自动控制数据

管理数据

并网审核数据

定值整定数据

运行方式数据

离线计算数据

安全风险分析与预控数据

经济运行分析与优化数据

节能环保分析与优化数据

电能质量分析与优化数据

统计评价数据

信息发布数据

仿真测试数据

系统测试数据

系统仿真数据

专业培训数据

驾驶舱数据

展示定义数据

展示加工数据

支撑平台数据

平台管理数据

平台监视数据

数据中心通过对需要共享的数据按照以上分类进行清洗和整合，在分散的系统间保持数据的一致性和准确性，并通过标准化的服务把统一的、具有权威性的数据分发给业务系统。

数据标准

一体化电网运行智能系统数据模型通过以下标准实现数据的一致性和准确性，标准覆盖模型，对象编码，图形，数据和接口等多个方面，具体可参见南方电网一体化电网运行智能系统主站系统的数据规范的其他分册。

主站内部数据交互

中心间数据交互

中心间数据交互从交互模式上提供基于高速实时总线和通用服务总线两种实现模式；在数据交互格式上提供满足电力行业规范，且通用性较好的数据格式；在跨区交互方面在不违反二次安全防护规定前提下提供合理的跨区交互技术支撑。

各个中心间数据流图如下图所示：

图2中心间数据交互图

数据接入：

数据首先由数据源接入到OS2系统。

数据源包括厂站端智能远动上送数据、下级主站纵向通讯数据通过专用规约接入数据中心的综合采集模块，而OS2系统本身ICT运行环境产生的硬软件运行数据通过专用规约接入基础平台。

数据汇集：

综合采集模块将采集到的数据送往其他中心的数据处理模块，经处理生数据转换为熟数据后汇集到数据中心，基础平台将其采集的硬软件运行环境信息处理后也汇集到数据中心。

数据共享：

数据中心按照全景模型将汇集的数据重新组织后向外提供统一的数据共享接口，各中心可通过OSB总线交互实时数据和通用服务调用。

数据交互模式包括数据交互的技术实现手段、交互流程、约束条件等。

根据中心间数据流分析可以得出数据交互的种类、交互特征。

数据中心是OS2系统数据交互的核心，在以上中心间数据交互基础上总结出主站系统内以数据中心为核心的数据交互的模式一共有如下几种：

模式1：

利用运行服务总线（OSB）实现各子系统应用的数据集成

数据中心通过OSB提供标准的数据抽取服务，实现数据集成。

此模式主要针对非实时类数据的共享。

在后续的数据分析图表中，将用符号“①”表示此种模式。

模式2：

利用运行服务总线（OSB）实现各个子系统之间的服务调用

包括三种使用方式：

a）数据中心通过OSB调用外部系统提供的标准化的数据访问服务和操作服务获取数据。

b）数据中心通过OSB向各个子系统提供标准化的数据访问服务和操作服务，其向外提供的数据由数据中心直接提供，实现信息灵活共享和操作。

c）数据中心通过OSB向各个子系统提供标准化的数据访问服务和操作服务，其向外提供的数据由专业模块提供，当其他子系统调用数据访问和操作服务时数据中心会向相应的数据源模块转发此请求，由后者相应请求。

图中用虚线表示。

在后续的数据分析图表中，将用符号“②”表示此种模式。

模式3：

数据采用专用规约统一采集

包括两种使用方式：

a）厂站端数据通过智能远动机统一采集后上送到OS2主站的数据中心，数据中心再通过OSB向企业各业务系统主站提供标准化的数据服务，实现信息灵活共享。

b）软硬件状态数据通过标准的SNMP协议获取汇总到基础平台，再经由基础平台提供的标准化的数据服务，实现信息灵活共享。

在后续的数据分析图表中，将用符号“③”表示此种模式。

模式4：

发布与订阅方式共享

包括两种使用方式：

a）各专业模块管理的实时数据发生变化时主动发布到OSB总线上，数据中心订阅这些发布的变化数据，将其变化更新到数据中心缓存实时库中，同时数据中心向其他子系统发布实时数据，各子系统根据自身需要订阅定制的数据集，数据中心将定期或触发式将订阅的定制数据集中的实时数据变化量或者整个数据集推送给相关订阅者。

b）数据中心将其汇集的非实时类数据分类为不同主题对外发布，其他子系统通过订阅主题获取其感兴趣的数据，实现信息灵活共享。

在后续的数据分析图表中，将用符号“④”表示此种模式。

模式5：

数据通过采集后分发给各业务模块处理

数据经专用规约采集后转发给数据处理模块将生数据处理为熟数据，这包括由综合采集模块采集的厂站端数据、下级主站转发的数据等实时类数据经业务模块处理后入业务专用实时库。

