Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) vào quản lý hệ thống lưới điện quận Tân Phú

i ii LỜI CÁM ƠN LỜI CAM ĐOAN Một chặng đường với công sức Thầy Cô Thầy Cô dốc Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu Luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực Luận văn cảm sức truyền đạt cho chúng em kiến thức quý báu , từ lý luận đến kiến thức nâng cao Và sau chặng đường dài , Thầy Cô dẫn dắt chúng em hoàn thành nốt bước cuối khóa học ơn thông tin trích dẫn Luận văn rõ nguồn gốc Em xin chân thành cảm ơn thầy cô không quản khó nhọc để Học viên thực truyền đạt cho em kiến thức quý báu giúp ích cho em nhiều chặng đường sau Em xin chân thành cám ơn thầy NGÔ CAO CƯỜNG tận tình bảo NGUYỄN GIA THOẠI giúp em hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp Qua em xin bày tỏ lòng biết ơn đến anh em phòng kỹ thuật , đội quản lý lưới điện tân phú , đội vận hành nhiệt tình giúp đỡ em việc hoàn thành luận văn Em xin chúc thầy tràn đầy sức khỏe Học viên thực NGUYỄN GIA THOẠI iii iv TÓM TẮT ABSTRACT Luận văn nghiên cứu ứng dụng hệ thống thông tin đại lý( GIS) để quản lý hệ thống lưới điện trung địa bàn quận Tân Phú Công ty điện lực Tân Phú quản lý, bao gồm cụ thể vấn đề sau: Thesis research and application of information agent systems (GIS) to manage medium-voltage grid system in the district by Tan Phu, Tan Phu Electricity Company management, including the following specific issues: Thu thập, phân tích, tổng hợp trạng khu vực lưới điện khu vực Tân Phú Collect, analyze and synthesize the current state of the grid area, Tan Nghiên cứu phần mềm ArcGis 10.1 hệ sở quản trị liệu Oracle 11.0 Xây dựng hệ thống sơ đồ nguyên lý demo cho tuyến dây Extension Phu area Research ArcGIS 10.1 and the data base administrator Oracle 11.0 Shematic ArcGis 10.1 Develop system principle diagram for online demo shematic Extension Triển khai hệ thống hệ quản trị sở liệu Oracle theo mô hình ClientSever Xây dựng ứng dụng hỗ trợ việc quản lý tầm ảnh hưởng quản lý thiết cord with ArcGIS 10.1 Implementation of the system management system according to the bị đóng cắt lưới điện Oracle Database Client-Server model Nghiên cứu độ tin cậy lưới điện đồ Develop application support management and management influence the switchgear on the grid Đánh giá nghiên cứu phân bố tối ưu công suất hệ thống lưới điện Research reliability of the grid on the map Kết nghiên cứu cho thấy dùng chương trình GIS để ứng dụng vào công tác quản lý kỹ thuật, quản lý vận hành đơn vị, nhằm giảm bớt gánh nặng nhân Review and study the optimal distribution of power on the grid system công nhân lực cho công tác Hỗ trợ lãnh đạo đưa định hợp lý xác, cán kỹ thuật công nhân tiết kiệm nhiều thời gian công sức công tác cải tạo sửa chữa đại tu vận hành lưới điện The study results showed that GIS can be used to program applications in the management of technical, management and operation of the unit in order to reduce the burden of human labor and work on Support leaders make rational decisions and accurate, technicians and workers save a lot of time and effort in the work of renovation and repair and overhaul operation of the grid v vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC HÌNH - GIS : Geographic Information System - Người sử dụng: User Hình 2.1: Mô hình Raster, Vector so với giới thực……………………… … 16 - Dữ liệu : Data Hình 2.2 : Dữ liệu thuộc tính đối tượng địa lý………………………… 17 - GPS: Global Positioning System Hình 2.3 : Vị trí đối tượng mặt đất ………………………………….18 - SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition),… Hình 2.4 : Tóm tắt quy trình xử lý thông tin……………………………………….19 - Geodatabase : Dữ liệu không gian Hình 2.5 : Một số định nghĩa GIS……………………………………………….20 - Saifi: Số lần gián đoạn cung cấp trung bình lưới điện Hình 2.6 : Các thành phần GIS…………………………………………22 - SAIDI : thời gian gián đoạn cung cấp trung bình lưới điện Hình 2.7 : Mô hình GIS…………………………………………………………….23 - CAIFI: Số lần điện trung bình khách hàng Hình 2.8 : Các thành phần sở liệu địa lý……………………25 - CAIDI: Thời gian điện trung bình khách hàng Hình 2.9 : Sơ đồ phân bố nhân lực Gis………………………………………25 Hình 2.10 : Mô hình điều khiển GIS……………………………………………….26 Hình 2.11 : Thu thập liệu cho GIS………………………………………………28 Hình 3.1 : Mô hình vệ tinh quay quanh trái đất………………………… 33 Hình 3.2 :Ứng dung GIS ngành ………………… 37 Hình 4.1: Mô hình hệ quản trị sở liệu Oracle……………………………64 Hình 5.1: Bản đồ Quận Tân Phú…………………………………………… 71 Hình 6.1 : Xây dựng demo tuyến dây Phú Lộc Phú Lộc 2………………….83 Hình 6.2 : Xây dụng sơ đồ Schematic cho tuyến dây trên………………… 85 vii viii Hình 8.1 : Bản đồ phần mềm Carrymap………………………………… ……93 DANH MỤC CÁC BẢNG Hình 8.2: Demo đồ trung Carrymap…………………………………98 Bảng : Một số hệ quản trị liệu giới………………………………….52 Bảng : Các tuyến dây trung địa bàn quận Tân Phú…………………… 72 Bảng : Các lớp liệu đồ………………………………………………75 Bảng : Tính toán số tin cậy lưới điện……………………………………… 81 Bảng : So sánh tính phần mềm sử dụng với ArcGIS…………….112 Luận văn thạc sĩ Luận văn thạc sĩ MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CÁM ƠN ii TÓM TẮT iii ABSTRACT iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT v DANH MỤC CÁC HÌNH vi DANH MỤC CÁC BẢNG viii Chương 1: MỞ ĐẦU 1.1 Tổng quan 2.1.1.2 Dữ liệu thuộc tính 2.1.1.3 Thời gian 2.1.2 Nguồn cung cấp thông tin địa lý 2.1.3 Quy trình xử lý thông tin địa lý 2.2 Hệ thống thông tin địa lý 10 2.2.1 Khái niệm hệ thống thông tin địa lý 10 2.2.2 Các thành phần hệ thống GIS 13 2.2.2.1 Phần cứng (hardware) 15 2.2.2.2 Phần mềm (softwear) 16 2.2.2.3 Dữ liệu( data) 17 1.2 Tính cần thiết đề tài 2.2.2.4 Người sử dụng (user) 17 1.3 Mục tiêu đề tài 2.2.2.5 Chính sách quản lý 19 1.4 Nội dung nghiên cứu 1.5 Phạm vi nghiên cứu 2.2.3 Các chức hệ thống thông tin địa lý 20 2.2.3.1 Thu thập liệu( Gis Data Acquisition) 20 1.6 Ý nghĩa khoa học đề tài 2.2.3.2 Lưu trữ liệu (Data storing) 21 1.7 Ý nghĩa thực tiễn đề tài 2.2.3.3 Truy vấn phân tích liệu 22 Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ 2.2.3.4 Hiển thị liệu 22 2.1 Tổng quan hệ thống thông tin địa lý 2.1.1 Khái niệm hệ thống thông tin địa lý 2.1.1.1 Dữ liệu không gian 2.2.4 Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý 23 2.2.4.1 Những ngành có liên quan đến GIS 23 2.2.4.2 Các ứng dụng thực tế 23 Luận văn thạc sĩ Luận văn thạc sĩ 2.2.5 Khả ứng dụng GIS vào ngành điện 24 3.3.3 Các sách bảo mật 36 2.2.5.1 Những lợi ích vận hành hệ thống điện 25 3.4 Các nguồn sai số 38 2.2.5.2 Ý nghĩa 25 3.4.1 Sai số quỹ đạo vệ tinh 38 2.2.6 Giải pháp hệ thống GIS công tác quản lý, vận hành 26 3.4.2 Sai số đồng hồ vệ tinh 38 Chương 3: CƠ SỞ ĐỊNH VỊ GPS 28 3.4.3 Sai số đồng hồ máy thu 39 3.1 Khái quát GPS 28 3.4.4 Sai số tầng điện ly 40 3.1.1 Bộ phận không gian 29 3.4.5 Sai số tầng đối lưu 41 3.1.2 Bộ phận trạm điều khiển 29 3.4.6 Sai số tượng đa đường 42 3.1.3 Bộ phận người dùng 30 3.4.7 Sai số độ nhiễu tín hiệu 42 3.1.4 Nguyên tắc hoạt động GPS 30 3.1.5 Độ xác GPS 30 3.1.6 Ứng dụng 31 3.2 Tín hiệu trị đo GPS 33 Chương 4: GIỚI THIỆU PHẦN MỀM ARCGIS 10.1 VÀ HỆ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆU ORACLE 44 4.1 Giới thiệu phần mềm ArcGis 10.1 44 4.1.1 Các mô hình liệu địa lý 47 4.1.1.1 Vector model 47 3.2.1 Tín hiệu 33 3.2.2 Trị đo 33 4.1.1.2 Raster model 48 4.1.1.3 TIN model 48 3.2.2.1 Mã giả khoảng cách 33 4.1.1.4 Dữ liệu bảng 48 3.2.2.2 Pha song tải 34 3.3 Nguyên tắc định vị vệ tinh 35 4.1.2 Các dạng format feature data 49 4.1.2.1 Coverages 49 3.3.1 Công thức toán học 35 3.3.2 Cơ sở định tọa độ máy thu từ số liệu đo GPS 36 4.1.2.2 Shapefiles 52 Luận văn thạc sĩ Luận văn thạc sĩ 4.1.2.3 GeoDatabases 52 6.4 Ứng dụng đồ sơ đồ ArcGis vào quản lý vận