金仓数据库引领新能源行业数字化转型：案例深度解析与领导力展现

摘要： 随着"双碳"目标推进，国产数据库在新能源行业数字化转型中发挥关键作用。电科金仓(Kingbase)数据库成功支撑中广核新能源600多个场站的管理系统，通过解决复杂迁移、高并发访问等难题，实现99.999%系统可用性。本文展示了新能源场站管理的数据模型设计，包括场站信息、设备数据和实时监控等核心表结构，提供了数据操作、统计分析及性能优化的SQL示例，为新能源企业数据库国产化替代提供了实践参考。

1.前言

随着全球能源革命与数字革命的深度融合，新能源行业正迎来前所未有的发展机遇。在"双碳"目标推动下，电力行业加速向智能化、绿色化转型，数据库作为信息系统的核心基石，其国产化替代已成为保障能源安全、提升运营效率的关键。电科金仓（KINGBASE）作为国产数据库的领军企业，通过多个标杆项目，展现了在新能源领域的强大技术实力和行业领导力。本文结合具体案例与行业数据，深入剖析金仓数据库如何助力新能源企业实现数字化转型。

2.新能源场站管理数据模型设计

中广核新能源控股有限公司在生产运维系统中面临系统孤立、数据割裂等挑战。金仓数据库通过30天攻坚 ，成功支撑系统上线，覆盖600多个新能源场站 和6000多名人员 ，实现了检修管理、智能运维等业务的统一整合。项目突破四大难题：复杂迁移、高并发访问、异地容灾和分步替换。金仓方案凭借"迁移零修改"的兼容性、自治调优性能以及多级别高可用架构，确保系统可用性达99.999%，满足灾难恢复能力5级要求。

2.1 基本表结构创建

以下是一个典型的新能源场站监控系统的核心表结构：

sql 复制代码

-- 创建场站基本信息表
CREATE TABLE power_station (
    station_id VARCHAR(20) PRIMARY KEY,
    station_name VARCHAR(100) NOT NULL,
    station_type VARCHAR(20) CHECK (station_type IN ('风电', '光伏', '储能', '水电')),
    capacity DECIMAL(10,2),
    location VARCHAR(200),
    grid_connection_date DATE,
    status VARCHAR(10) DEFAULT '正常'
);

COMMENT ON TABLE power_station IS '新能源场站基本信息表';
COMMENT ON COLUMN power_station.station_id IS '场站编号';
COMMENT ON COLUMN power_station.station_type IS '场站类型：风电、光伏、储能、水电';

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-- 创建实时监控数据表
CREATE TABLE real_time_monitoring (
    record_id BIGSERIAL PRIMARY KEY,
    station_id VARCHAR(20) REFERENCES power_station(station_id),
    collection_time TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
    active_power DECIMAL(8,2),
    wind_speed DECIMAL(5,2),
    temperature DECIMAL(4,1),
    device_status VARCHAR(20)
);

-- 创建设备信息表
CREATE TABLE equipment_info (
    equipment_id VARCHAR(30) PRIMARY KEY,
    station_id VARCHAR(20) REFERENCES power_station(station_id),
    equipment_name VARCHAR(100),
    equipment_type VARCHAR(30),
    manufacturer VARCHAR(50),
    installation_date DATE,
    maintenance_cycle INTEGER
);

2.2 数据插入操作

sql 复制代码

-- 插入场站基本信息
INSERT INTO power_station (station_id, station_name, station_type, capacity, location, grid_connection_date) 
VALUES ('FD2023001', '张北风电场一期', '风电', 150.00, '河北省张家口市张北县', '2023-01-15');

INSERT INTO power_station (station_id, station_name, station_type, capacity, location, grid_connection_date) 
VALUES ('GF2023001', '宁夏光伏电站', '光伏', 200.50, '宁夏回族自治区银川市', '2023-03-20');

-- 批量插入设备信息
INSERT INTO equipment_info (equipment_id, station_id, equipment_name, equipment_type, manufacturer, installation_date, maintenance_cycle) 
VALUES 
('WTG001', 'FD2023001', '风力发电机1号', '风力发电机组', '金风科技', '2023-01-10', 180),
('WTG002', 'FD2023001', '风力发电机2号', '风力发电机组', '远景能源', '2023-01-12', 180),
('PVP001', 'GF2023001', '光伏逆变器1号', '逆变器', '华为技术', '2023-03-15', 365);

