梁中會，柳成華，孫祝壽，鮑忠偉，張昀，張在朋

（1.煙臺供電公司，山東煙臺264000；2.濟南海興電力科技有限公司，山東濟南250101）

故障實時短信通報系統(tǒng)在煙臺電網(wǎng)的應(yīng)用

梁中會1，柳成華1，孫祝壽1，鮑忠偉1，張昀1，張在朋2

（1.煙臺供電公司，山東煙臺264000；2.濟南海興電力科技有限公司，山東濟南250101）

故障實時短信通報系統(tǒng)（SMS Report）基于智能調(diào)度輔助決策和故障實時定位系統(tǒng)（Smart-dispatching Decisionsupport and Fault Location，SDFL）設(shè)計而實現(xiàn)。故障實時短信通報系統(tǒng)能減少故障信息傳遞中間環(huán)節(jié)，縮短故障信息收集時間，加快故障搶修，及時消除故障，確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。介紹故障實時短信通報系統(tǒng)的設(shè)計思路、基本結(jié)構(gòu)、主要功能模塊，以及在煙臺電網(wǎng)的應(yīng)用效果。

短信通報；故障定位；短信貓；服務(wù)代理

0 引言

經(jīng)過近年來的快速發(fā)展，煙臺電網(wǎng)形成了以500 kV電網(wǎng)為支撐，220 kV電網(wǎng)為主網(wǎng)架，輸配電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅強區(qū)域電網(wǎng)，網(wǎng)內(nèi)現(xiàn)有220 kV輸電線路90條，總長2 325 km；110 kV輸電線路188條，長度2 449 km。因網(wǎng)內(nèi)輸電線路距離較長且分支又多，再加上煙臺地形為低山丘陵區(qū)，山丘起伏和緩，溝壑縱橫交錯環(huán)境復(fù)雜，造成工作人員查找和排除故障需要花費較多時間，特別是在發(fā)生停電故障后，人工查找故障點的時間遠大于事故處理時間。

智能調(diào)度輔助決策和故障實時定位系統(tǒng)（Smartdispatching Decision-support and Fault Location，SDFL）能夠在輸電網(wǎng)發(fā)生故障后，通過自動化系統(tǒng)開關(guān)變位和保護動作信息觸發(fā)，自動調(diào)取線路兩（單）端故障錄波數(shù)據(jù)，通過優(yōu)化定位算法，準確診斷出故障類型，結(jié)合PMS系統(tǒng)輸電桿塔信息，分析計算故障位置［1］，精確定位至輸電桿塔，并以圖表結(jié)合衛(wèi)星地圖的可視化方式展示故障具體信息，而此時故障實時短信通報系統(tǒng)（Short Messaging Service Report，SMS Report）會把故障信息及定位以短信的方式發(fā)送給相關(guān)人員［2-3］。

故障實時短信通報系統(tǒng)改變了調(diào)度人員在故障發(fā)生后，需通過EMS系統(tǒng)、故障錄波系統(tǒng)、PMS系統(tǒng)等多個系統(tǒng)獲取有效信息的被動局面，有效減少故障信息傳遞中間環(huán)節(jié)，為輸電運檢人員提供精確的故障定位信息，及時發(fā)現(xiàn)故障點，加快故障搶修，迅速恢復(fù)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和用戶供電，避免輸電線路故障引起穩(wěn)定性降低和經(jīng)濟損失［4］。

1 系統(tǒng)架構(gòu)

1.1 硬件架構(gòu)

SDFL系統(tǒng)服務(wù)器以及工作站安裝于故障錄波系統(tǒng)所在的安全II區(qū)，與位于電網(wǎng)安全I區(qū)的EMS系統(tǒng)通過防火墻和交換機連接交互。故障實時短信通報系統(tǒng)的硬件設(shè)備短信貓（Global System for Mobile Communications Modem，GSM Modem）通過USB數(shù)據(jù)線與SDFL系統(tǒng)服務(wù)器連接，總體硬件架構(gòu)如圖1所示。

故障實時短信通報系統(tǒng)使用短信貓實現(xiàn)故障短信的實時發(fā)送功能，信息的傳輸是由通信運營商的短消息服務(wù)中心（Short Message Service Center，SMSC）進行中繼并轉(zhuǎn)發(fā)到收信人的移動終端（手機）。

圖1 SDFL硬件架構(gòu)

故障實時短信通報系統(tǒng)采用GSM短信方式自動發(fā)送電網(wǎng)故障信息是基于SMS短信優(yōu)勢，其優(yōu)勢如下。

用戶群廣泛，所有手機用戶都可享受基于SMS提供的服務(wù)。

技術(shù)成熟，SMS是目前應(yīng)用最廣的一種移動增值業(yè)務(wù)。

費用低廉，與其他即時通信方式（如GPRS）相比，費用相對低廉。

移動性，用戶可隨時隨地接收信息。

1.2 軟件架構(gòu)

