對變電站故障信息進行快速通知的系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種對變電站故障信息進行快速通知的系統,要解決的技術問題是準確及時上送故障告警信息到監控主站。本發明的系統設有數據采集模塊、規約轉換模塊、故障分析模塊、短信生成模塊、短信發送模塊。本發明與現有技術相比，故障分析模塊通過對海量的故障信息進行分類分層處理，生成能夠反應變電站故障本質的故障信息簡報，利用短信，將故障簡報快速通知到監控主站、監控人員和運維人員相關設備及其人員，實現了對變電站故障信息的快速通知，使變電站的故障問題得到及時和有效的處理，同時充分考慮到今后在對變電站監控系統進行技術改造時，本發明的系統與變電站自動化監控系統之間實現無縫對接及安裝。
【專利說明】
對變電站故障信息進行快速通知的系統
技術領域
[0001]本發明涉及一種變電站自動化系統，特別是一種在變電站發生故障時，對故障信息進行通知的系統。
【背景技術】
[0002]變電站正常生產運行過程中由于不可預知的原因發生異常，會產生故障信息，變電站自動化系統若不能及時向監控主站上送故障信息，主站監控人員將不能及時查找和分析產生故障信息的原因，定位告警設備，這樣使故障得不到及時處理，嚴重干擾了變電站的正常生產運行。
[0003]對于變電站自動化系統，上送到監控主站的一次、二次設備的各種故障告警信息、狀態信號、內部信號等信息，由變電站自動化系統中的自動化設備遠動機完成。由于遠動機與監控主站之間的通信距離很長，通信鏈路上的通信設備較多，常常發生遠動機與監控主站通信產生異常，特別是變電站發生故障時，需要傳輸大量的故障告警信息，導致信道阻塞，使變電站的故障信息不能及時或完全不能上送到監控主站。另一方面，變電站發生故障時，即使故障信息能夠上傳到監控主站，但監控人員面對海量的故障告警信息，往往無從下手，導致了對變電站故障問題的分析判斷的延誤或不準確，從而使變電站的故障問題得不到及時和有效的處理。

【發明內容】

[0004]本發明的目的是提供一種對變電站故障信息進行快速通知的系統，要解決的技術問題是準確及時上送故障告警信息到監控主站。
[0005]本發明采用以下技術方案:一種對變電站故障信息進行快速通知的系統，所述對變電站故障信息進行快速通知的系統設有數據采集模塊、規約轉換模塊、故障分析模塊、短信生成模塊、短信發送模塊；
[0006]所述數據采集模塊從變電站自動化監控系統獲取變電站運行數據和故障信息，發送至規約轉換模塊；
[0007]所述規約轉換模塊接收到數據采集模塊發來的變電站運行數據和故障信息，轉換為IEC104規約定義的報文體，傳輸至故障分析模塊；
[0008]所述故障分析模塊接收到規約轉換模塊發來的IEC104標準規約的變電站運行數據和故障信息，按照DL/T 634.5104-2009標準中定義的報文結構進行解析，獲取到變電站運行數據和故障信息，對運行數據和故障信息進行分析和判斷，產生綜合性信息體，將綜合性信息體送到短信生成模塊；
[0009]所述短信生成模塊將綜合性信息體生成中文短信，再將中文短信與接收短信的目標對象的手機號碼按照“中文短信@手機號碼”格式一起發送到短信發送模塊；
[0010]所述短所述信發送模塊按照“中文短信@手機號碼”格式，向目標對象發送。
[0011]本發明的變電站運行數據為母線和線路的電流電壓模擬量實時數據、斷路器開關數字量實時數據和電度量累積量;所述故障信息為一次設備運行故障的動作事件、斷路器開關與刀閘的變位信息、變電站一次設備和二次設備的自檢信息。
[0012]本發明的規約轉換模塊設有針對不同變電站自動化監控系統或不同設備信息格式轉換為IEC104標準規約的轉換模塊。
[0013]本發明的故障分析模塊對運行數據和故障信息進行分析和判斷的步驟為:
[0014](I)結合變電站一次設備和二次設備的自檢信息中的設備通信狀態，一次設備和二次設備的通信狀態為斷開，則將一次設備和二次設備產生的運行數據和故障信息過濾掉；
[0015](2)對故障信息分類按照對電網影響的程度，告警信號分為:事故、異常、越限、變位、告知五類，將變位、告知類信息過濾掉；
[0016](3)分析產生事故類、異常類、越限類信息的相關運行數據，運行數據異常、故障信息存在，則判定故障；