hành lưới điện 92 4.2 Giới thiệu Extension Schematics 55 6.4.1 Tìm đối tượng lưới điện ArcGIS 92 4.2.1 Các tính chính: 56 6.4.2 Đóng cắt, báo cáo số trạm bị ảnh hưởng 94 4.2.2 Đối tượng sử dụng ArcGis Schematics 57 Chương 7: TÍNH TOÁN ĐỘ TIN CẬY HỆ THỐNG LƯỚI ĐIỆN 97 4.2.3 Ứng dụng 57 7.1 Giới thiệu 97 4.3 Giới thiệu ArcSDE 58 7.1.1 Số lần gián đoạn cung cấp điện trung bình lưới điện SAIFI (System Average Interruption Frequency Index) 97 4.4 Giới thiệu hệ quản trị sở liệu Oracle 60 7.1.2 Thời gian gián đoạn cung cấp điện trung bình lưới điện SAIDI (System CHƯƠNG 5: THU THẬP DỮ LIỆU VÀ XÂY DỰNG DỮ LIỆU HỆ THỐNG LƯỚI ĐIỆN TÂN PHÚ 67 Average Interruption Duration Index) 97 7.1.3 Số lần điện trung bình khách hàng CAIFI (Customer Average 5.1 Giới thiệu quận Tân Phú 67 5.2 Giới thiệu hệ thống lưới điện Công ty điện lực Tân phú quản lý 71 5.2.1 Khối lượng lưới điện 71 5.2.2 Tình hình phân phối điện 73 Interruption Frequency Index) 98 7.1.4 Thời gian điện trung bình khách hàng CAIDI (Customer Average Interruption Duration Index) 98 7.1.5 Mức độ sẵn sàng cung cấp điện tháng ASAI (Average Service Availability Index) 98 5.3 Xây dựng liệu hệ thống lưới điện trung 74 7.1.6 Mức độ không sẵn sàng cung cấp điện ASUI (Average Service Unavailability CHƯƠNG XÂY DỰNG HỆ THỐNG BẢN ĐỒ VÀ SƠ ĐỒ ĐƠN TUYẾN 85 Index) 98 6.1 Xây dựng hệ thống đồ 85 7.1.7 Tổng Điện không cung cấp ENS (Energy Not Supplied) 98 6.2 Xây dựng hệ thống sơ đồ 88 7.1.8 Điện trung bình không cung cấp đến khách hàng AENS (Average 6.3 Triển khai hệ thống hệ quản trị sở liệu Oracle 11g R2 90 6.3.1 Cài đặt Oracle 11g R2 90 Energy Not Supplied) 99 7.1.9 Điện trung bình không cung cấp đến khách hàng bị ảnh hưởng điện ACCI (Average Customer Curtailment Index) 99 6.3.2 Phân quyền 92 7.2 Kết tính toán 99 Luận văn thạc sĩ Chương 8: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM CARRYMAP ĐƯA GIS VÀO SMARTPHONE Chương 1: MỞ ĐẦU PHỤC VỤ CHO CÔNG TÁC THU THẬP DỮ LIỆU 102 8.1 Giới thiệu phần mềm Carrymap 102 8.2 Các ưu điểm phần mềm 103 8.3 Tiến hành cài đặt 103 1.1 Tổng quan Ngày nay, vấn đề phân tích toán phân bố công suất, tính toán ngắn mạch, tính toán tổn thất quản lý hệ thống điện quan tâm hàng đầu lĩnh vực vận hành quản lý ngành điện Việt Nam Chương : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 111 Mục tiêu đặt phân bố công suất lưới điện cách tối 9.1 Kết luận 111 ưu nhất, kiểm soát khả ngắn mạch cố gây điện tổn thất lưới điện nói chung hệ thống điện nói riêng, để có biện pháp khắc phục sửa 9.2 Kiến nghị 114 chữa, từ nâng cao khả đáp ứng nhu cầu cho khách hàng, đồng thời phục vụ 9.3 Hướng phát triển 115 khách hàng sử dụng điện ngày tốt Đó mục tiêu lãnh đạo toàn thể nhân viên ngành điện Việt Nam nói chung TP Hồ Chí Minh nói Tài liệu tham khảo 116 riêng Muốn ta phải tìm phương án quản lý lưới điện, thiết bị điện hệ thống điện cách hiệu Với tốc độ phát triển chóng mặt ngành công nghệ thông tin việc áp dụng thành tựu ngành khoa học vào lĩnh vực khác nhau, có ngành điện quan tâm Công nghệ thông tin năm cuối kỷ 20 đạt móng cho đời phát triển nhanh chóng hệthống thông tin địa lý( GIS – Geographic Information System) việc áp dụng hệ thống ngành mang tính hạ tầng( cấp thoát nước, lượng điện…) có tác dụng to lớn việc nâng cao chất lượng dịch vụ cung cấp cho xã hội Mặt khác xâm nhập kỹ thuật ngành điện làm thay đổi sâu sắc việc quản lý phân tích hệ thống điện Trong xu đại hóa việc quản lý lưới điện cấp độ khác nhau, từ sản xuất, truyền tải đến phân phối, ngành điện Việt Nam triển khai ứng dụng kỹ thuật tiên tiến việc xây dựng chương trình ứng dụng vào lĩnh vực khác Đồng hành với tốc độ phát triển đại hóa ngành điện, lưới điện thống liệu GIS địa bàn trở nên thời sự, cấp bách yêu cầu có phương pháp tiếp cận có doanh cập nhật hay Phòng kinh doanh chưa kịp cập nhật hay cập nhật cung cấp kết nhanh