图3数据中心数据交互图

跨安全区数据交互

跨区交互满足不同区之间的数据交互要求。

电力系统二次安全防护规范对每个安全区内的业务性质有明确规定，它们之间数据交互的流向、数据格式都有明确的规定。

跨区交互在不违反二次安全防护相关规定以及不影响各区应用自身运行的前提下，提供适当的跨区交互机制，满足各业务模块间合理的数据交换要求。

具体交互机制如下：

a）安全I、II区之间的交互：

安全I、II区之间的数据交互由I区程序主动发起对II区的连接，建立连接后可进行双向数据交互。

交互数据包括历史、实时、时序和服务调用，采用跨安全区的OSB交互方式，如下图所示：

图4安全I区与安全II区数据交互图

b）安全I、III区，II、III区之间的交互：

安全I、II区和III区之间的交互必须经由单向隔离装置，I、II区到III区的数据经正向隔离装置转发，III区到I、II区的数据经由反向隔离装置转发。

交互数据包括历史、实时、时序和服务调用，采用跨安全区的OSB交互方式，如下图所示：

图5安全I/II区与安全III区数据交互图

OSB总线的服务调用和数据发布与订阅方式通过跨安全区代理程序实现跨区通讯，跨安全区代理程序具有正向I/II区到安全III区的单向TCP报文通讯，以及安全III区到安全I/II区的跨安全区单向文件通讯功能。

其能够将安全III区到安全I/II区的报文转换成符合反向隔离装置安全策略要求的TXT文件传输到I/II区后再将其转换成报文发送给OSB总线；同时，也可以将安全I/II区的报文通过正向隔离装置的单向TCP链路传输到安全III区。

5.3主站外部数据交互

5.3.1横向主站间数据交互

公司各部门及其业务系统与OS2间通过运行服务总线实现数据交互，主要有以下四种交互模式：

模式1：

在主站端利用OSB实现各类业务应用的信息共享

在主站端，OS2与企业其它各业务应用/系统通过OSB提供标准的数据服务，实现信息灵活共享。

此模式主要针对非直接从厂站上送的数据（如分析后数据）的共享。

在后续的数据交互方案图表中，将用符号“①”表示此种模式。

模式2：

厂站数据统一采集，经智能远动机送OS2主站后提供共享

厂站端数据通过智能远动机统一采集后上送到OS2主站，OS2主站再通过OSB向其它企业业务系统主站提供标准化的数据服务，实现信息灵活共享。

在后续的数据交互方案图表中，将用符号“②”表示此种模式。

模式3：

厂站数据统一采集，经智能远动机送各业务主站后提供共享

厂站端数据通过智能远动机统一采集后上送到企业各业务系统主站（包括OS2主站），其它企业业务系统主站统计分析结果可通过OSB向OS2主站提供标准化的数据服务，实现信息灵活共享。

在后续的数据交互方案图表中，将用符号“③”表示此种模式。

模式4：

厂站外数据保留原数据采集通道，送各业务主站后提供共享

对厂站外的数据（如输电线路在线监测数据），保留原通道及通信方式，数据上送各业务主站后，由各业务主站系统再通过OSB向OS2主站提供标准化的数据服务，实现信息灵活共享。

在后续的数据交互方案图表中，将用符号“④”表示此种模式。

这几种数据流模式的示意图如下图所示。

图6横向主站间数据交互图

5.3.2纵向主站间数据交互

主站间主要有四类相关联业务：

转发类、下发类、汇聚类、调用类。

转发类业务主要是非本级主站直接调度的变电站、发电厂数据由下级主站向本级主站转发，主要是常规四遥信息的采集，将来还可能设计视频、环境检测类信息的转发等。

转发类业务的特征是实时性强，转发不可间断，可多级转发，使用专用规约和通道。

下发类业务主要是本级主站对下级主站下发的操作指令、计划信息等，比如通过网络手段下发的操作票，非直控厂站的操作票必须下发到下级主站，由其再下发给厂站执行。

下发类业务的特征是非实时性，下发采用异步方式，不需要立即回复，可多级转发，由于其业务种类多，变化与发展较快，宜采用通用服务总线技术，提高灵活性和可扩展性。

汇聚类业务主要是本级主站获取下级各主站的业务信息，将其直接或经过处理后应用于本系统中，比如临时打开一个智能监视中心中没有的厂站图，则需要将其模型、图形数据从下级主站中快速调阅到本级主站系统中；再比如本级主站收集下级各主站的模型，拼接成本级主站需要的大模型。

汇聚类业务的特征是非实时性，需要时或定期收集下级主站数据，直接转发，一般不需要中间环节业务种类扩展速度快，宜采用通用服务总线技术，提高可扩展性。

调用类业务主要是本级主站调用其他主站的业务模块，利用其提供的功能完成自身的业务需求。

比如本级主站调用上级主站提供的对象注册模块为本级主站注