[0017](4)產生包括有故障信息、該故障的故障等級和與該故障相關聯的運行數據的綜合性信息體。
[0018]本發明的步驟(3)分析產生事故類、異常類、越限類信息的相關運行數據，運行數據正常而故障信息存在，則判定該故障信息為錯報，將該故障信息過濾掉。
[0019]本發明的對變電站故障信息進行快速通知的系統設有短信目標對象管理模塊和短信發送記錄檢索模塊；
[0020]所述短信目標對象管理模塊接收短信生成模塊的短信發送記錄和短信是否發送成功的結果，存儲在數據庫；
[0021]所述短信發送記錄檢索模塊經短信生成模塊對數據庫中短信發送記錄和短信是否發送成功的結果，進行展示，接受監控人員和運維人員的檢索并展示。
[0022]本發明的短信生成模塊將按照“中文短信@手機號碼”格式一起發送到短信發送模塊，同時將該次發送的中文短信的信息內容和目標對象記錄到短信目標對象管理模塊的數據庫中；所述短信生成模塊接收短信發送模塊發來的短信是否發送成功的信息，轉發至短信目標對象管理模塊。
[0023]本發明的短信目標對象管理模塊對短信的目標對象進行管理，錄入、編輯或刪除目標對象，設置或取消目標對象及其目標對象屬性。
[0024]本發明的目標對象監控主站、監控人員和運維人員相關設備及其人員。
[0025]本發明的數據采集模塊和規約轉換模塊設置在規約轉換器完中，所述故障分析模塊、短信生成模塊、短信目標對象管理模塊和短信發送記錄檢索模塊設置在信息處理設備中，所述短信發送模塊設置在短信發送設備中；所述規約轉換器的一個網絡端口與變電站自動化監控系統的站控層網絡相連，規約轉換器的另一個網絡端口與信息處理設備的網絡端口相連，信息處理設備通過USB與短信發送設備相連。
[0026]本發明與現有技術相比，故障分析模塊通過對海量的故障信息進行分類分層處理，生成能夠反應變電站故障本質的故障信息簡報，利用短信，將故障簡報快速通知到監控主站、監控人員和運維人員相關設備及其人員，實現了對變電站故障信息的快速通知，還可以在監控主站不能獲取變電站故障信息情況下，通過該途徑使變電站運行維護人員或主站系統獲取變電站故障信息，使變電站的故障問題得到及時和有效的處理，同時充分考慮到今后在對變電站監控系統進行技術改造時，本發明的系統與變電站自動化監控系統之間實現無縫對接及安裝。
【附圖說明】
[0027]圖1是本發明實施例的設備組成和連接示意圖。
[0028]圖2是本發明實施例的系統結構示意圖。
【具體實施方式】
[0029]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細說明。本發明的對變電站故障信息進行快速通知的系統(系統)，如圖2所示，設有數據采集模塊、規約轉換模塊、故障分析模塊、短信生成模塊、短信發送模塊、短信目標對象管理模塊和短信發送記錄檢索模塊。
[0030]數據采集模塊從變電站自動化監控系統獲取變電站運行數據和故障信息，發送至規約轉換模塊。變電站運行數據和故障信息從變電站遠動設備，按變電站自動化監控系統供應商提供的任意的數據傳輸規約獲取。數據傳輸規約包括國標IEC103、國標IEC104標準規約和非標準規約。變電站運行數據為母線和線路的電流電壓模擬量實時數據、斷路器開關數字量實時數據和電度量累積量。故障信息為一次設備運行故障的動作事件如線路的電流速斷故障事件、斷路器開關與刀閘的變位信息、變電站一次設備和二次設備的自檢信息。
[0031]規約轉換模塊接收到數據采集模塊發來的變電站運行數據和故障信息，轉換為IEC104規約定義的報文體，傳輸至故障分析模塊。IEC104規約定義的報文體按照中華人民共和國電力行業標準DLT 634.5104-2009中的“4.協議結構”、“5.應用協議控制信息(APCI)的定義”、“6.DLT 634.5104中定義的ASDU的選取與新增的ASDU”、“7.選定的應用數據單元和功能與TCP服務的映射關系”、“8.控制方向帶時標的過程信息ASDU”進行傳輸。
[0032]對于不同的變電站自動化監控系統，由不同的設備供應商提供，對外發布的數據信息方式和信息格式內容存在有一定的差異。通過規約轉換模塊，可以將不同格式的數據信息，轉換為符合IEC104標準規約的報文體。規約轉換模塊內設有針對不同變電站自動化監控系統或不同設備信息格式轉換為IEC104標準規約的轉換模塊。