chóng, xác khả quản lý cập nhật, xác, Đội Quản lý khách hàng tính toán lại mã lộ ra… dẫn đến tổn thất hiệu chi tiết hướng tới tức thời theo thời gian thực 1.2 Tính cần thiết đề tài Hiện nay, thị trường có nhiều phần mềm MapInfo, AutoCad, quản lý điện v.v… đáp ứng nhu cầu quản lý liệu lưới điện, khách hàng riêng rẽ, với sở liệu nhỏ,mỗi phần mềm có chức nhiệm vụ riêng Vd: Mapinfo chuyên biên tập liệu thuộc tính lưới điện, quản lý điện quản lý thông tin khách hàng… Tất phần mềm sử dụng theo mô hình datafile phục vụ quản lý liệu, thông tin khách hàng… chưa sử dụng hệ quản trị sở liệu để quản lý liệu không gian Về kiến trúc hệ thống, đa số phần mềm xây dựng hệ thống người dùng, chưa xây dựng mô hình client- sever( mô hình đa người dùng) Vì vậy, chưa có GIS việc quản lý lưới điện tương đối khó khăn, thông tin cập nhật liệu tập trung phòng, đội, tính liên kết, liệu phải kiểm tra offlline nên không đảm bảo tính xác cao… suất khu vực, sót bộ… làm ảnh hưởng nghiêm trọng đến công tác tính toán độ tin cậy lưới điện… dẫn đến doanh thu đơn vị giảm, không quản lý tài sản cách kịp thời phần mềm Mapinfo, AutoCad… không hỗ trợ đa người dùng, hay việc cắt lưới nhiệm vụ Đội nên Đội cập nhật biến động xác suất xác tăng lên nhiều Với việc ứng dụng hệ thống ArcGis vào công tác quản lý lưới điện, bảo đảm tất người xem, biên tập, chỉnh sửa( phân quyền edit) liệu(vì GIS kết nối hệ quản trị Oracle, cho phép xây dựng mô hình đa người dùng), đảm liệu thể hiện, thống toàn công ty có nhìn khác việc quản lý lưới điện bối cảnh Ở đề tài này, sử dụng phần mềm ArcGis 10.1 hãng ERIS kết hợp với hệ quản trị Oracle 11gR2 để quản lý xây dựng hệ thống đồ sơ đồ đơn tuyến, quản lý vật tư thiết bị quản lý phạm vi ảnh hưởng thiết bị đóng cắt Đặc biệt mô hình hỗ trợ tốt cho người lãnh đạo đứng cấp độ quản lý, người công nhân cấp độ vận hành, sữa chữa lưới điện, hỗ trợ khách hàng kiểm tra nguyên nhân điện cách xác nhanh Cho phép có nhìn tổng quan lưới điện thực địa sơ Ví dụ thực tế Công ty Phòng Kinh doanh cập nhật khách hàng để theo dõi hiệu suất khu vực dựa vào tình trạng lưới điện đơn vị Đội Quản lý lưới điện cập nhật biến động lưới, Đội Quản lý khách hàng cập nhật mã lộ vào chương trình CMIS đồ phép có định xác 1.3 Mục tiêu đề tài Mục tiêu đề tài nhằm xây dựng sở liệu tảng AM/FM/GIS để quản lý hệ thống lưới điện trung quận Tân Phú phần mềm ArcGis 10.1, 2.0… Vì lý đó( khách quan, chủ quan người), có xảy biến động lưới mà đội Quản lý lưới điện không kịp chuyển lên để Phòng kinh xây dựng hệ thống sơ đồ đơn tuyến có khả phân tích dòng chảy network, tạo mối liên kết thiết bị lưới, hệ quản trị sở liệu Oracle 11gR2 phục vụ ưu tiên cho công tác quản lý, tăng suất lao động Với hỗ trợ hệ quản trị sở liệu, người khai thác ứng dụng sử dụng ngôn ngữ lập trình như: Visual Basic, Visua Basic.Net, Visual C sử dụng công cụ lập trình chuyên dụng ArcGis ArcGis Engine, Arc Object… để phát triển ứng dụng mà lệ thuộc vào ngôn ngữ Map Basic sử dụng phần mềm MapInfo 1.4 Nội dung nghiên cứu Thu thập, phân tích, tổng hợp trạng khu vực lưới điện khu vực Tân Phú Nghiên cứu phần mềm ArcGis 10.1 hệ sở quản trị liệu Oracle 11gR2 Xây dựng hệ thống sơ đồ nguyên lý demo cho tuyến dây Extension Shematic ArcGis 10.1 Triển khai hệ thống hệ quản trị sở liệu Oracle theo mô hình Client- Sever Xây dựng ứng dụng hỗ trợ việc quản lý tầm ảnh hưởng quản lý thiết bị đóng cắt lưới điện Nghiên cứu đánh giá độ tin cậy lưới điện Nghiên cứu phần mềm đọc sở liệu ArcGIS để thuận tiện việc thu thập liệu đơn vị 1.5 Phạm vi nghiên cứu Đề tài chủ yếu tập trung nghiên cứu xây dựng hệ thống đồ sơ đồ đơn tuyến lưới điện quận Tân Phú theo mô hình Client-Server đa người dùng sở sử dụng ArcGis 10.1, Geodatabase hệ quản trị sở liệu Oracle 11g2, phần mềm đọc sở liệu ArcGIS để thuận tiện việc thu thập liệu đơn vị Phạm vi thời gian: đề tài thực