面向电力生产调度系统的数据库实践：从时序处理到多中心容灾

引言

电力生产与调度系统，说白了就是一套典型的"高并发、高可靠、高安全"的关键基础设施。机组运行、DCS/EMS/SCADA 监控、负荷预测、现货交易这些业务，时时刻刻都在产生高频数据流，而且要 7×24 小时不间断地稳定运行。随着"中长期+现货"电力市场的推进，以及新能源并网规模不断扩大，行业对数据库的要求也水涨船高------事务性能要更强、时序写入要更稳、跨区域同步和容灾切换要更快更可靠，安全与合规也必须做到位。

这几年，金仓数据库（KingbaseES）在电力行业的核心系统里持续上车------不管是发电企业的生产运行核心系统，还是国家电网的智能调度系统、现货交易辅助决策系统，都有它的身影。基于这些落地，我们也积累了一套能拿得出手的工程方法论。下面我会结合技术能力与行业案例做一次系统梳理，并给出贴近业务场景的实现示例。

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金仓数据库的介绍

金仓数据库管理系统 KingbaseES（简称 KES）是一款面向关键应用的企业级通用融合数据库。它既能撑起事务处理，也能胜任数据分析和海量时序数据的采集与检索，互联网场景同样不在话下。落到具体应用上，管理信息系统、业务与生产系统、决策支持、多维分析、运行日志、全文检索、地理信息系统（GIS）、时序数据处理等，都可以把 KES 作为可靠的数据库底座。

生态与兼容：对 Oracle/MySQL 的模式兼容持续完善，接口覆盖 JDBC/ODBC/.NET；工具链也很齐（KDTS 迁移、KStudio 开发、KFS 异构同步等），迁移与集成的成本显著降低。
行业落地：在电力、政务、金融、通信等重点行业沉淀了大量最佳实践，长期稳定支撑国家电网电力调度系统；具备多中心容灾与并行复制能力，适配国产 CPU/OS 与主流云平台部署。
安全与合规：通过多项权威安全认证（含商用密码认证、EAL4+ 等），支持纵深防御与完善审计，能够满足高安全关键业务的合规要求。

技术解读（结合电力场景）

架构与高可用

多层次高可用方面，主备，读写分离以及多活共享存储（RAC）均能搭建，计划内时可执行滚动升级，碰到计划外故障时能够快速察觉并切换，系统连续性因而更为有保障。

两地三中心容灾机制下，利用并行流复制并结合日志分析来做逻辑同步，同城的双中心就能达成 RPO 约等于 0 ，其 RTO 时间接近秒级别。对于异地灾备而言，RPO 也可以被限制在秒级别之内，这符合电力核心系统的需求。

统一性能与健康监测功能可给出近即时负载及历史会话报告，其从主机/ OS / 数据库 / 会话等诸多层面执行全方位监测，有益于找出性能瓶颈，并为容量规划给予参考。

高并发与高吞吐

MVCC 并发控制：在高并发场景下有效减少读写锁竞争，既保吞吐又保事务隔离。
区分与执行方案改良：按照时间或者业务方面实施分区裁剪，把索引和方案缓存融合起来，可以缩减事务的响应时间，特别适合海量时序的写入和查询操作。
快速加载与批量写入：具备 COPY/批处理等能力，在机组遥测，计量采集，交易日志入库这些场景下会大幅加快速度。

安全与合规

访问控制与审计：身份鉴别、权限控制、审计体系完善，能够满足等保与行业监管要求。
加密与传输安全：基于 SSL/TLS 的可信传输，配合国密算法，静态与传输数据的安全防护一并覆盖。

生态兼容与迁移

模式兼容：对 Oracle/MySQL 的常用语法与接口进行适配，迁移改造的工作量更可控。
工具与方法：借助 KDTS 做结构与数据迁移，配合 KFS/FlySync 做异构同步；迁移策略遵循"评估---改造---并行验证---切换---运维优化"的全周期流程。

贴近场景的实现示例

下面的示例围绕发电企业与电网侧的典型需求展开：高频时序数据写入、分区管理、跨区同步与安全控制，以及业务数据的批量入库。

1）时序分区与高频写入

sql 复制代码

CREATE TABLE telemetry (
  point_id int NOT NULL,
  ts timestamp NOT NULL,
  val numeric(12,4),
  quality smallint,
  PRIMARY KEY (point_id, ts)
) PARTITION BY RANGE (ts);

CREATE TABLE telemetry_2025_11
  PARTITION OF telemetry
  FOR VALUES FROM ('2025-11-01') TO ('2025-12-01');

CREATE INDEX idx_telemetry_2025_11_ts ON telemetry_2025_11 (ts);
CREATE INDEX idx_telemetry_2025_11_point ON telemetry_2025_11 (point_id);

批量写入示例：

sql 复制代码

COPY telemetry (point_id, ts, val, quality)
FROM STDIN WITH (FORMAT csv);

按月维护分区与归档：

sql 复制代码

ALTER TABLE telemetry DETACH PARTITION telemetry_2025_05;
DROP TABLE telemetry_2025_05;

2）跨区逻辑同步（同城双中心 + 异地灾备）

sql 复制代码

CREATE PUBLICATION pub_telemetry FOR TABLE telemetry;