[0033]故障分析模塊接收到規約轉換模塊發來的IEC104標準規約的變電站運行數據和故障信息(104標準規約報文，報文，報文體)，按照DL/T 634.5104-2009標準中定義的報文結構進行解析，獲取到變電站運行數據和故障信息，對運行數據和故障信息進行分析和判斷。具體步驟為:
[0034](I)結合變電站一次設備和二次設備的自檢信息中的設備通信狀態，如果一次設備和二次設備的通信狀態為斷開，則將一次設備和二次設備產生的運行數據和故障信息過濾掉。
[0035](2)對故障信息分類根據國家電網公司部門文件調自(2012)101號“關于印發《變電站調控數據交互規范(試行)》的通知”中附錄4的告警信號類型與級別定義，按照對電網影響的程度，告警信號分為:事故、異常、越限、變位、告知五類，級別分別對應為:事故-1級，異常-2級，越限-3級，變位-4級，告知-5級。其中，事故、異常、越限類信息對變電站生產影響較大，需要進行進一步分析，將變位、告知類信息過濾掉。
[0036](3)分析產生事故類、異常類、越限類信息的相關運行數據，如果運行數據正常而故障信息存在，則判定該故障信息為錯報，需要將該故障信息過濾掉，如果運行數據異常、故障信息存在，則判定故障。
[0037](4)通過對運行數據和故障信息的綜合分析判斷，最終產生一個包括有故障信息、該故障的故障等級和與該故障相關聯的運行數據的綜合性信息體。將綜合性信息體送到短信生成模塊。故障等級按國家電網公司部門文件調自(2012)101號“關于印發《變電站調控數據交互規范(試行)》的通知”中附錄4的告警信號類型與級別定義確定。
[0038]短信生成模塊將故障分析模發來的綜合性信息體生成中文短信，再將中文短信與接收短信的目標對象的手機號碼按照“中文短信@手機號碼”格式一起發送到短信發送模塊，同時將該次發送的中文短信的信息內容和目標對象記錄到短信目標對象管理模塊的數據庫中。短信的目標對象可以為變電站的運行人員、變電站維護人員和可以接收短信的變電站調度系統，以達到將變電站的故障信息進行快速通知的目的。短信生成模塊接收短信發送模塊發來的短信是否發送成功的信息，轉發至短信目標對象管理模塊。
[0039]短信發送模塊接收到中文短信的信息內容和目標對象的手機號碼，按照“中文短信@手機號碼”格式，向目標對象發送，同時將短信是否發送成功的結果經短信生成模塊返送到短信目標對象管理模塊。
[0040]短信目標對象管理模塊接收短信生成模塊的短信發送記錄和短信是否發送成功的結果，存儲在數據庫。短信目標對象管理模塊對短信的目標對象進行管理，錄入、編輯或刪除目標對象，設置或取消目標對象及其目標對象屬性。目標對象為監控主站、監控人員和運維人員相關設備及其人員，目標對象屬性為目標對象名稱、手機號碼、級別、目標對象在線、非在線和備注信息。
[0041]短信發送記錄檢索模塊經短信生成模塊對數據庫中短信發送記錄和短信是否發送成功的結果，進行展示，接受監控人員和運維人員的檢索并展示。
[0042]如圖1所示，本實施例采用以下設備實現，設備由規約轉換器、信息處理設備和短信發送設備順序連接組成。規約轉換器的一個網絡端口與變電站自動化監控系統的站控層網絡相連，規約轉換器的另一個網絡端口與信息處理設備的網絡端口相連，信息處理設備通過USB與短信發送設備相連。
[0043]數據采集模塊和規約轉換模塊設置在規約轉換器完中。故障分析模塊、短信生成模塊、短信目標對象管理模塊和短信發送記錄檢索模塊設置在信息處理設備中。短信發送模塊設置在短信發送設備中。
[0044]本實施例中，規約轉換器采用長園深瑞繼保自動化有限公司(深瑞)的ISA-301C通信接口設備，設有2快CPU功能板，可以將變電站自動化監控系統的網絡與本發明的變電站故障信息進行快速通知的系統的網絡進行有效隔離，使操作人員在對本發明的系統安裝、調試、運行時不影響變電站自動化監控系統的正常運行。轉換后的IEC104規約的報文體通過規約轉換器的另一個網絡端口送到信息處理設備。因此，規約轉換器另一個作用起到了對變電站自動化監控系統與本發明的系統進行網絡隔離作用。