2.3 实时数据采集插入

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-- 插入实时监控数据
INSERT INTO real_time_monitoring (station_id, active_power, wind_speed, temperature, device_status) 
VALUES ('FD2023001', 135.75, 8.5, 15.3, '正常运行');

INSERT INTO real_time_monitoring (station_id, active_power, wind_speed, temperature, device_status) 
VALUES ('GF2023001', 185.20, NULL, 28.5, '正常运行');

3 Ubuntu下安装金仓数据库

完成环境准备后，我们就可以开始正式安装KingbaseES数据库了。本文将详细介绍从获取安装包到初始化配置的完整过程。

3.1 官方下载linux镜像

访问电科金仓官网（KES-电科金仓官网），KingbaseEs数据库安装包(Oracle兼容)-->V9R2C12(Oracle兼容版) --> X64 Linux-->下载KingbaseES_V009R002C012B0003_Lin64_install.iso镜像，如下所示：

下载完成之后上传到自己要安装的服务器上，我这里的Ubuntu服务器，如下所示：

3.2 授权文件对比

对于下载的文件，建议进行完整性校验，以确保文件在传输过程中没有损坏：

bash 复制代码

# 计算下载文件的MD5校验和
md5sum /mnt/tools/kingbase/KingbaseES_V009R002C012B0003_Lin64_install.iso
# 计算下载文件的SHA1校验和
sha1sum /mnt/tools/kingbase/KingbaseES_V009R002C012B0003_Lin64_install.iso

我这里是md5验证，获取的值：2ce383a9047cf9f8e4d6fe59946ad2ed 跟官网对比

将计算结果与官网提供的校验值进行比对，确保完全一致后再进行后续操作。

3.3 挂载安装包

ISO格式的安装包需要先挂载才能访问其中的安装文件：

bash 复制代码

cd /mnt/tools/kingbase

mount KingbaseES_V009R002C012B0003_Lin64_install.iso ./KingbaseESV9

如上图所示，挂载安装包报错了，不用慌，是因为没有创建 KingbaseEsv9目录，创建之后重新执行即可。

bash 复制代码

mkdir -p ./KingbaseEsv9

3.4 开始启动安装程序

命令行安装支持中文和英文的文字提示。根据操作系统的语言设置会显示对应语言的提示信息。您可以执行如下命令查看操作系统的语言设置：

bash 复制代码

echo $LANG

如果系统显示值包含"zh_CN"，则为中文语言，安装程序会显示中文内容。否则，您可以执行如下命令修改语言设置为中文：

bash 复制代码

# 中文UTF-8
export LANG=zh_CN.UTF-8

# 英文UTF-8
export LANG=zh_US.UTF-8

特别注意：这里一定要查看自己系统的编码，不然后面安装的时候选择这个字符串没有，我亲自体验安装没有这个字符串，快安装完了提示报错（如下图所示），眼泪都要下来了，然后我重头来一次才安装成功。我这里的系统ubuntu，我这里设置伟en_US.UTF-8比较合适，因为中文有乱码不太适合，根据自己服务器情况选择。

进入到对应目录，开始运行安装

bash 复制代码

# 进入您挂载的安装包目录
cd /mnt/tools/kingbase/KingbaseESV9
# 再次执行安装命令
./setup.sh -i console

这里又报错了，遇到了一个常见的安装问题：KingbaseES 安装程序要求使用非 root 用户运行。这是出于安全和管理权限的考虑。别担心，这个问题很容易解决。

1、在 Linux 系统上，为数据库服务创建独立的用户是一个好习惯，如果上面已经创建了用户请授权后直接使用。

bash 复制代码

# 创建用户组
groupadd kingbase
# 创建用户并指定主组，同时创建家目录
useradd -g kingbase -m kingbase
# 为kingbase用户设置密码（请使用强密码）
passwd kingbase

系统会提示您输入并确认新密码，对应着操作即可。

2、将安装目录和数据目录的所有权赋予新创建的 kingbase 用户，确保该用户有足够的权限进行安装和写入数据。

bash 复制代码

# 假设您计划的安装目录是 /opt/Kingbase/ES/V9，数据目录是 /kingbase/data
mkdir -p /opt/Kingbase/ES/V9
mkdir -p /kingbase/data
# 更改目录所有者
chown -R kingbase:kingbase /opt/Kingbase
chown -R kingbase:kingbase /kingbase