故障實時短信通報系統(tǒng)是基于ASP.NET和SQL Server Service Broker實時運行的應(yīng)用程序，包括3個功能模塊：短信通報模塊、聯(lián)系人管理模塊和日志管理模塊。使用兩個SQL Server數(shù)據(jù)庫：故障信息數(shù)據(jù)庫和短信息數(shù)據(jù)庫，軟件架構(gòu)如圖2所示。

短信通報模塊和日志管理模塊是基于ASP.NET的后臺實時運行程序，聯(lián)系人管理模塊是基于ASP. NET的Web應(yīng)用程序。當輸電網(wǎng)發(fā)生故障時，故障信息數(shù)據(jù)庫中會增加故障信息和故障位置的記錄，通過SQL Server的Service Broker主動通知短信通報模塊，短信通報模塊調(diào)用聯(lián)系人管理模塊獲取聯(lián)系人信息，調(diào)用GSM Modem的動態(tài)鏈接庫（Dynamic Link Library，DLL）接口發(fā)送短信，并調(diào)用日志管理模塊在短信數(shù)據(jù)庫中記錄短信發(fā)送日志。

圖2 軟件架構(gòu)

2 應(yīng)用技術(shù)

2.1 Service Broker

SQL Server數(shù)據(jù)庫的Service Broker是一個以異步方式操作與協(xié)調(diào)各方的平臺，提供了擴展性、安全性、事務(wù)性的很多支持，由3類組件組成。

會話組件（Conversation components）主要完成運行過程中的消息交換；服務(wù)定義組件（Service definition objects）主要在設(shè)計態(tài)定義消息類型、會話交換流程和應(yīng)用相關(guān)信息的數(shù)據(jù)庫存儲；路由和安全控制類組件（Routing and security components）主要用來定義和支持消息交換的外部運行環(huán)境。

Service Broker的架構(gòu)如圖3所示，應(yīng)用程序作為對話的一部分來交換消息。當SQL Server為對話接收到一條消息，把消息從服務(wù)放在隊列里，應(yīng)用程序或者存儲過程從隊列接收消息并且處理消息。作為處理的一部分，應(yīng)用程序也可以在對話里給其他參與者發(fā)送消息。

圖3 Service Broker架構(gòu)

2.2 短信貓

故障實時短信通報系統(tǒng)通過DLL二次開發(fā)接口與GSM Modem交互，完成短信發(fā)送功能，使用的4個接口包括Sms_Connection、Sms_Send、Sms_AutoFlag和Sms_Disconnection，詳細信息見表1。

表1 GSM Modem開發(fā)接口

3 系統(tǒng)功能

3.1 數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)

故障實時短信通報系統(tǒng)的短信數(shù)據(jù)庫有4個數(shù)據(jù)表：聯(lián)系人表、短信日志表、發(fā)送判斷表、短信隊列表。

聯(lián)系人表主要保存短信通報對象的信息，如姓名、手機號碼；短信日志表主要是保存短信發(fā)送的時間，發(fā)送結(jié)果（成功或失敗）；發(fā)送判斷表是保存信息發(fā)送后的故障（單端故障或雙端故障）索引；短信隊列表主要是保存故障短信內(nèi)容，以及是否需要發(fā)送（0未發(fā)送，1已發(fā)送）。

3.2 聯(lián)系人管理模塊

聯(lián)系人管理模塊負責(zé)維護接收故障短信的聯(lián)系人信息，包括姓名、手機號等信息，可以單條記錄增加、編輯、刪除，也支持Excel文件的批量導(dǎo)入，數(shù)據(jù)庫中不保存重復(fù)的手機號并使用正則表達式驗證手機號的有效性，聯(lián)系人管理的界面如圖4所示。

3.3 短信通報模塊

短信通報模塊是基于Service Broker實時運行的程序，當有新的故障定位結(jié)果時，查詢數(shù)據(jù)庫中是否有聯(lián)系人信息，如果有則查詢出該故障的桿塔定位信息，將故障定位結(jié)果以短信形式發(fā)送給聯(lián)系人。短信通報系統(tǒng)工作過程如下。

圖4 聯(lián)系人管理界面

步驟一。短信通報流程觸發(fā)，故障信息數(shù)據(jù)庫中有新的故障定位記錄時，觸發(fā)整個短信通報流程。

步驟二。聯(lián)系（收信）人查詢，查詢短信數(shù)據(jù)庫聯(lián)系人表中是否有聯(lián)系（收信）人信息，如果有則讀取聯(lián)系（收信）人信息。

步驟三。短信貓判斷，讀取信息發(fā)送終端信息，判斷短信貓是否連接成功。

步驟四。故障線路類型查詢，如果線路類型為雙端線路，則使用多線程循環(huán)查詢故障信息數(shù)據(jù)庫中是否有此故障時間的記錄，如果有則判定故障是雙端故障信息并查詢該雙端故障記錄是否發(fā)送過短信，使用雙端故障信息作為短信內(nèi)容；如果沒有則判定故障是單端故障信息并查詢該單端故障記錄是否發(fā)送過短信，使用單端故障信息作為短信內(nèi)容。

