对变电站故障信息进行快速通知的系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种对变电站故障信息进行快速通知的系统,要解决的技术问题是准确及时上送故障告警信息到监控主站。本发明的系统设有数据采集模块、规约转换模块、故障分析模块、短信生成模块、短信发送模块。本发明与现有技术相比，故障分析模块通过对海量的故障信息进行分类分层处理，生成能够反应变电站故障本质的故障信息简报，利用短信，将故障简报快速通知到监控主站、监控人员和运维人员相关设备及其人员，实现了对变电站故障信息的快速通知，使变电站的故障问题得到及时和有效的处理，同时充分考虑到今后在对变电站监控系统进行技术改造时，本发明的系统与变电站自动化监控系统之间实现无缝对接及安装。
【专利说明】
对变电站故障信息进行快速通知的系统
技术领域
[0001]本发明涉及一种变电站自动化系统，特别是一种在变电站发生故障时，对故障信息进行通知的系统。
【背景技术】
[0002]变电站正常生产运行过程中由于不可预知的原因发生异常，会产生故障信息，变电站自动化系统若不能及时向监控主站上送故障信息，主站监控人员将不能及时查找和分析产生故障信息的原因，定位告警设备，这样使故障得不到及时处理，严重干扰了变电站的正常生产运行。
[0003]对于变电站自动化系统，上送到监控主站的一次、二次设备的各种故障告警信息、状态信号、内部信号等信息，由变电站自动化系统中的自动化设备远动机完成。由于远动机与监控主站之间的通信距离很长，通信链路上的通信设备较多，常常发生远动机与监控主站通信产生异常，特别是变电站发生故障时，需要传输大量的故障告警信息，导致信道阻塞，使变电站的故障信息不能及时或完全不能上送到监控主站。另一方面，变电站发生故障时，即使故障信息能够上传到监控主站，但监控人员面对海量的故障告警信息，往往无从下手，导致了对变电站故障问题的分析判断的延误或不准确，从而使变电站的故障问题得不到及时和有效的处理。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种对变电站故障信息进行快速通知的系统，要解决的技术问题是准确及时上送故障告警信息到监控主站。
[0005]本发明采用以下技术方案:一种对变电站故障信息进行快速通知的系统，所述对变电站故障信息进行快速通知的系统设有数据采集模块、规约转换模块、故障分析模块、短信生成模块、短信发送模块；
[0006]所述数据采集模块从变电站自动化监控系统获取变电站运行数据和故障信息，发送至规约转换模块；
[0007]所述规约转换模块接收到数据采集模块发来的变电站运行数据和故障信息，转换为IEC104规约定义的报文体，传输至故障分析模块；
[0008]所述故障分析模块接收到规约转换模块发来的IEC104标准规约的变电站运行数据和故障信息，按照DL/T 634.5104-2009标准中定义的报文结构进行解析，获取到变电站运行数据和故障信息，对运行数据和故障信息进行分析和判断，产生综合性信息体，将综合性信息体送到短信生成模块；
[0009]所述短信生成模块将综合性信息体生成中文短信，再将中文短信与接收短信的目标对象的手机号码按照“中文短信@手机号码”格式一起发送到短信发送模块；
[0010]所述短所述信发送模块按照“中文短信@手机号码”格式，向目标对象发送。
[0011]本发明的变电站运行数据为母线和线路的电流电压模拟量实时数据、断路器开关数字量实时数据和电度量累积量;所述故障信息为一次设备运行故障的动作事件、断路器开关与刀闸的变位信息、变电站一次设备和二次设备的自检信息。
[0012]本发明的规约转换模块设有针对不同变电站自动化监控系统或不同设备信息格式转换为IEC104标准规约的转换模块。
[0013]本发明的故障分析模块对运行数据和故障信息进行分析和判断的步骤为:
[0014](I)结合变电站一次设备和二次设备的自检信息中的设备通信状态，一次设备和二次设备的通信状态为断开，则将一次设备和二次设备产生的运行数据和故障信息过滤掉；
[0015](2)对故障信息分类按照对电网影响的程度，告警信号分为:事故、异常、越限、变位、告知五类，将变位、告知类信息过滤掉；
[0016](3)分析产生事故类、异常类、越限类信息的相关运行数据，运行数据异常、故障信息存在，则判定故障；