sáu tháng 1.6 Ý nghĩa khoa học đề tài Kết nghiên cứu cho ta phương pháp quản lý hệ thống lưới điện tảng phần mềm cực mạnh linh động kết hợp với hệ quản trị sở liệu mô hình mà nước phát triển ứng dụng đạt cao Ở mô hình có độc lập phần mềm GIS ngôn ngữ lập trình nên linh hoạt cho việc phát triển ứng dụng 1.7 Ý nghĩa thực tiễn đề tài Đề tài nêu lên phương pháp quản lý vận hành lưới điện, quản lý khách hàng đơn vị cách trực quan sinh động Khi cần thiết ta chuyển đổi hệ thống đồ sơ đồ đơn tuyến cho phù hợp với nhu cầu quản lý Mục tiêu đề tài xây dựng sơ đồ địa dư sơ đồ đơn tuyến sở liệu chuẩn hệ thống hệ thống khả mở, nghĩa nhu cầu phát sinh ta phát triển thêm ứng dụng cách viết thêm module ngôn ngữ lập trình Ví dụ như: quản lý thiết bị( máy biến thế, thiết bị đóng cắt, trụ trung thế…), phạm vi ảnh hưởng thiết bị đóng cắt… làm tiền đề cho việc phát triển lưới điện thông minh( Smart GIS) sau 88 Hình 6.1d Địa , tên đường vị trí đường dây, trụ trạm 6.2 Xây dựng hệ thống sơ đồ Ta sử dụng Extensions Schematic kết hợp với vẽ Autocad, sơ đồ giấy v.v… hữu để xây dựng hệ thống sơ đồ đơn tuyến tự động từ hệ thống đồ xây dựng Xây dựng demo tuyến dây Phú Lộc Phú Lộc thuộc trạm trung gian Tân Bình 2: 89 90 91 Dùng Arccatolog đưa liệu vào hệ thống quản trị kết nối Hình 6.2 : Xây dụng sơ đồ Schematic cho tuyến dây 6.3 Triển khai hệ thống hệ quản trị sở liệu Oracle 11g R2 6.3.1 Cài đặt Oracle 11g R2 Đầu tiên ta tiến hành cài đặt hệ quản trị sở liệu Oracle 11g R2 Dựng database có tên gistanphu để lưu trữ liệu Cài đặt ArcSDE for Oracle ArcSDE tự động tạo service default Đăng ký version cho Feature Dataset gistanphu\SDE.Luoidien_TT_N với ArcCatalog Esri_SDE để connect đến Database gistanphu ArcSDE tạo user default SDE để chứa hệ thống đồ Dùng ArcCatalog tạo connection SDE để connect đến database với service: Esri_SDE, User: SDE, Transactional Version: SDE.Default (Version Default có permission Public) Tiến hành tạo user để kết nối truy cập sở liệu phòng ban đội công ty với quyền truy cập cao (sde): 92 user1: dùng cho phòng Kỹ Thuật user2: dùng cho Đội quản lý lưới user3: dùng cho Phòng Kinh doanh v.v… Tiến hành tạo version user để truy cập sở liệu chia sẻ dung lượng nhớ tiến hành save lên quyền cao nhất( sde) chia sẻ cho tất phòng đội liệu phòng\ đội làm 6.3.2 Phân quyền Để phân quyền theo mô hình client-server, cấp quyền truy cập hệ thống đồ cho người sử dụng, ta phải đăng nhập vào hệ thống oracle với quyền sys quyền cao hệ thống, tạo user grant số quyền để connect vào hệ thống Sau dùng ArcCatalog tạo connection đăng nhập với user vừa tạo phân quyền cho connection 6.4 Ứng dụng đồ sơ đồ ArcGis vào quản lý vận hành lưới điện Ta sử dụng công cụ GIS để quản lý, vận hành lưới điện 6.4.1 Tìm đối tượng lưới điện ArcGIS Tìm trạm Hòa Thạnh 14 tuyến đường dây 93 94 6.4.2 Đóng cắt, báo cáo số trạm bị ảnh hưởng Tiến hành đóng cắt thiết bị FCO, LBFCO, DS, RE… để cô lập, chuyển tải tuyến dây cần sửa chữa hay tải Các trạm bị ảnh hưởng thể rõ bảng thuộc tính Qua ta tính công suất bị số lượng khách hàng điện trạm đó, từ suy SAIDI SAIFI cách xác nhanh chóng Ví dụ: ta tiến hành cắt điện nhánh rẽ cầu tre thông qua LBFCO đầu nhánh rẽ, đoạn dây sau cắt xuất màu đen, dùng công cụ phân tích mạng (dòng chảy network) ArcGIS ta tính số trạm điện thuộc đoạn dây vừa cắt 95 96 Cũng dùng công cụ phân tích mạng, tính số khách hàng thuộc 97 Chương 7: TÍNH TOÁN ĐỘ TIN CẬY HỆ THỐNG LƯỚI ĐIỆN trạm bị điện 33 KH 7.1 Giới thiệu Nhìn vào hệ thống giãn đồ Schematic, ta xác định đươc nhanh xác số trạm bị ảnh hưởng công suất trạm Độ tin cậy định nghĩa khả mà phần tử hay hệ thống thực chức yêu cầu khoảng thời gian định điều kiện vận hành định Trong thập niên gần nghiên cứu đánh giá độ tin cậy hệ thống phân phối ý hệ thống nguồn phát Một lý vai trò tổn thất lớn nhà máy, mạng phân phối hư hỏng địa phương Ở ta tập trung nghiên cứu tính toán số số độ tin cậy mà Tổng công ty Điện lực Thành phố quan tâm 7.1.1 Số lần gián đoạn cung cấp điện trung bình lưới điện SAIFI (System Average Interruption Frequency Index) *+ , = ∑.