3、切换到 kingbase 用户进行安装：

bash 复制代码

# 切换到 kingbase 用户，'-' 表示同时切换环境变量
su - kingbase

4、切换到 kingbase 用户后，再次进入安装脚本所在目录并执行安装命令。

bash 复制代码

# 进入您挂载的安装包目录
cd /mnt/tools/kingbase/KingbaseESV9
# 再次执行安装命令
./setup.sh -i console

3.5 接受许可协议

输入quit，按<ENTER>退出安装；

输入back，按<ENTER>返回前一屏幕；

直接按<ENTER>进行下一步操作。

若无特殊说明，以下各步骤皆与此相同。

3.6 安装包选择

如下图所示，看自己情况选择，新手推荐安装1全部

如上图所示，又遇到问题了，芭比Q了，不用慌，这是安装KingbaseES V9时遇到了许可证（license）文件路径的问题。错误信息表明安装程序期望一个具体的license文件，但您提供的 /opt/Kingbase/ES/V9 是一个目录路径。

回到官网这里下载对应的授权文件，然后上传到自己服务器对应的目录

然后继续执行，注意这里要指定bat文件，不能只到文件文件夹，如下图所示：

bash 复制代码

/opt/Kingbase/ES/V9/license.dat

第一次是上面命令，我这里第二次安装文件是：/data/Kingbase/ES/V9/license.dat

数据存储目录设置：注意这个目录一定要是空文件夹，我第一次安装目录是/kingbase/data

我重新安装目录是：/data/Kingbase/data

3.8 初始化数据库

默认端口：54321（可自定义）

默认账户为:system（可自定义）

密码（自定义）

默认字符集编码为：UTF8（可选 default、GBK、GB2312、GB18030）

区域，可选值将随字符集编码选项发生变动。
- 当字符集编码为 default 时，默认区域值为：default（可选 C）
- 当字符集编码为 UTF8 时，默认区域值为：zh_CN.UTF-8（可选 en_US.UTF-8、C）
- 当字符集编码为 GBK 时，默认区域值为：zh_CN.GBK（可选 C）
- 当字符集编码为 GB2312 时，默认区域值为：zh_CN.GB2312（可选 C）
- 当字符集编码为 GB18030 时，默认区域值为：zh_CN.GB18030（可选 C）

默认大小写敏感为：是（可选否）
默认数据块大小为：8k（可选16k、32k）
默认身份认证方法为scram-sha-256（可选 scram-sm3，sm4，sm3）
自定义参数（自定义），可自由输入任何值，作为初始化数据库的参数

有关数据库初始化参数，详情可见《KingbaseES服务器应用参考手册》第2章

自定义特殊参数：（如果输入值包含以下某一项，请注意特殊情况）

3.9 安装完成

出现以下字眼：successfully 恭喜您，安装成功！会得到一个启动root.sh命令

查看数据目录，会新增了很多文件，如下图：

同理，安装目录也会多了很多文件：

3.10 执行root.sh

如果想注册数据库服务为系统服务，您可以在安装并初始化数据库成功后，执行root.sh脚本来注册并启动数据库服务，具体步骤如下：

打开新终端；
切换到root用户；
运行${安装目录}/install/script/root.sh 。
bash 复制代码
```
/opt/Kingbase/ES/V9/install/script/root.sh
```

如果想启动或停止数据库服务，进入${安装目录}/Server/bin目录执行如下命令：

bash 复制代码

#启动服务
sys_ctl -w start -D /data/Kingbase/data -l "/data/Kingbase/data/sys_log/startup.log"
#停止服务
sys_ctl stop -m fast -w -D /data/Kingbase/data

3.11 查看已安装的版本信息

进入${安装目录}/Server/bin目录，执行

bash 复制代码

cd /kingbase/data/KESRealPro/V009R002C012/Server/bin

./kingbase -V;

可以看到kingbase (KingbaseES) V009R002C012，说明安装跟我们下载的版本一致！

这个是安装整个流程总结，更多请查看官方文档：4. 安装KingbaseES --- KingbaseES（Oracle兼容版）产品手册

4.数据查询与统计分析

4.1 基础查询示例

sql 复制代码

-- 查询所有正常运行的风电场站
SELECT station_id, station_name, capacity, location
FROM power_station 
WHERE station_type = '风电' AND status = '正常';

-- 联合查询场站实时数据
SELECT ps.station_name, rtm.active_power, rtm.wind_speed, rtm.collection_time
FROM power_station ps
JOIN real_time_monitoring rtm ON ps.station_id = rtm.station_id
WHERE ps.station_type = '风电'
ORDER BY rtm.collection_time DESC;

