Trang 1 H---HÌNH HỮU TRÍKNGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁPPHÁT TRIỂN LƯỚI ĐIỆN THÔNG MINH TRÊN MẠNG HẠ ÁPDỰA TRÊN PLC TẠI TỔNG CÔNG TY ĐIỆN LỰCTHÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINHLUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THU
HÌNH H BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - HÌNH HỮU TRÍ K NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP PHÁT TRIỂN LƯỚI ĐIỆN THÔNG MINH TRÊN MẠNG HẠ ÁP DỰA TRÊN PLC TẠI TỔNG CƠNG TY ĐIỆN LỰC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT TRUYỀN THƠNG KHỐ 2012B Hà Nội – 2014 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061131995281000000 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI HÌNH HỮU TRÍ NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP PHÁT TRIỂN LƯỚI ĐIỆN THÔNG MINH TRÊN MẠNG HẠ ÁP DỰA TRÊN PLC TẠI TỔNG CÔNG TY ĐIỆN LỰC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT TRUYỀN THÔNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS PHẠM VĂN BÌNH Hà Nội – 2014 MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN ……………………………………………………………………i LỜI CẢM ƠN ……………………………………………………………………… ii MỤC LỤC ………………………………………………………………………… iii DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT ………………………………………… vi DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU ……………………………………………… x DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ ………………………………………………… xi MỞ ĐẦU ………………………………………………………………………… xiii Chương – TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH …1 1.1 Sơ lược cấu trúc hệ thống lưới điện TP.Hồ Chí Minh ………………… 1.1.1 Lưới điện truyền tải phân phối …………………………………… 1.1.2 Phạm vi quản lý, vận hành ………………………………………… 1.2 Lưới điện hạ áp TP.Hồ Chí Minh ………………….……………… 1.2.1 Thực trạng …………………………………………………………… 1.2.2 Mục đích ………………… ………………………………………… 1.2.3 Nhu cần phát triển quản lý, vận hành ………………………… 1.3 Lộ trình xây dựng lưới điện thơng minh TP.Hồ Chí Minh ……… 1.3.1 Cơ sở pháp lý ………………………………………………………… 1.3.2 Mục tiêu việc xây dựng lưới điện thông minh ………………… 1.3.3 Các chương trình …………………………………………… 10 1.3.4 Lộ trình triển khai thành phần Smart Grid EVNHCMC … 10 1.4 Kết luận chương………………………………………………………… 19 Chương – LƯỚI ĐIỆN THÔNG MINH (SMART GRID) ………………… 22 2.1 Tổng quan lưới điện thông minh …………… …………………… 22 2.1.1 Đặc tính lưới điện thơng minh ………………………… 24 2.1.2 Các yếu tố mơ hình lưới điện thơng minh …………… 25 2.2 Kiến trúc tổng thể hệ thống lưới điện thông minh ……………… 26 2.3 Các chức lưới điện thông minh …………………… 30 iii 2.3.1 Chức quản lý thông số kỹ thuật số điện tiêu thụ khách hàng sử dụng điện ……………………… …………… 30 2.3.2 Chức truyền thông, thôn tin ………………………………… 32 2.4 Tình hình triển khai lưới điện thơng minh …………………………… 33 2.4.1 Tình hình triển khai giới ………………………………… 33 2.4.2 Tình hình triển khai nước ………………………………… 35 2.4.3 Tình hình triển khai TP.Hồ Chí Minh ………………………… 37 2.5 Lưới điện thơng minh dựa công nghệ tuyền thông dây tải điện (PLC) ………………………………………… ……………………… 38 2.6 Một số giải pháp triển khai thí điểm lưới điện thơng minh Tổng cơng ty Điện lực TP.Hồ Chí Minh ………… ………………………… 47 2.6.1 Giải pháp đọc tự động đo đếm đầu nguồn ……………………… 47 2.6.2 Giải pháp đo đếm ranh giới nội ………………………………….47 2.6.3 Giải pháp đọc tự động từ xa khách hàng sử dụng công tơ điện tử ………………………………………… ………………… 48 2.6.4 Giải pháp thử nghiệm hệ thống công tơ điện tử thông minh, đo ghi từ xa Cơng ty Shenzhen Clou (phía đối tác Trung Quốc) ………… 48 2.6.5 Chương trình đọc từ xa công nghệ CDMA 450MHz ………… 50 2.6.6 Chương trình đọc từ xa cơng nghệ RF+Pre-Payment ……… 50 2.6.7 Chương trình điều khiển tải …………………………………………51 2.6.8 Chương trình đọc từ xa đường truyền cáp quang …………… 51 2.7 Kết luận chương………………………………………………………… 52 Chương – ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP PHÁT TRIỂN LƯỚI ĐIỆN THÔNG MINH TRÊN MẠNG HẠ ÁP DỰA TRÊN PLC ……………………………… 54 3.1 Cơ sở đề xuất nghiên cứu đề xuất ………………………………… 54 3.2 Công nghệ truyền thông đường dây tải điện - PLC (Power Line Communication) ………………………………………………………… 55 3.3 Một số hạn chế biện pháp khắc phục việc truyền thông tin đường dây tải điện ……………………………………………… 58 iv 3.4 Nghiên cứu ghi nhận kết thí điểm triển khai lưới điện thông minh dựa PLC mạng điện hạ áp ….