ố 01á31 1à56 7ấ9 đ;ệ5 ∑.ố 01á31 1à56 1;ệ5 1ữ> = ∑?; @ N : Tổng số điện kế khách hàng hữu Ni: Số điện kế khách hàng điện lần điện thứ i 7.1.2 Thời gian gián đoạn cung cấp điện trung bình lưới điện SAIDI (System Average Interruption Duration Index) SAIDI = ∑ A1ờ; 6;C5 01á31 1à56 7ấ9 đ;ệ5 ∑E;.?; = ∑ Dố 01á31 1à56 1;ệ5 1ữ> ∑?; Ui : thời gian điện (phút) khách hàng lần điện thứ i 98 99 7.1.3 Số lần điện trung bình khách hàng CAIFI (Customer 7.1.8 Điện trung bình không cung cấp đến khách hàng AENS Average Interruption Frequency Index) (Average Energy Not Supplied) CAIFI= ∑ Dố 01á31 1à56 7ấ9 đ;ệ5 ∑@ = @∗ AENS= ∑ Dố 01á31 1à56 Fị ả51 1ưở56 ∑T P @ = @K @ N* : số điện kế khách hàng bị ảnh hưởng điện cố N: Tổng số khách hàng hữu 7.1.4 Thời gian điện trung bình khách hàng CAIDI (Customer 7.1.9 Điện trung bình không cung cấp đến khách hàng bị ảnh Average Interruption Duration Index) hưởng điện ACCI (Average Customer Curtailment Index) CAIDI= KLMNM KLMOM = ∑P @ ACCI = ∑@ 7.1.5 Mức độ sẵn sàng cung cấp điện tháng ASAI (Average Service @K @∗ N*: số điện kế khách hàng bị ảnh hưởng điện cố Availability Index) ASAI= ∑@QRS #∑P @ ∑@QRS (720: Số cung cấp điện 30 ngày tháng 10/2013) 7.2 Kết tính toán Hiện nay, bốn tiêu độ tin cậy mà Tổng Công ty Điện lực Thành Phố quan tâm, đặt tiêu yêu cầu Công ty Điện lực báo cáo hàng tháng là: SAIFI, 7.1.6 Mức độ không sẵn sàng cung cấp điện ASUI (Average Service SAIDI, CAIFI VÀ CAIDI Unavailability Index) Tính đến hết tháng 10/2013 Công ty có 32 vụ cố lưới trung thế; ASUI = – ASAI 7.1.7 Tổng Điện không cung cấp ENS (Energy Not Supplied) cố TBA ảnh hưởng gây cố tuyến dây 23 vụ (13 vụ trạm khách hàng, 10 vụ trạm công cộng), 03 vụ cố cáp ngầm; 06 cố lưới trung Thời gian bình quân xử lý cố 58 phút/vụ, tổng thời gian điện cố 31giờ15 phút, ENS =∑ LiUi (kWh) Li: công suất không phân phối đến khách hàng lần điện thứ i Ui: thời gian điện (phút) khách hàng lần điện thứ i tổng sản lượng không phân phối 197.486Wh tổng số lượt khách hàng điện 144,300 khách hàng Chỉ tiêu 2013 Sự Cố Kế hoạch SAIFI 2.98 6.8 SAIDI 320 2100 100 101 MAIFI CHỈ TIÊU SỰ CỐ Stt HẠNG ĐƠN MỤC TÍNH THÁNG VỤ VỤ 0.022 0.11 42.31% Tính toán số tinh cậy lưới điện 10/2013 TÌNH HÌNH SỰ Ghi LŨY TIẾN TỶ LỆ IV Độ tin cậy lưới điện 0.26 CỐ VỊ NĂM Lần Trường hợp cố lưới điện SAIFI Lần 3.58 0.298 2.57 71.79% SAIDI Phút 279 23.250 144 51.61% MAIFI Lần 0.01 0.001 - Trường hợp cắt bảo trì lưới điện (Cắt kế hoạch cắt đột xuất chủ quan) SAIFI Lần 4.91 0.409 3.64 74.13% SAIDI Phút 1,132 94.333 593 52.39% MAIFI Lần 0.22 0.018 0.04 18.18% Tất trường hợp điện SAIFI Lần 12.6 1.050 11.03 87.54% SAIDI Phút 1,610 134.167 1,174 72.92% Bảng 4: Tính toán số tin cậy lưới điện 102 Chương 8: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM CARRYMAP ĐƯA GIS VÀO SMARTPHONE PHỤC VỤ CHO CÔNG TÁC THU THẬP DỮ LIỆU 8.1 Giới thiệu phần mềm Carrymap CarryMap [16] giải pháp để tái tạo đồ ArcGIS : tự cung tự cấp phân phối ứng dụng đồ điện tử cho máy tính để bàn , Windows Phone , Apple iOS, thiết bị Android( ứng dụng cho thiết bị CarryMap iOS 103 8.2 Các ưu điểm phần mềm Giao diện người dùng thân thiện liền mạch Thêm / nhập / Xuất/ phổ biến liệu Quay đồ theo nhiều hướng khác Hỗ trợ định vị Gps Android có sẵn App Store Google Play tương ứng) Hỗ trợ khả tìm kiếm nâng cao CarryMap có công cụ sản xuất chuyên nghiệp để thực hướng dẫn không gian kích hoạt, kế hoạch thăm dò, đồ thực địa, vui chơi giải trí kế hoạch hấp dẫn cho mục đích chuyển hướng hỗ trợ thông tin Bất kỳ Hỗ trợ xác định tọa độ tìm kiếm theo tọa độ Đo khoảng cách người sử dụng GIS phần mềm GIS cụ thể kỹ GIS chuyên nghiệp kinh nghiệm