[0045]信息處理設備采用聯想ThinkStat1n C30工作站，其CPU采用Intel酷睿22.66MHz，內存2G，獨立顯卡256M，22吋液晶顯示器，網卡數量彡2塊，網卡速率彡10Mbit/s，設備采用Window7操作系統，用VC6.0程序語言實現，數據庫采用SQL SERVER 2000商用數據庫。工作站的網絡端口與規約轉換器的另一個網絡端口相連，工作站的USB接口與短信發送設備相連。信息處理設備通過其網絡端口接收IEC104規約報文并對報文進行解析，對故障信息進行分析和判斷，生成故障短信，將故障短信通過USB送到短信發送設備發送，短信發送設備將短信是否發送成功的結果通過USB 口送到信息處理設備。信息處理設備同時具有在線短信目標對象管理功能，可以新建、編輯、刪除短信對象及其對象屬性，目標對象的相關數據記錄在關系型數據庫SQL SERVER中。信息處理設備還將發送的短信記錄在SQLSERVER數據庫，通過信息處理設備的界面操作，可以檢索和訪問這些短信記錄。
[0046]信息處理設備通過網絡端口接收由規約轉換器送來的IEC104規約報文。對IEC104規約報文進行解析，獲取其中故障告警信息。由于變電站發生故障時會產生海量的故障告警信息，因此信息處理設備對這些信息進行進一步分析和判斷，最終提取出能夠反應出變電站故障本質的一條或幾條故障信息，生成故障短信，故障短信包括了故障信息和目標對象手機號碼，故障短信通過信息處理設備的USB端口送到短信發送設備。
[0047]信息處理設備對短信目標對象進行管理，錄入、編輯、刪除目標對象信息，在線設置或取消目標對象及其目標對象屬性。目標對象屬性為目標對象屬性為目標對象名稱、手機號碼、級別、目標對象在線、非在線和備注信息。信息處理設備在形成故障短信時會將不同層次的故障短信，發送到相應級別的目標對象。
[0048]信息處理設備對歷史短信進行管理，送到到短信發送設備的故障短信，加上短信發送設備返回的該故障短信是否發送成功信息，都將被記錄到信息處理設備的SQL SERVER數據庫中，信息處理設備提供了對數據庫的記錄進行訪問、檢索的調用接口和人機交互界面，信息處理設備通過人機界面對短信目標對象進行管理，故障信息發送給在線的目標用戶。對目標對象管理的結果記錄在SQL SERVER數據庫中，在信息處理設備啟動時，自動從數據庫中加載目標對象記錄。
[0049]短信發送設備采用深圳市惠通通信技術有限公司的USB GSM MODEM工業級HT-W2100型短信貓(收發短信的設備)，短信發送設備通過USB接口與信息處理設備相連，接收信息處理設備的故障短信，從故障短信中分離出短信內容和目標對象的手機號碼，通過發送端口將短信內容(故障簡報)發送到目標對象。短信是否發送成果的結果通過USB口送返到短信發送設備。
[0050]本發明的系統，在變電站端對海量的故障信息進行分類分層處理，生成能夠反應變電站故障本質的一條或幾條故障信息簡報，利用短信的方式，將故障信息快速通知到監控主站、監控人員及運維人員等各類相關人員和設備，使變電站的故障問題得到及時和有效的處理。還可以在通信產生異常，監控主站不能獲取變電站故障信息的情況下，通過該途徑來使變電站運行維護人員或主站系統獲取變電站故障信息，使變電站的故障問題得到及時和有效的處理。同時在設置本發明的系統時充分考慮到今后在對變電站自動化監控系統進行技術改造時，本發明的系統與原變電站自動化監控系統的之間無縫對接及安裝使用上的方便性，以不影響原變電站自動化監控系統的正常運行為原則。本發明采用規約轉換器、信息處理設備和短信發送設備，實現信息采集、故障分析判斷、故障簡報生成、短信目標對象管理、故障短信發送及歷史短信管理。
【主權項】
1.一種對變電站故障信息進行快速通知的系統，其特征在于:所述對變電站故障信息進行快速通知的系統設有數據采集模塊、規約轉換模塊、故障分析模塊、短信生成模塊、短信發送模塊； 所述數據采集模塊從變電站自動化監控系統獲取變電站運行數據和故障信息，發送至規約轉換模塊； 所述規約轉換模塊接收到數據采集模塊發來的變電站運行數據和故障信息，轉換為IEC104規約定義的報文體，傳輸至故障分析模塊； 所述故障分析模塊接收到規約轉換模塊發來的IEC104標準規約的變電站運行數據和故障信息，按照DL/T 634.5104-2009標準中定義的報文結構進行解析，獲取到變電站運行數據和故障信息，對運行數據和故障信息進行分析和判斷，產生綜合性信息體，將綜合性信息體送到短信生成模塊； 所述短信生成模塊將綜合性信息體生成中文短信，再將中文短信與接收短信的目標對象的手機號碼按照“中文短信O手機號碼”格式一起發送到短信發送模塊； 所述短所述信發送模塊按照“中文短信@手機號碼”格式，向目標對象發送。