梁中会，柳成华，孙祝寿，鲍忠伟，张昀，张在朋

（1.烟台供电公司，山东烟台264000；2.济南海兴电力科技有限公司，山东济南250101）

故障实时短信通报系统在烟台电网的应用

梁中会1，柳成华1，孙祝寿1，鲍忠伟1，张昀1，张在朋2

（1.烟台供电公司，山东烟台264000；2.济南海兴电力科技有限公司，山东济南250101）

故障实时短信通报系统（SMS Report）基于智能调度辅助决策和故障实时定位系统（Smart-dispatching Decisionsupport and Fault Location，SDFL）设计而实现。故障实时短信通报系统能减少故障信息传递中间环节，缩短故障信息收集时间，加快故障抢修，及时消除故障，确保电网安全稳定运行。介绍故障实时短信通报系统的设计思路、基本结构、主要功能模块，以及在烟台电网的应用效果。

短信通报；故障定位；短信猫；服务代理

0 引言

经过近年来的快速发展，烟台电网形成了以500 kV电网为支撑，220 kV电网为主网架，输配电网协调发展的坚强区域电网，网内现有220 kV输电线路90条，总长2 325 km；110 kV输电线路188条，长度2 449 km。因网内输电线路距离较长且分支又多，再加上烟台地形为低山丘陵区，山丘起伏和缓，沟壑纵横交错环境复杂，造成工作人员查找和排除故障需要花费较多时间，特别是在发生停电故障后，人工查找故障点的时间远大于事故处理时间。

智能调度辅助决策和故障实时定位系统（Smartdispatching Decision-support and Fault Location，SDFL）能够在输电网发生故障后，通过自动化系统开关变位和保护动作信息触发，自动调取线路两（单）端故障录波数据，通过优化定位算法，准确诊断出故障类型，结合PMS系统输电杆塔信息，分析计算故障位置［1］，精确定位至输电杆塔，并以图表结合卫星地图的可视化方式展示故障具体信息，而此时故障实时短信通报系统（Short Messaging Service Report，SMS Report）会把故障信息及定位以短信的方式发送给相关人员［2-3］。

故障实时短信通报系统改变了调度人员在故障发生后，需通过EMS系统、故障录波系统、PMS系统等多个系统获取有效信息的被动局面，有效减少故障信息传递中间环节，为输电运检人员提供精确的故障定位信息，及时发现故障点，加快故障抢修，迅速恢复网架结构和用户供电，避免输电线路故障引起稳定性降低和经济损失［4］。

1 系统架构

1.1 硬件架构

SDFL系统服务器以及工作站安装于故障录波系统所在的安全II区，与位于电网安全I区的EMS系统通过防火墙和交换机连接交互。故障实时短信通报系统的硬件设备短信猫（Global System for Mobile Communications Modem，GSM Modem）通过USB数据线与SDFL系统服务器连接，总体硬件架构如图1所示。

故障实时短信通报系统使用短信猫实现故障短信的实时发送功能，信息的传输是由通信运营商的短消息服务中心（Short Message Service Center，SMSC）进行中继并转发到收信人的移动终端（手机）。

图1 SDFL硬件架构

故障实时短信通报系统采用GSM短信方式自动发送电网故障信息是基于SMS短信优势，其优势如下。

用户群广泛，所有手机用户都可享受基于SMS提供的服务。

技术成熟，SMS是目前应用最广的一种移动增值业务。

费用低廉，与其他即时通信方式（如GPRS）相比，费用相对低廉。

移动性，用户可随时随地接收信息。

1.2 软件架构

故障实时短信通报系统是基于ASP.NET和SQL Server Service Broker实时运行的应用程序，包括3个功能模块：短信通报模块、联系人管理模块和日志管理模块。使用两个SQL Server数据库：故障信息数据库和短信息数据库，软件架构如图2所示。

短信通报模块和日志管理模块是基于ASP.NET的后台实时运行程序，联系人管理模块是基于ASP. NET的Web应用程序。当输电网发生故障时，故障信息数据库中会增加故障信息和故障位置的记录，通过SQL Server的Service Broker主动通知短信通报模块，短信通报模块调用联系人管理模块获取联系人信息，调用GSM Modem的动态链接库（Dynamic Link Library，DLL）接口发送短信，并调用日志管理模块在短信数据库中记录短信发送日志。

图2 软件架构

2 应用技术

2.1 Service Broker

SQL Server数据库的Service Broker是一个以异步方式操作与协调各方的平台，提供了扩展性、安全性、事务性的很多支持，由3类组件组成。

会话组件（Conversation components）主要完成运行过程中的消息交换；服务定义组件（Service definition objects）主要在设计态定义消息类型、会话交换流程和应用相关信息的数据库存储；路由和安全控制类组件（Routing and security components）主要用来定义和支持消息交换的外部运行环境。

Service Broker的架构如图3所示，应用程序作为对话的一部分来交换消息。当SQL Server为对话接收到一条消息，把消息从服务放在队列里，应用程序或者存储过程从队列接收消息并且处理消息。作为处理的一部分，应用程序也可以在对话里给其他参与者发送消息。