sử dụng Tái tạo đồ ArcGIS bạn tài liệu phần tập tin exe - tìm kiếm để phân phối không giới hạn có sẵn cho nhiều người sử dụng Chúng ta gửi , ghi đĩa CD đưa lên trang web để tải Các đồ đầu liệu đưa vào trở lại ArcGIS Nén bảo vệ liệu không gian , giao diện thân thiện , khả tìm kiếm nâng cao kèm với định vị GPS - bạn có tất tập tin thực thi Quản lý truy cập vào đồ điện tử với mật giới hạn thời gian sử dụng, có khả để phân phối liệu không gian cách an Hình 8.1 : Bản đồ phần mềm Carrymap toàn Lập đồ di động để sử dụng tương tác với khả bổ sung thêm kết hộp thoại Chúng ta tạo đồ cách sử dụng nhiều màu khác thêm logo công ty riêng để đồ Bằng cách này, tạo đồ thiết kế theo phong cách công ty 8.3 Tiến hành cài đặt Chọn file mxd( file đồ arcgis) cần đưa vào thiết bị: ví dụ ta lấy file client_giathoai.mxd 104 105 Tạo file chuyển đổi từ VN2000 sang hệ tọa độ WGS84 Theo định 05/2007/QĐ-BTNMT ngày 27/02/2007 Bộ trưởng Bộ Tài Nguyên Môi Trường [17] , giá trị tham số chuyển đổi từ hệ tọa độ VN2000 sang WGS84 sau : Tham số chuyển dịch gốc tọa độ : - ∆x0 = -191,90441429 m - ∆y0 = -39,30318279 m - ∆z0 = -111,45032835 m Geographic Transformation Name: đặt tên cho hệ quy chiếu chuyển đổi: vn2000-wgs84 Input Geographic Coordinate System: Dữ liệu đầu vào Góc xoay trục tọa độ hệ tọa độ: VN2000 - ω0 = -0,00928836” - ψ0 = 0,01975479” hệ tọa độ: WGS84 - ε0 = -0,00427372” Method: chọn Coordinate frame nhập thông số vào Output Geographic Coordinate System: Dữ liệu đầu Hệ số tỷ lệ chiều dài Vào Mở: client_giathoai.mxd/Layer/Properties/CoordinateSystem/Transformation: k = 1,000000252906278 client_giathoai.mxd/arctoolbox/Data Manegament Convert from: chọn hệ tọa độ vn2000 Tool/ Projections and Transformation/Creat Custom Geographic Transformation Into: chọn WGS84 Using: Chọn file tạo bước Tiến hành Download phần mềm http://www.dataeast.com/en/carrymap.asp#feat( tùy vào hệ điều hành sử dụng, download phần mềm carry kho ứng dụng tương ứng: Appstore, Googleplay) cài đặt : 106 107 Sau cài đặt hoàn tất, vào client_giathoai.mxd/Customize/Carrymap Cài đặt thông số cần thiết cho đồ cần đưa vào Lấy toàn đồ cần đưa vào Kích hoạt Carrymap/Extramap to exe packet 108 109 Nhấn next để hoàn tất Chọn file xuất dùng hệ điều hành 110 111 Chương : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 9.1 Kết luận Qua phân tích, thu thập liệu, số hóa liệu vào hệ thống ArcGis nhận thấy tầm quan trọng hệ thống Gis :có thể giúp công ty điện lực Tân Phú thoát khỏi quản lý cồng kềnh giấy mực cộng với trí nhớ tẻ nhạt trình vận hành quản lý lưới điện Hơn nữa, hệ thống Gis giúp lãnh đạo hỗ trợ giám sát nhân viên, kịp thời đưa định xác Đồng thời thấy rõ khác biệt Gis phần mềm sử dụng Công ty: Phần mềm Arcgis Mapinfo Autocad Quản lý điện Chức Nhập liệu Hỗ trợ tốt Hỗ trợ Hỗ trợ Chỉ hỗ trợ liệu thuộc tính hạn chế Hình 8.2: Demo đồ trung Carrymap Hỗ trợ liên kết CSDL Rất tốt Hỗ trợ Không hỗ Không hỗ trợ trợ Xuất CSDL sang Rất tốt định dạng khác Hỗ trợ Hỗ trợ Không hỗ trợ hạn chế 112 Biên tập đồ, chỉnh Rất tốt Hỗ trợ 113 Hỗ trợ Hỗ trợ nhưng sửa CSDL hạn chế hạn chế Khả hiển thị CSDL Rất tốt Hỗ trợ Hỗ trợ Xây dựng hệ thống sơ đồ, Rất tốt Không hỗ trợ quản lý việc đóng cắt, Không hỗ Không hỗ trợ trợ vận hành thiết bị Không hỗ trợ Quản lý topology Rất tốt Hỗ trợ quản lý Không hỗ Không hỗ trợ không trợ chi tiết chặt chẽ Chia sẻ, phân phối thông Rất tốt Không hỗ trợ tin mạng internet Không hỗ Không hỗ trợ Phân tích mạng, dòng Hỗ trợ trợ chảy network, hỗ trợ tính (WebGis) Không hỗ trợ Không hỗ Không hỗ trợ trợ toán SAIDI, SAIFI Truy vấn liệu không Rất tốt Hỗ trợ Không hỗ Không hỗ trợ gian liệu thuộc tính cấp CSDL trợ Bảng 9.1 So sánh tính phần mềm sử dụng với ArcGIS nhỏ Tóm lại, qua bảng so sánh trên, nhận thấy rõ tầm quan trọng ứng Trình bày đồ, in Rất tốt Hỗ trợ Hỗ trợ Không hỗ trợ Mô hình 3D hóa liệu Rất tốt