4.2 聚合查询与统计分析

sql 复制代码

-- 按类型统计场站总容量
SELECT station_type, COUNT(*) as station_count, SUM(capacity) as total_capacity
FROM power_station 
WHERE status = '正常'
GROUP BY station_type;

-- 查询最近一小时的发电量统计
SELECT station_id, 
       AVG(active_power) as avg_power,
       MAX(active_power) as max_power,
       MIN(active_power) as min_power
FROM real_time_monitoring 
WHERE collection_time >= CURRENT_TIMESTAMP - INTERVAL '1 hour'
GROUP BY station_id;

5.数据更新与维护操作

5.1 更新操作示例

sql 复制代码

-- 更新场站状态
UPDATE power_station 
SET status = '检修中' 
WHERE station_id = 'FD2023001';

-- 批量更新设备维护信息
UPDATE equipment_info 
SET maintenance_cycle = 200 
WHERE equipment_type = '风力发电机组';

5.2 删除操作示例

sql 复制代码

-- 删除历史监控数据（保留最近30天）
DELETE FROM real_time_monitoring 
WHERE collection_time < CURRENT_DATE - 30;

-- 删除已退役场站数据
DELETE FROM power_station 
WHERE status = '退役';

6.高级功能：存储过程与触发器

6.1 创建数据校验存储过程

sql 复制代码

-- 创建功率数据校验存储过程
CREATE OR REPLACE FUNCTION validate_power_data()
RETURNS TRIGGER AS $$
BEGIN
    -- 校验功率值是否在合理范围内
    IF NEW.active_power < 0 THEN
        RAISE EXCEPTION '功率值不能为负数';
    END IF;
    
    -- 校验风电场的风速数据完整性
    IF (SELECT station_type FROM power_station WHERE station_id = NEW.station_id) = '风电' 
       AND NEW.wind_speed IS NULL THEN
        RAISE EXCEPTION '风电场必须提供风速数据';
    END IF;
    
    RETURN NEW;
END;
$$ LANGUAGE plpgsql;

-- 创建数据校验触发器
CREATE TRIGGER power_data_validation
    BEFORE INSERT OR UPDATE ON real_time_monitoring
    FOR EACH ROW EXECUTE FUNCTION validate_power_data();

7.数据备份与恢复示例

7.1 基础备份操作

sql 复制代码

-- 创建关键数据备份表
CREATE TABLE power_station_backup AS 
SELECT * FROM power_station WHERE status = '正常';

-- 定期备份实时数据统计
CREATE TABLE daily_power_summary AS
SELECT station_id, 
       DATE(collection_time) as summary_date,
       AVG(active_power) as daily_avg_power
FROM real_time_monitoring 
GROUP BY station_id, DATE(collection_time);

8.性能优化实战技巧

8.1 索引创建与查询优化

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-- 为频繁查询的字段创建索引
CREATE INDEX idx_station_type ON power_station(station_type);
CREATE INDEX idx_monitoring_time ON real_time_monitoring(collection_time DESC);
CREATE INDEX idx_equipment_station ON equipment_info(station_id);

-- 使用金仓数据库特有的性能优化Hint
SELECT /*+ INDEX(rtm idx_monitoring_time) */ 
       ps.station_name, rtm.active_power
FROM power_station ps
JOIN real_time_monitoring rtm ON ps.station_id = rtm.station_id
WHERE rtm.collection_time >= CURRENT_DATE;

9.总结

本文提供了金仓数据库在新能源行业应用的基础代码示例，涵盖了数据建模、CRUD操作、高级功能等关键环节。金仓数据库的良好兼容性使得从Oracle等数据库迁移的开发人员能够快速上手。

根据电科金仓官网数据，金仓数据库已广泛服务于能源、运营商、金融等60余个重点行业 ，累计装机部署超过100万套 。在新能源领域，市场占有率超过60%，全面覆盖五大发电集团，应用场景包括SCADA、厂级监控、功率预测等核心系统。这些数据印证了金仓作为企业级首选数据库的领先地位。

技术优势总结：高可用、安全与智能化

高可用与容灾 ：如中广核案例所示，金仓支持异地多活部署，实现RPO秒级和RTO分钟级保障。

迁移兼容性 ：提供KDTS等工具，实现Oracle、MySQL等数据库的"零代码修改"迁移。

性能优化 ：自治调优机制应对高并发场景，满足新能源场站实时数据需求。

安全合规 ：通过数据隔离和访问控制，满足行业安全标准。