步驟五。短信生成，按照預(yù)定義的短信格式組織短信內(nèi)容，將此短信內(nèi)容存入到短信數(shù)據(jù)庫短信發(fā)送表排隊發(fā)送，同時將此次故障索引存入短信數(shù)據(jù)庫模塊的發(fā)送判斷表，單端故障僅存儲故障信息數(shù)據(jù)庫的單端故障表的索引，雙端故障則故障信息數(shù)據(jù)庫的單端故障表和雙端故障表的索引同時存入。

步驟六。短信發(fā)送，定時查詢短信數(shù)據(jù)庫短信發(fā)送表是否有需要發(fā)送的短信，如果有則調(diào)用短信貓的DLL接口按順序向聯(lián)系（收信）人發(fā)送短信，發(fā)送后將該短信標識為已發(fā)送。如果發(fā)送失敗則做記錄，在第一輪發(fā)送完成后補發(fā)一遍，短信發(fā)送記錄在短信數(shù)據(jù)庫模塊的短信日志表中。

步驟七。當短信貓接收信息后，把故障短信及收信人信息發(fā)送到通信運營商的短消息中心（SMC）。

步驟八。短消息中心根據(jù)收信人號碼轉(zhuǎn)發(fā)故障短信到相應(yīng)的移動終端（手機），供其使用者查閱。

前面所述的預(yù)定義的故障定位短信格式規(guī)定如下：

XX線跳閘，故障位置：xx塔，距離XX站側(cè)約xx.xx km。故障類型：XX，故障時間：YYYY-MMDD HH：MM：SS——故障定位（如查詢不到桿塔信息則顯示具體桿塔不詳）。

3.4 日志管理

日志管理模塊負責(zé)管理短信的發(fā)送記錄以及短信發(fā)送狀態(tài)，界面如圖5所示。

圖5 日志管理界面

4 應(yīng)用效果

故障實時短信通報系統(tǒng)經(jīng)過了大量故障信息發(fā)送的驗證，系統(tǒng)能夠準確及時把故障信息傳送給相關(guān)人員。煙臺供電公司在應(yīng)用該系統(tǒng)后，有效縮短了故障后調(diào)度人員信息收集和故障判斷時間，故障信息第一時間發(fā)送至調(diào)度人員和輸電運檢人員，加快了輸電故障的發(fā)現(xiàn)和消除速度。同時，通過對系統(tǒng)算法的不斷優(yōu)化，非均勻性線路故障定位精確度不斷提高。2014年4月3日，110 kV桃棲線發(fā)生跳閘，重合不成。桃棲線為非均勻線路，前段為LGJ-185型導(dǎo)線，后段為LGJ-240型導(dǎo)線。系統(tǒng)正確發(fā)送故障信息，提示故障點位于133塔，巡線單位根據(jù)提示，迅速趕到133號桿處，發(fā)現(xiàn)故障系133號塔至變電站進線C相架構(gòu)刮上反光膜，實際故障點與系統(tǒng)定位完全一致。

5 結(jié)語

針對工作人員需要及時接收電網(wǎng)故障信息的需求，基于SDFL系統(tǒng)設(shè)計并實現(xiàn)了故障短信實時通報系統(tǒng)，系統(tǒng)具有短信發(fā)送、聯(lián)系人管理和日志管理等功能。

故障實時短信通報系統(tǒng)的故障短信實時發(fā)送功能能夠在電網(wǎng)發(fā)生故障后及時自動通知相關(guān)人員，減少故障信息傳遞中間環(huán)節(jié)，縮短傳達時間，加速故障搶修，及時消除故障，確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。

［1］夏濱，胡國青，袁桂華，等.智能調(diào)度輔助決策和故障實時定位系統(tǒng)在德州電網(wǎng)的應(yīng)用［J］.山東電力技術(shù)，2013（4）：29-32.

［2］范新橋，朱永利，尹金良.圖形化輸電線路故障定位系統(tǒng)的研制［J］.電力系統(tǒng)保護與控制，2012（10）：127-132.

［3］K.Zimmerman，D.Costello.Impedance-based fault location experience［J］.2005 Texas A&M Annual Relay Conference for Protective Relay Engineers，College Station，TX，April 5-7，2005.

［4］Hauren Lu，Leether Yao.Design and implement of distribution transformer outage detection system［J］.5 th IEEE International Conference on Industrial Informatics，Vienna，June 2007.

Application of Real-time Fault SMS Report System in Yantai Power Network

Real-time Fault SMS Report is based on SDFL（Smart-dispatching Decision-support and Fault Location System）. Real-time Fault SMS Report can reduce the intermediate links of the fault information，shorten the time of fault information collection and accelerate the repair work of faulted lines.At the same time，it can help ensure the fast clearance of faults and the stable operation of the power grid.This article introduces the design idea，basic structure，main function modules and the application of the Real-time Fault SMS report system in Yantai Power Network.

SMS report；fault location；GSM modem；Service Broker

TM73

：B

：1007－9904（2014）03－0052－04

2014-01-22

梁中會（1969—），男，高級工程師，從事調(diào)控運行管理工作。