CREATE SUBSCRIPTION sub_telemetry
CONNECTION 'host=dr-site.example.com port=54321 dbname=power user=replicator password=***'
PUBLICATION pub_telemetry
WITH (create_slot = true, copy_data = true, enabled = true);

3）行级安全（RLS）控制示例

sql 复制代码

ALTER TABLE spot_bid ENABLE ROW LEVEL SECURITY;

CREATE POLICY p_user_read
ON spot_bid
FOR SELECT
USING (owner_id = current_setting('app.user_id')::int);

SET app.user_id = '10001';
SELECT * FROM spot_bid;

4）JDBC 批量入库（KingbaseES 官方驱动）

java 复制代码

import java.sql.*;

class BatchInsertExample {
  public static void main(String[] args) throws Exception {
    Class.forName("com.kingbase8.Driver");
    String url = "jdbc:kingbase8://db-primary:54321/power";
    try (Connection conn = DriverManager.getConnection(url, "system", "secret")) {
      conn.setAutoCommit(false);
      String sql = "INSERT INTO telemetry(point_id, ts, val, quality) VALUES (?, ?, ?, ?)";
      try (PreparedStatement ps = conn.prepareStatement(sql)) {
        for (int i = 0; i < 100000; i++) {
          ps.setInt(1, i % 1000);
          ps.setTimestamp(2, new Timestamp(System.currentTimeMillis()));
          ps.setBigDecimal(3, new java.math.BigDecimal("123.4567"));
          ps.setShort(4, (short)1);
          ps.addBatch();
          if (i % 1000 == 0) {
            ps.executeBatch();
          }
        }
        ps.executeBatch();
      }
      conn.commit();
    }
  }
}

这个 Java 示例使用的是 KingbaseES 官方 JDBC 驱动 com.kingbase8.Driver，连接串写成 jdbc:kingbase8://host:port/database，默认端口为 54321；在生产环境里可以结合读写分离与多节点部署策略。

案例分析

发电行业五大生产运行核心系统上线

发电行业"五大生产运行核心系统"完成国产数据库上线，底层采用金仓数据库，既验证了其工程可靠性，也展现了在发电企业核心场景下的高安全适配能力。
价值点：满足高频数据入库与分析、统一账务与生产管理、跨系统协同与审计追溯，为集团级运行指挥与资源优化提供坚实的数据底座。

大唐集团：电力现货交易辅助决策系统

在"中长期 + 现货"这种模式之下，交易品种变得更多，交易的频率也大幅加强，集团总部必要做到统一而高效地去指挥调度，还要执行资源的改良工作，省公司以及基层单位得要预先判别市场的供需状况和负荷情况，从而迅速应对节点竞价以及区域竞争。

技术要点在于，该系统形成于集团统一平台之上，其职责是给予现货交易辅助决策，金仓数据库则承担起交易数据接入，计算结果归档以及报表生成这些重要任务，从而减轻了用户对于国产数据库存在并发吞吐量小和响应迟缓的忧虑。

效果：系统运行平稳，数据处理效率显著提升，帮助企业实现营销经济利益最大化，并保障业务连续性。

国家电网：智能电网调度控制系统（国产化迁移）

项目特点：数据录入高频、持续且可靠；安全要求高；定制化需求包括宽表支持、大并发高吞吐与跨区同步。原 Open3000 基于 Oracle，需完成国产化迁移。
技术实现：以 KingbaseES 为底层数据库，构建跨区域同步与多中心容灾；适配宽表与高并发写入，通过工具链与模式兼容实现从 Oracle 的平滑替代与应用改造。
支撑情况：长期稳定支撑智能调度控制业务，满足 7×24 小时运行与关键业务的合规要求。

结语

电力行业做数据库选型，不只是看几项性能指标，更看工程能否落地以及全生命周期的保障。金仓数据库在发电与电网核心场景的持续实践表明：在高并发写入、跨区同步与容灾、安全合规、生态适配等方面，已经具备产业级的可用能力。配合分区与批量入库的建模策略、逻辑复制与两地三中心架构、行级安全与完整审计，完全可以在现有 IT 条件下，循序渐进地把关键模块到核心系统实现国产化替代与能力升级。

参考资料

KingbaseES 产品手册（JDBC）：https://help.kingbase.com.cn/v8.6.7.12/development/client-interfaces/jdbc/jdbc-2.html
金仓数据库行业百科与最佳实践（墨天轮）：https://www.modb.pro/wiki/13
KingbaseES 版本与能力脉络（SegmentFault）：https://segmentfault.com/a/1190000045324574
电力现货交易辅助决策系统（大唐集团）：https://www.kingbase.com.cn/case2/details_568_30126.html
智能电网调度控制系统（国家电网）：https://www.kingbase.com.cn/case1/details_568_22561.html
资讯报道：发电行业"五大生产运行核心系统"上线（微信）：http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5NjgwMDMxMg==&mid=2652201033&idx=1&sn=2eeae7735c0c412ba078678e9ecdb657&chksm=bce15129f099d0c230f0528db3b20fdaaaae5a93bd9abef12aa334a7ff8738674530a221c0ae&scene=27#wechat_redirect