2.根據權利要求1所述的對變電站故障信息進行快速通知的系統，其特征在于:所述變電站運行數據為母線和線路的電流電壓模擬量實時數據、斷路器開關數字量實時數據和電度量累積量;所述故障信息為一次設備運行故障的動作事件、斷路器開關與刀閘的變位信息、變電站一次設備和二次設備的自檢信息。3.根據權利要求2所述的對變電站故障信息進行快速通知的系統，其特征在于:所述規約轉換模塊設有針對不同變電站自動化監控系統或不同設備信息格式轉換為IEC104標準規約的轉換模塊。4.根據權利要求3所述的對變電站故障信息進行快速通知的系統，其特征在于:所述故障分析模塊對運行數據和故障信息進行分析和判斷的步驟為: (1)結合變電站一次設備和二次設備的自檢信息中的設備通信狀態，一次設備和二次設備的通信狀態為斷開，則將一次設備和二次設備產生的運行數據和故障信息過濾掉； (2)對故障信息分類按照對電網影響的程度，告警信號分為:事故、異常、越限、變位、告知五類，將變位、告知類信息過濾掉； (3)分析產生事故類、異常類、越限類信息的相關運行數據，運行數據異常、故障信息存在，貝1J判定故障； (4)產生包括有故障信息、該故障的故障等級和與該故障相關聯的運行數據的綜合性信息體。5.根據權利要求4所述的對變電站故障信息進行快速通知的系統，其特征在于:所述步驟(3)分析產生事故類、異常類、越限類信息的相關運行數據，運行數據正常而故障信息存在，則判定該故障信息為錯報，將該故障信息過濾掉。6.根據權利要求5所述的對變電站故障信息進行快速通知的系統，其特征在于:所述對變電站故障信息進行快速通知的系統設有短信目標對象管理模塊和短信發送記錄檢索模塊； 所述短信目標對象管理模塊接收短信生成模塊的短信發送記錄和短信是否發送成功的結果，存儲在數據庫； 所述短信發送記錄檢索模塊經短信生成模塊對數據庫中短信發送記錄和短信是否發送成功的結果，進行展示，接受監控人員和運維人員的檢索并展示。7.根據權利要求6所述的對變電站故障信息進行快速通知的系統，其特征在于:所述短信生成模塊將按照“中文短信@手機號碼”格式一起發送到短信發送模塊，同時將該次發送的中文短信的信息內容和目標對象記錄到短信目標對象管理模塊的數據庫中；所述短信生成模塊接收短信發送模塊發來的短信是否發送成功的信息，轉發至短信目標對象管理模塊。8.根據權利要求7所述的對變電站故障信息進行快速通知的系統，其特征在于:所述短信目標對象管理模塊對短信的目標對象進行管理，錄入、編輯或刪除目標對象，設置或取消目標對象及其目標對象屬性。9.根據權利要求8所述的對變電站故障信息進行快速通知的系統，其特征在于:所述目標對象監控主站、監控人員和運維人員相關設備及其人員。10.根據權利要求9所述的對變電站故障信息進行快速通知的系統，其特征在于:所述數據采集模塊和規約轉換模塊設置在規約轉換器完中，所述故障分析模塊、短信生成模塊、短信目標對象管理模塊和短信發送記錄檢索模塊設置在信息處理設備中，所述短信發送模塊設置在短信發送設備中；所述規約轉換器的一個網絡端口與變電站自動化監控系統的站控層網絡相連，規約轉換器的另一個網絡端口與信息處理設備的網絡端口相連，信息處理設備通過USB與短信發送設備相連。
【文檔編號】H02H7/22GK106099865SQ201610420855
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月14日 公開號201610420855.9, CN 106099865 A, CN 106099865A, CN 201610420855, CN-A-106099865, CN106099865 A, CN106099865A, CN201610420855, CN201610420855.9
【發明人】景乾明, 崔力心, 倪賽賽, 黎強, 智勇, 陳新, 拜潤卿, 趙毅, 郭文科, 王永年, 劉巍安
【申請人】國網甘肅省電力公司電力科學研究院, 國網甘肅省電力公司, 國家電網公司, 長園深瑞繼保自動化有限公司