Hỗ trợ Hỗ trợ Không hỗ trợ Hiển thị, truy vấn Rất tốt Hỗ trợ Hỗ trợ Không hỗ trợ dụng GIS vào việc quản lý hệ thống lưới điện mà phần mềm không đáp ứng hay đáp ứng hạn chế Với mục tiêu xây dựng hệ thống quản lý lưới điện trung hiệu cho Công ty Điện lực Tân Phú, đề tài đạt số kết cụ thể sau : phân tích liệu không Xây dựng hệ thống đồ lưới điện với đầy đủ thông tin: tọa độ, trạm, trụ, thiết bị đóng cắt, máy biến áp, … gian kết hợp liệu thuộc tính; Xây dựng hệ thống sơ đồ đơn tuyến tự động từ hệ thống đồ, phân tích liệu lưới điện, nhằm giao tiếp với đồ lưới điện Trao đổi CSDL với Rất tốt hệ thống Gis khác Không hỗ trợ Không hỗ Không hỗ trợ cách nhanh chóng xác trình quản lý– vận hành trợ Xây dựng sở liệu theo mô hình GeoDatabase để quản lý liệu mạng lưới điện hệ quản trị sở liệu( DBMS) Oracle 11gR2 114 Đồng hóa liệu phòng, ban, đội tạo thành khối liệu thống để quản lý chung toàn công ty Tổng công ty 115 hành bảo trì đắn, không nuôi dưỡng theo thời gian trở thành hệ thống chết Do đòi hỏi lãnh đạo đơn vị phải có quan tâm đầu tư nhân lực tài lực, tổ chức đào tạo chuyên viên kỹ thuật viên GIS để có Phục vụ tốt cho công tác thu thập liệu cách liên kết luu trữ thể quản lý, vận hành khai thác hệ thống có hiệu liệu thiết bị cầm tay, xuất liệu ngược vào CSDL công Bổ sung nguồn vốn để trang bị máy tính có cấu hình cao, máy định vị GPS ty Hệ thống đồ/sơ đồ giao tiếp với hệ quản trị sở liệu hành cách quản trị: • Trạng thái vận hành lưới điện: thông qua giải pháp Quan hệ địa hình( Topology), mạng lưới địa trắc( Geometric Network), … • Thuộc tính: thông qua chức kết nối, quan hệ để xác định xác tọa độ vị trí trụ, nhằm đáp ứng nhu cầu hiệu chỉnh biên tập liệu có độ tinh cậy xác cao, phục vụ tốt cho nhu cầu quản lý lưới điện quan 9.3 Hướng phát triển Nghiên cứu, phát triển hệ thống WebGIS để chia liệu online thuận tiện đơn giản cho phòng, ban, đội nhằm đáp ứng nhu cầu cập nhật thông tin cách xác nhanh chóng (RelationShip),… Hệ thống vận hành theo mô hình Client – Server: • Server: Database đặt server cài đặt Orace Server, ArcGis Desktop ArcSDE for Oracle, tạo user phân quyền cho user để truy cập vào hệ thống • Client: cài đặt Arcgis Desktop Oracle Client, truy cập vào hệ thống thông qua user cấp Kết nối với hệ thống CMIS( Customer Management Information System) sử dụng thống Tập đoàn Điện lực Việt Nam để tính toán độ tin cậy lưới điện, tính toán tổn thất … Mặc dù GIS thể giới thực lưới điện, nghĩa CSDL phải đạt đến cấp độ không gian chiều (3d GIS) thiết lập CSDL không gian công ty, phuong pháp số hóa ArcGIS chưa tiện ích số hóa 3D cho người sử dụng Vì vậy, nghiên cứu thử nghiệm ứng dụng số hóa 3D GIS sở phần mềm Bentley Map, kết giúp xây dựng Tính toán độ tin cậy lưới điện, mục tiêu mà Tổng công ty quan tâm 9.2 Kiến nghị Hệ thống GIS hệ thống lớn vô phức tạp, bao gồm nhiều ngành khoa học Hệ thống đòi hỏi phải có chiến lược phát triển, vận tảng cho việc phát triển GIS 3D 116 117 - Tài liệu tham khảo [15] Báo cáo quản lý kỹ thuật tháng 10/2013 –Công ty điện lực Tân phú - [1] http://blog.gistrung.com/cong-nghe/cac-dinh-nghia-ve-gis/ - [2] Bài giảng GIS đại cương – PGS.TS Trần Vĩnh Phước – Trung tâm công nghệ thông tin địa lý DITAGIS, trường Đại học Bách Khoa - [3] www.vi.wikipedia.org/wiki/Hệ_thống_định_vị_toàn_cầu - [4] www.vtnthntvienxu.com/content - [5] www.ipsard.gov.vn/images/2007/07/GIS.doc - [6] www.gisvn.com.vn - [7] Bài giảng môn học GPS nâng cao - Nguyễn Ngọc Lâu, trường Đại Bách Khoa TP HoChí Minh - [8] www.geoc.com [9] Viện nghiên cứu địa chính- trung tâm công nghệ cao-Tài liệu hướng dẫn sử dụng ArcGis,Đặng Thị Mỹ Lan - [10] www.esri.com - [11] www.oraclevn.com - [12] www.oracle.com - [13] Quy hoạch phát triển Điện Lực Quận Tân Phú, TpHCM- Sở Công nghiệp - [14] www.vidagis.com.vn - [16] www.dataeast.com - [17] www.chinhphu.vn/portal/hethongvanban