………………………… 59 3.5 Đề xuất giải pháp triển khai lưới điện thông minh dựa PLC mạng điện hạ áp Tổng công ty Điện lực TP.Hồ Chí Minh ……… 80 3.6 Kết luận ……… ………………………………………………………… 82 Chương – KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ …………………………………… 84 4.1 Kết luận ………………………………………………………………… 84 4.2 Kiến nghị ………………………………………………………………… 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO ……………………………………………………… 89 v DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT EVN Tập đoàn Điện lực Việt Nam EVNHCMC Tổng công ty Điện lực Thành phố Hồ Chí Minh TP.HCM Thành phố Hồ Chí Minh AM/FMS Automated Mapping Facilities Management Hệ thống quản lý tài sản AMI Advanced Metering Infrastructure Cơ sở hạ tầng đo đếm tiên tiến AMR Automatic Meter Reading Hệ thống đọc tự động số điện kế BEMS Building Energy Management System Hệ thống quản lý lượng cao ốc CIM Common Information Model Mơ hình thơng tin dùng chung CMIS Customer Management Information System Hệ thống quản lý thông tin khách hàng CRM Customer Relationship Management Quản lý quan hệ khách hàng DA Distribution Automation Tự động lưới phân phối DMS Distribution Management System Hệ thống quản lý lưới phân phối DSM Demand Site Management Quản lý nhu cầu phụ tải EVs Electric Vehicles Xe điện FEMS Factory Energy Management System Hệ thống quản lý lượng nhà máy vi GIS Geographic Information System Hệ thống thông tin địa lý HEMS Home Energy Management System Hệ thống quản lý lượng hộ HHU Hand-held Unit Thiết bị cầm tay MDMS Metering Data Management System Hệ thống quản lý liêu đo đếm OMS Outage Management System Hệ thống quản lý thông tin điện RES Renewable Energy System Hệ thống nguồn lượng tái tạo SA Substation Automation Tự động hóa trạm SCADA Supervisor Control and Data Acquisition Hệ thống điều khiển giám sát thu thập liệu RF Radio Frequency Tần số vô tuyến RTU Remote Terminal Unit Thiết bị đầu cuối SG Smart Grid Lưới điện thông minh ACK Acknowledgment Sự thừa nhận ARQ Automatic Repeat Request Lặp lại yêu cầu tự động ADP Adaptation Thích ứng BLE Battery Life Extension vii Tuổi thọ pin mở rộng BE Backoff Exponent Mũ quay trở lại BS Base Station Trạm sở BSN Beacon Sequence Number Chuỗi số CAP Channel Access Priority Luồng vào ưu tiên CRC Cyclic Redundancy Check Kiểm tra dư thừa theo chu kỳ CSMA-CA Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance Đa truy nhập sóng mang tránh va ch ạm CSMA-CD Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection Đa truy nhập sóng mang phát va chạm COSEM Companion Specification for Energy Metering Máy đo lượng kỹ thuật đồng CFS Carrier Frequency System Hệ thống tần số sóng mang CW Contention Window DSN Data Sequence Number FCS Frame Check Sequence FFD Full Function Device GTS Guaranteed Time Slot ISF Interframe Space ISMA Inhibit Sense Multiple Access LIFS Long Interframe Space LLC Logical Link Control LQI Link Quality Indication viii MAC Medium Access Control MCPS MAC Common Part Sublayer MCPS-SAP MAC Common Part Sublayer Service Access Point MHR MAC Header MLME MAC Sublayer Management Entity MLME-SAP MAC Sublayer Management Entity Service Access Point MPDU MAC Protocol Data Unit MSDU MAC Service Data Unit NB Number of Backoff OSI Open Systems Interconnection OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing PAN Personal Area Network PAN ID PAN Identifier PCS Physical Carrier Sense PD Phy Data PLC Power Line Communication PHY Physical Layer PIB PAN Information Base POS Personal Operating Space QoS Quality of Service RSC Ripple Carrier Signalling RFD Reduced-Function Device SNR Sygnal-to-Noise-Ratio TMR TDMA Tone Map Response Time Division Multiple Access Đa truy nhập phân bố theo thời gian ix DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU Trang Bảng 3.1: Băng tần sử dụng cho PLC theo tiêu chẩn Châu Âu ………………… 57 Bảng 3.2: Nội dung trường gói tin …………………………………… 70 Bảng 3.3: Cấu hình IP cho thiết bị …………………………………………… 71 x