本文介紹了 SandiSolar+通過 TiDB Serverless 構建智慧新能源數據底座的思路與實踐。作爲一家致力於爲全球提供清潔電力解決方案的新能源企業，SandiSolar+面臨着處理大量實時數據的挑戰。爲了應對這一問題，SandiSolar+選擇了 TiDB Serverless 作爲他們的數據底座。TiDB Serverless 具有靈活擴展、按實際使用量付費、自動伸縮等特點，能夠滿足 SandiSolar+的實時數據處理需求。未來，SandiSolar+計劃在 TiDB Serverless 基礎上開發實時計費、高頻交易等功能，爲光伏產業探索更深層次的服務與盈利模式。
雲南尚鼎新能源有限公司（SandiSolar+ ）成立於 2008 年，是一家專注於太陽能光伏產品應用和光伏系統服務的高新技術企業，歷經 15 年東南亞市場的沉澱，不斷向市場提供專業的光伏產品、綠色電力系統解決方案，建立了一流的光伏品牌供應鏈體系。2022 年，SandiSsolar+ 進行品牌升級，將多年來沉澱的供應優勢、服務標準，集成爲一個全流程的智慧能源服務平臺——SandiSolar+，致力於跑通智慧能源的“最後一公里” 。
業務挑戰
SandiSolar+ 新能源的願景是：引領數字化、智能化的綠色生活，爲全世界平價用電、綠色用電的生活方式貢獻力量。通過不斷創新和發展，SandiSolar+ 目前已經爲緬甸無電地區的數百萬家庭提供了清潔電力。
與傳統光伏企業不同，SandiSolar+ 對數據價值挖掘有着較爲強烈的需求。目前，SandiSolar+ 內部的數據來源主要有兩類：一類是光伏逆變器的數據，可以採集到每一個光伏電站的發電量；另一類是這些家庭中安裝的第三方智能電錶的數據，可以採集到每一個家庭的用電量。這些數據通過 API 接口實時彙總到 SandiSolar+ 的 SaaS 平臺上，並在數據庫中進行聚合，計算出該光伏電站每天、每小時的發電量與用電量。
在該場景下，通常需要聚合 4-5 張大表數據，例如項目表、用電數據表、逆變器數據表和智能電錶數據表，用電數據表還會每隔幾個小時做一次快照，生成一張快照表。每張表都有十幾萬行數據，數據量常常達到數十萬級，聚合的 SQL Query 也會達到 300-400 行長度，聚合過程較爲複雜，並要求毫秒級返回計算結果。
由於第三方的 API 穩定性和訪問頻率都有一定限制，SandiSolar+ 正在開發自己的智能網關，可以更實時地採集到每一個光伏電站的溫度、發電頻率、發電功率、用電量等數據，未來會逐步替換掉第三方智能電錶，通過互聯網協議將數據傳輸到 SandiSolar+ 的服務器上，對數據的實時處理會提出更高要求。
在該 SaaS 系統中，SandiSolar+ 最核心的部分是打造了一個“數據中臺”，系統中所有數據的搜索查詢都通過“數據中臺”實現。前端的 APP 以及後端的管理平臺都通過該中臺搜索收據。如 C 端用戶在 APP 中查看自己的歷史發電量與用電量，B 後 端的管理平臺可以查看電站從勘測、施工、驗收、運營階段的工單留檔及用電數據等。此外，B 端還會產生一部分工單數據，如光伏電站的施工、安裝、驗收留檔數據等。所有這些數據都存放在同一套數據庫中，對於數據庫而言，這套系統主要面臨以下幾項挑戰：
- SandiSolar+ C SaaS 平臺根據業務的發展，需要端用戶可以靈活添加或刪除字段，自定義靈活度很高，傳統數據庫在做相關操作時會鎖表，這就需要數據庫具備靈活的 Online DDL 能力；
- 由於 SandisSolar+ SaaS 平臺的字段都可以靈活添加、刪除和自定義，一個表裏可能有上百個字段，開發人員不可能爲每個字段都添加一個索引，這時列存就是一個比較理想的選擇，需要數據庫具備行存、列存同構的 HTAP 能力；
- PostgreSQL 等傳統數據庫無法做到實時的物化視圖能力，即使像 Snowflake 也只提供 2 分鐘更新頻率的 Materialized View，無法支持事務型的業務需求，TiDB 可以同時支持事務型交易及數據分析，是滿足實時數據分析的最佳選擇；
- 該 SaaS 系統提供了一個“計算型字段”功能，用戶可以在字段上自定義 formular 公式，在系統中進行實時彙總與聚合，如從一個工單中找到所屬的客戶姓名項目地址、計算項目當月用電量、聚合服務商曆史工單平均滿意度等；
- 未來，全面替換爲智能網關後，實時數據採集會造成比較大的寫壓力，需要數據庫具備較高的實時處理以及併發寫能力；
綜上所述，SandisSolar+ 的 SaaS 平臺對數據的實時性處理要求較高，傳統的大數據、離線數倉無法滿足這種實時性需求，經過對主流數據庫進行選型，SandiSsolar+ 最終選擇了具備 HTAP 能力的 TiDB Serverless 數據庫來作爲數據底座，爲相關業務系統的智能化、可靠性、實時性提供了全面保障，承載了 SaaS 平臺的實時數據存儲、計算需求。
爲什麼選擇 TiDB Serverless?
