小T导读：京能集团在储能安全管理平台中采用 TDengine TSDB 作为底层时序数据库。依托 TDengine 企业版的零代码数据写入平台，来自全国 28 家电化学储能电站的数据能够按照统一编码规则高效接入 TDengine 时序数据库中，实现了稳定、高性能的数据采集与管理。在此基础上，借助 TDengine TSDB Flink Connector，系统可快速、稳定地从数据库中读取海量数据，开展实时分析与智能处理，充分释放数据的潜在价值。本文将结合该项目的实践过程，为大家带来深入分享与参考。
项目背景
京能集团储能安全管理平台共接入全国 28 家电化学储能电站，累计测点达 270 万个，由四个平台公司分别负责数据传输与汇聚。系统需要支撑大规模的数据统计分析、事件报警与安全预警，对底层数据库的性能与稳定性提出了极高要求。
鉴于电化学储能项目采集点数量庞大（270 万点）、锂电池热失控的超前预警技术复杂等因素，传统关系型数据库已无法满足高并发写入与海量数据存储的需求。由于这些数据具备时间序列写入、格式固定、写入量巨大等典型特征，我们最终选择采用时序数据库作为系统核心数据底座。
应用实际落地
在充分调研国内多款时序数据库产品后，我们发现，从国内目前的实际情况分析，TDengine TSDB 已成为众多企业在海量数据高速存储、处理与调用场景中的首选方案。基于其成熟的技术体系与稳定的性能表现，我们最终选定 TDengine TSDB 作为平台的底层时序数据库，并结合 Kafka 与 Flink 构建了完整的数据流处理体系，实现了数据的高效传输与实时计算，顺利达成项目预期目标。以下是架构简图：
TDengine TSDB 支持多种写入方式
- SQL 语言写入 ：https://docs.taosdata.com/basic/insert/
- 无模式写入：https://docs.taosdata.com/develop/schemaless/
- 参数绑定方式：https://docs.taosdata.com/develop/stmt/
- 企业版的零代码数据写入— taosExplorer 数据接入功能：https://docs.taosdata.com/advanced/data-in/
项目中涉及多个 Kafka 集群、数十个需要接入的 topic。我们重点采用了 TDengine 企业版的零代码数据写入能力，实现了从 Kafka 到 TDengine TSDB 的高效对接。该功能支持灵活配置类似 ETL 的复杂自定义选项，极大简化了数据接入流程和时间，而且数据接入性能完全达到了项目要求。
为了保证数据的合理性，我们出台了《京能集团电化学储能电站安全管理平台和储能电站设备标识编码规则》，通过标准的 kks 编码在 taosX 对 Kafka 数据进行了有效过滤和清理，最终写入 TDengine TSDB。kks 部分编码实例如下：
下图为数据过滤、转换等规则设置：
此外，taosX 数据接入还支持多节点高可用配置。只需在多台 taosX 上部署相同的 Kafka 数据接入任务，并设置相同的 groupId，即可自动实现任务高可用，确保数据接入的连续性与稳定性。
同时，TDengine 还提供完善的 taosX 任务监控机制，可直接通过 Grafana 一键配置，快速生成可视化监控图表：
超级表 + 子表的使用
TDengine TSDB 结合“一个数据采集点一张表”的设计理念，引入了具有创新性的“超级表”机制，从根本上解决了大规模时序数据结构不统一、聚合困难、运维复杂等问题。每个采集点的数据独立存储，天然具备写入无锁、数据顺序追加、块状连续存储等优势。这种设计方式不仅提升了写入与查询性能，还带来了极高的数据压缩效率。
TDengine TSDB 支持对超级表标签进行动态的添加、修改与删除操作，满足设备属性变更、系统扩展等业务需求。
计算、分析处理
在 Flink 计算平台上，我们借助 TDengine TSDB 企业版提供的 Flink 连接器——TDengine TSDB Flink Connector（https://docs.taosdata.com/advanced/data-publisher/Flink/），实现了与 TDengine TSDB 的无缝集成。该连接器可高效、稳定地从 TDengine TSDB 中读取海量时序数据，并在此基础上进行全面、深入的分析处理，充分挖掘数据的潜在价值，极大地提升数据处理的效率和质量。
Flink CDC 主要用于提供数据订阅功能，能实时监控 TDengine TSDB 数据库的数据变化，并将这些变更以数据流形式传输到 Flink 中进行处理，同时确保数据的一致性和完整性。
落地效果
- 数据接入便利性：目前我们已接入 20 多个 kafka 数据，后期还会继续增加。得益于 TDengine 企业版零代码数据接入能力，新增任务仅需复制并做少量参数调整即可完成，操作简便高效，整体接入过程较传统方式节省约 90% 的时间成本。
- 数据查询性能高：开启数据库缓存功能后，能够实时获取每个设备点位最新值，毫秒级别即可返回结果。
- 数据存储成本低：TDengine TSDB 具备出色的数据压缩能力，其二级压缩技术将数据视作无差别的二进制块进行再次压缩。与一级压缩相比，二级压缩的侧重点在于消除数据块之间的信息冗余。目前我们提供的服务器存储远远满足我们项目规划的 5 年数据存储，存储成本估算节省至少 60-70%。
- 实时订阅：通过 TDengine 提供的 Flink CDC 实时订阅功能，能方便、高效的进行分析、告警等处理，给我们后期分析带来了极大的便利性。
后期规划
目前，我们正在对京能集团储能安全管理平台已经接入的 28 场站数据进行分析和优化，提高数据采集的可靠性和鲁棒性。未来我们会针对 TDengine TSDB 新版本和新功能进行持续跟踪，进一步开发 TDengine TSDB 的内在潜力和各种有效的功能。
近期我们关注到 TDengine 发布了新产品 TDengine IDMP，通过经典的树状层次结构组织传感器、设备采集的数据，建立数据目录，对数据提供情境化、标准化的处理，并提供实时分析、可视化等功能，接下来我们会进一步了解此产品在我们业务中的使用可能。
关于京能集团
北京能源集团有限责任公司是北京市人民政府出资设立的国有独资公司，肩负着保障首都北京能源安全可靠供应的重任。京能集团成立于 2004 年，由原北京国际电力开发投资公司和原北京市综合投资公司合并而成，2011 年、2014 年先后又与北京市热力集团有限责任公司、北京京煤集团有限责任公司实施合并重组，实现了产业链条融合互补。经过多年的资源整合，集团由单一能源产业发展为热力、电力、煤炭、健康文旅等多业态产业格局。2024 年在中国企业 500 强排名第 247 位，中国服务企业 500 强排名第 87 位。
作者：张海增