[0017](4)产生包括有故障信息、该故障的故障等级和与该故障相关联的运行数据的综合性信息体。
[0018]本发明的步骤(3)分析产生事故类、异常类、越限类信息的相关运行数据，运行数据正常而故障信息存在，则判定该故障信息为错报，将该故障信息过滤掉。
[0019]本发明的对变电站故障信息进行快速通知的系统设有短信目标对象管理模块和短信发送记录检索模块；
[0020]所述短信目标对象管理模块接收短信生成模块的短信发送记录和短信是否发送成功的结果，存储在数据库；
[0021]所述短信发送记录检索模块经短信生成模块对数据库中短信发送记录和短信是否发送成功的结果，进行展示，接受监控人员和运维人员的检索并展示。
[0022]本发明的短信生成模块将按照“中文短信@手机号码”格式一起发送到短信发送模块，同时将该次发送的中文短信的信息内容和目标对象记录到短信目标对象管理模块的数据库中；所述短信生成模块接收短信发送模块发来的短信是否发送成功的信息，转发至短信目标对象管理模块。
[0023]本发明的短信目标对象管理模块对短信的目标对象进行管理，录入、编辑或删除目标对象，设置或取消目标对象及其目标对象属性。
[0024]本发明的目标对象监控主站、监控人员和运维人员相关设备及其人员。
[0025]本发明的数据采集模块和规约转换模块设置在规约转换器完中，所述故障分析模块、短信生成模块、短信目标对象管理模块和短信发送记录检索模块设置在信息处理设备中，所述短信发送模块设置在短信发送设备中；所述规约转换器的一个网络端口与变电站自动化监控系统的站控层网络相连，规约转换器的另一个网络端口与信息处理设备的网络端口相连，信息处理设备通过USB与短信发送设备相连。
[0026]本发明与现有技术相比，故障分析模块通过对海量的故障信息进行分类分层处理，生成能够反应变电站故障本质的故障信息简报，利用短信，将故障简报快速通知到监控主站、监控人员和运维人员相关设备及其人员，实现了对变电站故障信息的快速通知，还可以在监控主站不能获取变电站故障信息情况下，通过该途径使变电站运行维护人员或主站系统获取变电站故障信息，使变电站的故障问题得到及时和有效的处理，同时充分考虑到今后在对变电站监控系统进行技术改造时，本发明的系统与变电站自动化监控系统之间实现无缝对接及安装。
【附图说明】
[0027]图1是本发明实施例的设备组成和连接示意图。
[0028]图2是本发明实施例的系统结构示意图。
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。本发明的对变电站故障信息进行快速通知的系统(系统)，如图2所示，设有数据采集模块、规约转换模块、故障分析模块、短信生成模块、短信发送模块、短信目标对象管理模块和短信发送记录检索模块。
[0030]数据采集模块从变电站自动化监控系统获取变电站运行数据和故障信息，发送至规约转换模块。变电站运行数据和故障信息从变电站远动设备，按变电站自动化监控系统供应商提供的任意的数据传输规约获取。数据传输规约包括国标IEC103、国标IEC104标准规约和非标准规约。变电站运行数据为母线和线路的电流电压模拟量实时数据、断路器开关数字量实时数据和电度量累积量。故障信息为一次设备运行故障的动作事件如线路的电流速断故障事件、断路器开关与刀闸的变位信息、变电站一次设备和二次设备的自检信息。
[0031]规约转换模块接收到数据采集模块发来的变电站运行数据和故障信息，转换为IEC104规约定义的报文体，传输至故障分析模块。IEC104规约定义的报文体按照中华人民共和国电力行业标准DLT 634.5104-2009中的“4.协议结构”、“5.应用协议控制信息(APCI)的定义”、“6.DLT 634.5104中定义的ASDU的选取与新增的ASDU”、“7.选定的应用数据单元和功能与TCP服务的映射关系”、“8.控制方向带时标的过程信息ASDU”进行传输。
[0032]对于不同的变电站自动化监控系统，由不同的设备供应商提供，对外发布的数据信息方式和信息格式内容存在有一定的差异。通过规约转换模块，可以将不同格式的数据信息，转换为符合IEC104标准规约的报文体。规约转换模块内设有针对不同变电站自动化监控系统或不同设备信息格式转换为IEC104标准规约的转换模块。