TiDB Serverless 是一種全託管的、自動化的數據庫服務（DBaaS），能夠快速部署集羣，並按實際使用資源量計費。結合自身業務架構特性，Sandisolar SandiSolar+ 在考慮 TiDB Serverless 時重點關注以下特性：
- 輕鬆擴展基礎設施，支持多國家擴展 ：TiDB Serverless 可以秒級搭建起數據庫環境，開發團隊能夠迅速開展業務創新和開發。同時，TiDB Serverless 可以根據不同國家搭建不同的集羣，可以滿足 SandiSolar+ 在各國的不同需求，不會互相干擾；
- 按實際使用量付費，起始成本低 ：TiDB Serverless 服務無需預付費用，企業可以按照實際提交的 SQL 請求和實際使用的存儲來付費，這種基於消費的定價模式爲開發者創造了一個“隨時啓動，隨用隨付“的消費模式。SandiSolar+ 只需爲實際的數據處理和存儲付費，上手使用成本較低；
- 自動伸縮，靈活應對業務增長 ：TiDB Serverless 具有一個高度靈活擴展的分佈式架構，可以隨需彈性擴縮容，應對業務的快速增長，無需擔心性能瓶頸與存儲上限。同時，無論是存儲、事務處理還是分析工作負載，SandiSolar+ 都能在幾秒內根據應用需求自動伸縮，避免造成資源冗餘浪費，既靈活又經濟；
- HTAP 架構，加速業務實時洞察 ：TiDB Cloud Serverless 專爲規模化交易、實時分析和混合工作負載以及流量激增的應用程序而構建，可以自動擴縮容以滿足實時需求。TiDB 提供支持 MPP 架構的列存引擎 TiFlash ，SandiSolar+ 只需簡單地進行數據聚合即可滿足在線業務的實時分析需求，從而使運營效率和用戶體驗獲得大幅提升；
- TiDB Serverless Branching，快速實現並行開發 ：SandiSolar+ 在開發過程中應用了 TiDB Serverless 的 Branching 功能。該功能可以使 SandiSolar+ 開發人員爲其 TiDB Serverless 集羣創建分支。這些分支可以實現並行開發，促進新功能快速迭代，排查故障，開發者無需中斷生產數據庫的運行。Branching 不僅簡化了開發和部署過程，還保持了生產環境中數據庫的穩定性和可靠性；
- 輕鬆上手，無需分庫分表 ：應用 TiDB Serverless 可以幫助 SandiSolar+ 擺脫分庫分表等數據庫繁瑣的操作任務，相當於只維護一張大表即可，既可以滿足更長時間維度的查詢需求，又無需反覆對數據進行整理操作。
未來計劃
基於 TiDB Serverless，SandiSolar+ 打造出一個具有實時數據處理能力的數據平臺，在此基礎上可以探索光伏周邊衍生業務的可能性。
通常，電力公司會根據用電時段和電壓等級，面向不同用戶提供不同的電價策略。SandiSolar+ 正在開發一種實時計算電費的功能，可以根據不同的電價策略，結合 SaaS 平臺中實時採集到的發電、用電數據，爲每個用戶實時計算出電費。目前，大多數泰國的電力公司還在通過 Excel 表格及程序代碼來實現類似的計費功能，SandiSolar+ 憑藉領先的數據處理能力，得以在光伏產業探索出更深層次的服務與盈利模式。
此外，SandisSolar+ 在實時統計發電量、用電量以及實時電價計算能力之上，還計劃開發高頻交易功能，C 端用戶可以在其 SaaS 平臺上進行碳資產的實時交易，努力推動實現碳中碳達峯目標。