图3 Service Broker架构

2.2 短信猫

故障实时短信通报系统通过DLL二次开发接口与GSM Modem交互，完成短信发送功能，使用的4个接口包括Sms_Connection、Sms_Send、Sms_AutoFlag和Sms_Disconnection，详细信息见表1。

表1 GSM Modem开发接口

3 系统功能

3.1 数据库结构

故障实时短信通报系统的短信数据库有4个数据表：联系人表、短信日志表、发送判断表、短信队列表。

联系人表主要保存短信通报对象的信息，如姓名、手机号码；短信日志表主要是保存短信发送的时间，发送结果（成功或失败）；发送判断表是保存信息发送后的故障（单端故障或双端故障）索引；短信队列表主要是保存故障短信内容，以及是否需要发送（0未发送，1已发送）。

3.2 联系人管理模块

联系人管理模块负责维护接收故障短信的联系人信息，包括姓名、手机号等信息，可以单条记录增加、编辑、删除，也支持Excel文件的批量导入，数据库中不保存重复的手机号并使用正则表达式验证手机号的有效性，联系人管理的界面如图4所示。

3.3 短信通报模块

短信通报模块是基于Service Broker实时运行的程序，当有新的故障定位结果时，查询数据库中是否有联系人信息，如果有则查询出该故障的杆塔定位信息，将故障定位结果以短信形式发送给联系人。短信通报系统工作过程如下。

图4 联系人管理界面

步骤一。短信通报流程触发，故障信息数据库中有新的故障定位记录时，触发整个短信通报流程。

步骤二。联系（收信）人查询，查询短信数据库联系人表中是否有联系（收信）人信息，如果有则读取联系（收信）人信息。

步骤三。短信猫判断，读取信息发送终端信息，判断短信猫是否连接成功。

步骤四。故障线路类型查询，如果线路类型为双端线路，则使用多线程循环查询故障信息数据库中是否有此故障时间的记录，如果有则判定故障是双端故障信息并查询该双端故障记录是否发送过短信，使用双端故障信息作为短信内容；如果没有则判定故障是单端故障信息并查询该单端故障记录是否发送过短信，使用单端故障信息作为短信内容。

步骤五。短信生成，按照预定义的短信格式组织短信内容，将此短信内容存入到短信数据库短信发送表排队发送，同时将此次故障索引存入短信数据库模块的发送判断表，单端故障仅存储故障信息数据库的单端故障表的索引，双端故障则故障信息数据库的单端故障表和双端故障表的索引同时存入。

步骤六。短信发送，定时查询短信数据库短信发送表是否有需要发送的短信，如果有则调用短信猫的DLL接口按顺序向联系（收信）人发送短信，发送后将该短信标识为已发送。如果发送失败则做记录，在第一轮发送完成后补发一遍，短信发送记录在短信数据库模块的短信日志表中。

步骤七。当短信猫接收信息后，把故障短信及收信人信息发送到通信运营商的短消息中心（SMC）。

步骤八。短消息中心根据收信人号码转发故障短信到相应的移动终端（手机），供其使用者查阅。

前面所述的预定义的故障定位短信格式规定如下：

XX线跳闸，故障位置：xx塔，距离XX站侧约xx.xx km。故障类型：XX，故障时间：YYYY-MMDD HH：MM：SS——故障定位（如查询不到杆塔信息则显示具体杆塔不详）。

3.4 日志管理

日志管理模块负责管理短信的发送记录以及短信发送状态，界面如图5所示。

图5 日志管理界面

4 应用效果

故障实时短信通报系统经过了大量故障信息发送的验证，系统能够准确及时把故障信息传送给相关人员。烟台供电公司在应用该系统后，有效缩短了故障后调度人员信息收集和故障判断时间，故障信息第一时间发送至调度人员和输电运检人员，加快了输电故障的发现和消除速度。同时，通过对系统算法的不断优化，非均匀性线路故障定位精确度不断提高。2014年4月3日，110 kV桃栖线发生跳闸，重合不成。桃栖线为非均匀线路，前段为LGJ-185型导线，后段为LGJ-240型导线。系统正确发送故障信息，提示故障点位于133塔，巡线单位根据提示，迅速赶到133号杆处，发现故障系133号塔至变电站进线C相架构刮上反光膜，实际故障点与系统定位完全一致。

5 结语

针对工作人员需要及时接收电网故障信息的需求，基于SDFL系统设计并实现了故障短信实时通报系统，系统具有短信发送、联系人管理和日志管理等功能。

故障实时短信通报系统的故障短信实时发送功能能够在电网发生故障后及时自动通知相关人员，减少故障信息传递中间环节，缩短传达时间，加速故障抢修，及时消除故障，确保电网安全稳定运行。

［1］夏滨，胡国青，袁桂华，等.智能调度辅助决策和故障实时定位系统在德州电网的应用［J］.山东电力技术，2013（4）：29-32.

［2］范新桥，朱永利，尹金良.图形化输电线路故障定位系统的研制［J］.电力系统保护与控制，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

梁中会（1969—），男，高级工程师，从事调控运行管理工作。