[0033]故障分析模块接收到规约转换模块发来的IEC104标准规约的变电站运行数据和故障信息(104标准规约报文，报文，报文体)，按照DL/T 634.5104-2009标准中定义的报文结构进行解析，获取到变电站运行数据和故障信息，对运行数据和故障信息进行分析和判断。具体步骤为:
[0034](I)结合变电站一次设备和二次设备的自检信息中的设备通信状态，如果一次设备和二次设备的通信状态为断开，则将一次设备和二次设备产生的运行数据和故障信息过滤掉。
[0035](2)对故障信息分类根据国家电网公司部门文件调自(2012)101号“关于印发《变电站调控数据交互规范(试行)》的通知”中附录4的告警信号类型与级别定义，按照对电网影响的程度，告警信号分为:事故、异常、越限、变位、告知五类，级别分别对应为:事故-1级，异常-2级，越限-3级，变位-4级，告知-5级。其中，事故、异常、越限类信息对变电站生产影响较大，需要进行进一步分析，将变位、告知类信息过滤掉。
[0036](3)分析产生事故类、异常类、越限类信息的相关运行数据，如果运行数据正常而故障信息存在，则判定该故障信息为错报，需要将该故障信息过滤掉，如果运行数据异常、故障信息存在，则判定故障。
[0037](4)通过对运行数据和故障信息的综合分析判断，最终产生一个包括有故障信息、该故障的故障等级和与该故障相关联的运行数据的综合性信息体。将综合性信息体送到短信生成模块。故障等级按国家电网公司部门文件调自(2012)101号“关于印发《变电站调控数据交互规范(试行)》的通知”中附录4的告警信号类型与级别定义确定。
[0038]短信生成模块将故障分析模发来的综合性信息体生成中文短信，再将中文短信与接收短信的目标对象的手机号码按照“中文短信@手机号码”格式一起发送到短信发送模块，同时将该次发送的中文短信的信息内容和目标对象记录到短信目标对象管理模块的数据库中。短信的目标对象可以为变电站的运行人员、变电站维护人员和可以接收短信的变电站调度系统，以达到将变电站的故障信息进行快速通知的目的。短信生成模块接收短信发送模块发来的短信是否发送成功的信息，转发至短信目标对象管理模块。
[0039]短信发送模块接收到中文短信的信息内容和目标对象的手机号码，按照“中文短信@手机号码”格式，向目标对象发送，同时将短信是否发送成功的结果经短信生成模块返送到短信目标对象管理模块。
[0040]短信目标对象管理模块接收短信生成模块的短信发送记录和短信是否发送成功的结果，存储在数据库。短信目标对象管理模块对短信的目标对象进行管理，录入、编辑或删除目标对象，设置或取消目标对象及其目标对象属性。目标对象为监控主站、监控人员和运维人员相关设备及其人员，目标对象属性为目标对象名称、手机号码、级别、目标对象在线、非在线和备注信息。
[0041]短信发送记录检索模块经短信生成模块对数据库中短信发送记录和短信是否发送成功的结果，进行展示，接受监控人员和运维人员的检索并展示。
[0042]如图1所示，本实施例采用以下设备实现，设备由规约转换器、信息处理设备和短信发送设备顺序连接组成。规约转换器的一个网络端口与变电站自动化监控系统的站控层网络相连，规约转换器的另一个网络端口与信息处理设备的网络端口相连，信息处理设备通过USB与短信发送设备相连。
[0043]数据采集模块和规约转换模块设置在规约转换器完中。故障分析模块、短信生成模块、短信目标对象管理模块和短信发送记录检索模块设置在信息处理设备中。短信发送模块设置在短信发送设备中。
[0044]本实施例中，规约转换器采用长园深瑞继保自动化有限公司(深瑞)的ISA-301C通信接口设备，设有2快CPU功能板，可以将变电站自动化监控系统的网络与本发明的变电站故障信息进行快速通知的系统的网络进行有效隔离，使操作人员在对本发明的系统安装、调试、运行时不影响变电站自动化监控系统的正常运行。转换后的IEC104规约的报文体通过规约转换器的另一个网络端口送到信息处理设备。因此，规约转换器另一个作用起到了对变电站自动化监控系统与本发明的系统进行网络隔离作用。
