故障實時短信通報系統在煙臺電網的應用

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在煙臺電網的應用

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（SMS Report）基于智能調度輔助決策和故障實時定位系統（Smart-dispatching Decisionsupport and Fault Location，SDFL）設計而實現。故障實時短信通報系統能減少故障信息傳遞中間環節，縮短故障信息收集時間，加快故障搶修，及時消除故障，確保電網安全穩定運行。介紹故障實時短信通報系統的設計思路、基本結構、主要功能模塊，以及在煙臺電網的應用效果。

短信通報；故障定位；短信貓；服務代理

0 引言

經過近年來的快速發展，煙臺電網形成了以500 kV電網為支撐，220 kV電網為主網架，輸配電網協調發展的堅強區域電網，網內現有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。因網內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，山丘起伏和緩，溝壑縱橫交錯環境復雜，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。

智能調度輔助決策和故障實時定位系統（Smartdispatching Decision-support and Fault Location，SDFL）能夠在輸電網發生故障后，通過自動化系統開關變位和保護動作信息觸發，自動調取線路兩（單）端故障錄波數據，通過優化定位算法，準確診斷出故障類型，結合PMS系統輸電桿塔信息，分析計算故障位置［1］，精確定位至輸電桿塔，并以圖表結合衛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（Short Messaging Service Report，SMS Report）會把故障信息及定位以短信的方式發送給相關人員［2-3］。

故障實時短信通報系統改變了調度人員在故障發生后，需通過EMS系統、故障錄波系統、PMS系統等多個系統獲取有效信息的被動局面，有效減少故障信息傳遞中間環節，為輸電運檢人員提供精確的故障定位信息，及時發現故障點，加快故障搶修，迅速恢復網架結構和用戶供電，避免輸電線路故障引起穩定性降低和經濟損失［4］。

1 系統架構

1.1 硬件架構

SDFL系統服務器以及工作站安裝于故障錄波系統所在的安全II區，與位于電網安全I區的EMS系統通過防火墻和交換機連接交互。故障實時短信通報系統的硬件設備短信貓（Global System for Mobile Communications Modem，GSM Modem）通過USB數據線與SDFL系統服務器連接，總體硬件架構如圖1所示。

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

圖1 SDFL硬件架構

故障實時短信通報系統采用GSM短信方式自動發送電網故障信息是基于SMS短信優勢，其優勢如下。

用戶群廣泛，所有手機用戶都可享受基于SMS提供的服務。

技術成熟，SMS是目前應用最廣的一種移動增值業務。

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

故障實時短信通報系統是基于ASP.NET和SQL Server Service Broker實時運行的應用程序，包括3個功能模塊：短信通報模塊、聯系人管理模塊和日志管理模塊。使用兩個SQL Server數據庫：故障信息數據庫和短信息數據庫，軟件架構如圖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，聯系人管理模塊是基于ASP. NET的Web應用程序。當輸電網發生故障時，故障信息數據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，短信通報模塊調用聯系人管理模塊獲取聯系人信息，調用GSM Modem的動態鏈接庫（Dynamic Link Library，DLL）接口發送短信，并調用日志管理模塊在短信數據庫中記錄短信發送日志。

圖2 軟件架構

2 應用技術

2.1 Service Broker

SQL Server數據庫的Service Broker是一個以異步方式操作與協調各方的平臺，提供了擴展性、安全性、事務性的很多支持，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；服務定義組件（Service definition objects）主要在設計態定義消息類型、會話交換流程和應用相關信息的數據庫存儲；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境。

Service Broker的架構如圖3所示，應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，把消息從服務放在隊列里，應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，應用程序也可以在對話里給其他參與者發送消息。

圖3 Service Broker架構

2.2 短信貓

故障實時短信通報系統通過DLL二次開發接口與GSM Modem交互，完成短信發送功能，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開發接口

3 系統功能

3.1 數據庫結構

故障實時短信通報系統的短信數據庫有4個數據表：聯系人表、短信日志表、發送判斷表、短信隊列表。

聯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送的時間，發送結果（成功或失敗）；發送判斷表是保存信息發送后的故障（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容，以及是否需要發送（0未發送，1已發送）。

3.2 聯系人管理模塊

聯系人管理模塊負責維護接收故障短信的聯系人信息，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文件的批量導入，數據庫中不保存重復的手機號并使用正則表達式驗證手機號的有效性，聯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果時，查詢數據庫中是否有聯系人信息，如果有則查詢出該故障的桿塔定位信息，將故障定位結果以短信形式發送給聯系人。短信通報系統工作過程如下。

圖4 聯系人管理界面

步驟一。短信通報流程觸發，故障信息數據庫中有新的故障定位記錄時，觸發整個短信通報流程。

步驟二。聯系（收信）人查詢，查詢短信數據庫聯系人表中是否有聯系（收信）人信息，如果有則讀取聯系（收信）人信息。

步驟三。短信貓判斷，讀取信息發送終端信息，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，則使用多線程循環查詢故障信息數據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送過短信，使用雙端故障信息作為短信內容；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送過短信，使用單端故障信息作為短信內容。

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

步驟六。短信發送，定時查詢短信數據庫短信發送表是否有需要發送的短信，如果有則調用短信貓的DLL接口按順序向聯系（收信）人發送短信，發送后將該短信標識為已發送。如果發送失敗則做記錄，在第一輪發送完成后補發一遍，短信發送記錄在短信數據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送到通信運營商的短消息中心（SMC）。

步驟八。短消息中心根據收信人號碼轉發故障短信到相應的移動終端（手機），供其使用者查閱。

前面所述的預定義的故障定位短信格式規定如下：

XX線跳閘，故障位置：xx塔，距離XX站側約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

日志管理模塊負責管理短信的發送記錄以及短信發送狀態，界面如圖5所示。

圖5 日志管理界面

4 應用效果

故障實時短信通報系統經過了大量故障信息發送的驗證，系統能夠準確及時把故障信息傳送給相關人員。煙臺供電公司在應用該系統后，有效縮短了故障后調度人員信息收集和故障判斷時間，故障信息第一時間發送至調度人員和輸電運檢人員，加快了輸電故障的發現和消除速度。同時，通過對系統算法的不斷優化，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桃棲線發生跳閘，重合不成。桃棲線為非均勻線路，前段為LGJ-185型導線，后段為LGJ-240型導線。系統正確發送故障信息，提示故障點位于133塔，巡線單位根據提示，迅速趕到133號桿處，發現故障系133號塔至變電站進線C相架構刮上反光膜，實際故障點與系統定位完全一致。

5 結語

針對工作人員需要及時接收電網故障信息的需求，基于SDFL系統設計并實現了故障短信實時通報系統，系統具有短信發送、聯系人管理和日志管理等功能。

故障實時短信通報系統的故障短信實時發送功能能夠在電網發生故障后及時自動通知相關人員，減少故障信息傳遞中間環節，縮短傳達時間，加速故障搶修，及時消除故障，確保電網安全穩定運行。

［1］夏濱，胡國青，袁桂華，等.智能調度輔助決策和故障實時定位系統在德州電網的應用［J］.山東電力技術，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的研制［J］.電力系統保護與控制，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，從事調控運行管理工作。