[0045]信息处理设备采用联想ThinkStat1n C30工作站，其CPU采用Intel酷睿22.66MHz，内存2G，独立显卡256M，22吋液晶显示器，网卡数量彡2块，网卡速率彡10Mbit/s，设备采用Window7操作系统，用VC6.0程序语言实现，数据库采用SQL SERVER 2000商用数据库。工作站的网络端口与规约转换器的另一个网络端口相连，工作站的USB接口与短信发送设备相连。信息处理设备通过其网络端口接收IEC104规约报文并对报文进行解析，对故障信息进行分析和判断，生成故障短信，将故障短信通过USB送到短信发送设备发送，短信发送设备将短信是否发送成功的结果通过USB 口送到信息处理设备。信息处理设备同时具有在线短信目标对象管理功能，可以新建、编辑、删除短信对象及其对象属性，目标对象的相关数据记录在关系型数据库SQL SERVER中。信息处理设备还将发送的短信记录在SQLSERVER数据库，通过信息处理设备的界面操作，可以检索和访问这些短信记录。
[0046]信息处理设备通过网络端口接收由规约转换器送来的IEC104规约报文。对IEC104规约报文进行解析，获取其中故障告警信息。由于变电站发生故障时会产生海量的故障告警信息，因此信息处理设备对这些信息进行进一步分析和判断，最终提取出能够反应出变电站故障本质的一条或几条故障信息，生成故障短信，故障短信包括了故障信息和目标对象手机号码，故障短信通过信息处理设备的USB端口送到短信发送设备。
[0047]信息处理设备对短信目标对象进行管理，录入、编辑、删除目标对象信息，在线设置或取消目标对象及其目标对象属性。目标对象属性为目标对象属性为目标对象名称、手机号码、级别、目标对象在线、非在线和备注信息。信息处理设备在形成故障短信时会将不同层次的故障短信，发送到相应级别的目标对象。
[0048]信息处理设备对历史短信进行管理，送到到短信发送设备的故障短信，加上短信发送设备返回的该故障短信是否发送成功信息，都将被记录到信息处理设备的SQL SERVER数据库中，信息处理设备提供了对数据库的记录进行访问、检索的调用接口和人机交互界面，信息处理设备通过人机界面对短信目标对象进行管理，故障信息发送给在线的目标用户。对目标对象管理的结果记录在SQL SERVER数据库中，在信息处理设备启动时，自动从数据库中加载目标对象记录。
[0049]短信发送设备采用深圳市惠通通信技术有限公司的USB GSM MODEM工业级HT-W2100型短信猫(收发短信的设备)，短信发送设备通过USB接口与信息处理设备相连，接收信息处理设备的故障短信，从故障短信中分离出短信内容和目标对象的手机号码，通过发送端口将短信内容(故障简报)发送到目标对象。短信是否发送成果的结果通过USB口送返到短信发送设备。
[0050]本发明的系统，在变电站端对海量的故障信息进行分类分层处理，生成能够反应变电站故障本质的一条或几条故障信息简报，利用短信的方式，将故障信息快速通知到监控主站、监控人员及运维人员等各类相关人员和设备，使变电站的故障问题得到及时和有效的处理。还可以在通信产生异常，监控主站不能获取变电站故障信息的情况下，通过该途径来使变电站运行维护人员或主站系统获取变电站故障信息，使变电站的故障问题得到及时和有效的处理。同时在设置本发明的系统时充分考虑到今后在对变电站自动化监控系统进行技术改造时，本发明的系统与原变电站自动化监控系统的之间无缝对接及安装使用上的方便性，以不影响原变电站自动化监控系统的正常运行为原则。本发明采用规约转换器、信息处理设备和短信发送设备，实现信息采集、故障分析判断、故障简报生成、短信目标对象管理、故障短信发送及历史短信管理。
【主权项】
1.一种对变电站故障信息进行快速通知的系统，其特征在于:所述对变电站故障信息进行快速通知的系统设有数据采集模块、规约转换模块、故障分析模块、短信生成模块、短信发送模块； 所述数据采集模块从变电站自动化监控系统获取变电站运行数据和故障信息，发送至规约转换模块； 所述规约转换模块接收到数据采集模块发来的变电站运行数据和故障信息，转换为IEC104规约定义的报文体，传输至故障分析模块； 所述故障分析模块接收到规约转换模块发来的IEC104标准规约的变电站运行数据和故障信息，按照DL/T 634.5104-2009标准中定义的报文结构进行解析，获取到变电站运行数据和故障信息，对运行数据和故障信息进行分析和判断，产生综合性信息体，将综合性信息体送到短信生成模块； 所述短信生成模块将综合性信息体生成中文短信，再将中文短信与接收短信的目标对象的手机号码按照“中文短信O手机号码”格式一起发送到短信发送模块； 所述短所述信发送模块按照“中文短信@手机号码”格式，向目标对象发送。2.根据权利要求1所述的对变电站故障信息进行快速通知的系统，其特征在于:所述变电站运行数据为母线和线路的电流电压模拟量实时数据、断路器开关数字量实时数据和电度量累积量;所述故障信息为一次设备运行故障的动作事件、断路器开关与刀闸的变位信息、变电站一次设备和二次设备的自检信息。3.根据权利要求2所述的对变电站故障信息进行快速通知的系统，其特征在于:所述规约转换模块设有针对不同变电站自动化监控系统或不同设备信息格式转换为IEC104标准规约的转换模块。4.根据权利要求3所述的对变电站故障信息进行快速通知的系统，其特征在于:所述故障分析模块对运行数据和故障信息进行分析和判断的步骤为: (1)结合变电站一次设备和二次设备的自检信息中的设备通信状态，一次设备和二次设备的通信状态为断开，则将一次设备和二次设备产生的运行数据和故障信息过滤掉； (2)对故障信息分类按照对电网影响的程度，告警信号分为:事故、异常、越限、变位、告知五类，将变位、告知类信息过滤掉； (3)分析产生事故类、异常类、越限类信息的相关运行数据，运行数据异常、故障信息存在，贝1J判定故障； (4)产生包括有故障信息、该故障的故障等级和与该故障相关联的运行数据的综合性信息体。5.根据权利要求4所述的对变电站故障信息进行快速通知的系统，其特征在于:所述步骤(3)分析产生事故类、异常类、越限类信息的相关运行数据，运行数据正常而故障信息存在，则判定该故障信息为错报，将该故障信息过滤掉。6.根据权利要求5所述的对变电站故障信息进行快速通知的系统，其特征在于:所述对变电站故障信息进行快速通知的系统设有短信目标对象管理模块和短信发送记录检索模块； 所述短信目标对象管理模块接收短信生成模块的短信发送记录和短信是否发送成功的结果，存储在数据库； 所述短信发送记录检索模块经短信生成模块对数据库中短信发送记录和短信是否发送成功的结果，进行展示，接受监控人员和运维人员的检索并展示。7.根据权利要求6所述的对变电站故障信息进行快速通知的系统，其特征在于:所述短信生成模块将按照“中文短信@手机号码”格式一起发送到短信发送模块，同时将该次发送的中文短信的信息内容和目标对象记录到短信目标对象管理模块的数据库中；所述短信生成模块接收短信发送模块发来的短信是否发送成功的信息，转发至短信目标对象管理模块。8.根据权利要求7所述的对变电站故障信息进行快速通知的系统，其特征在于:所述短信目标对象管理模块对短信的目标对象进行管理，录入、编辑或删除目标对象，设置或取消目标对象及其目标对象属性。9.根据权利要求8所述的对变电站故障信息进行快速通知的系统，其特征在于:所述目标对象监控主站、监控人员和运维人员相关设备及其人员。10.根据权利要求9所述的对变电站故障信息进行快速通知的系统，其特征在于:所述数据采集模块和规约转换模块设置在规约转换器完中，所述故障分析模块、短信生成模块、短信目标对象管理模块和短信发送记录检索模块设置在信息处理设备中，所述短信发送模块设置在短信发送设备中；所述规约转换器的一个网络端口与变电站自动化监控系统的站控层网络相连，规约转换器的另一个网络端口与信息处理设备的网络端口相连，信息处理设备通过USB与短信发送设备相连。
【文档编号】H02H7/22GK106099865SQ201610420855
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月14日 公开号201610420855.9, CN 106099865 A, CN 106099865A, CN 201610420855, CN-A-106099865, CN106099865 A, CN106099865A, CN201610420855, CN201610420855.9
【发明人】景乾明, 崔力心, 倪赛赛, 黎强, 智勇, 陈新, 拜润卿, 赵毅, 郭文科, 王永年, 刘巍安
【申请人】国网甘肃省电力公司电力科学研究院, 国网甘肃省电力公司, 国家电网公司, 长园深瑞继保自动化有限公司