TÀI LIỆU KỸ THUẬT HỆ THỐNG GIÁM SÁT ĐIỀU KHIỂN CSHT TRẠM VIỄN THÔNG – SMU

TÀI LIỆU KỸ THUẬT HỆ THỐNG GIÁM SÁT ĐIỀU KHIỂN CSHT TRẠM VIỄN THÔNG – SMU CÔNG TY CỔ PHẦN CÔNG NGHỆ HTSV VIỆT NAM Trụ sở: Số 164, Nguyễn Văn Cừ, P.Bồ Đề, Q.Long Biên, Hà Nội VPGD: P1602, Tòa C2, Vinaconex1, 289A Khuất Duy Tiến, P.Trung Hòa, Q.Cầu Giấy, Hà Nội Điện thoại: 04.62783539 - Website: www.htsv.com.vn Nội dung I GIỚI THIỆU VỀ TÀI LIỆU 1.1 Mục đích 1.2 Phạm vi 1.3 Thuật ngữ 1.4 Bố cục tài liệu II TỔNG QUAN HỆ THỐNG 2.1 Hiện trạng nhu cầu 2.2 Giới thiệu hệ thống SMU 2.3 Mơ hình tổng quan hệ thống SMU 2.3.1 2.3.2 2.3.3 Khối kỹ thuật trung tâm quản lý Khối kỹ thuật truyền dẫn thông tin Khối kỹ thuật thiết bị trạm 2.4 Các tính hệ thống 2.5 Bộ điều khiển trung tâm 10 2.6 Phần mềm hệ thống SMU 12 2.6.1 2.6.2 Kiến trúc phần mềm 12 Đặc điểm phần mềm 13 2.7 Máy chủ quản lý tập trung 17 2.8 Tính tốn băng thơng cấu hình server 18 2.8.1 2.8.2 2.8.3 2.8.4 Yêu cầu hệ thống 18 Tính tốn băng thơng 18 Tính tốn dung lượng lưu trữ 20 Tính tốn cấu hình server 21 III GIẢI PHÁP KỸ THUẬT 22 3.1 Giải pháp quản lý CSHT tập trung 22 3.2 Giải pháp triển khai lắp đặt 23 3.3 Giải pháp mở rộng cấu hình 24 3.4 Giải pháp báo cháy địa 25 3.5 Giải pháp giám sát vào trạm 26 3.6 Giải pháp quản lý điện 27 3.7 Giải pháp đánh giá chất lượng tổ accu 28 3.8 Giải pháp đo điện áp DC 29 3.9 Giải pháp điều khiển đóng cắt tải DC 29 3.10 Giải pháp điều khiển điều hòa 30 3.11 Giải pháp điều khiển máy phát điện 31 3.12 Giải pháp truyền dẫn 32 3.13 Giải pháp nguồn cung cấp 33 IV 4.1 4.2 4.3 CHỨC NĂNG HỆ THỐNG 34 Giám sát cảnh báo nhiệt độ 34 Giám sát cảnh báo độ ẩm 34 Giám sát cảnh báo cháy/khói 34 Bản quyền thuộc Công ty HTSV 4.4 Giám sát cảnh báo cháy nhiệt gia tăng 34 4.5 Giám sát cảnh báo ngập lụt 35 4.6 Giám sát cảnh báo chuyển động 35 4.7 Giám sát cảnh báo cửa mở 35 4.8 Giám sát cảnh báo kính vỡ 35 4.9 Thu thập liệu khí tượng thủy văn 35 4.10 Giám sát trạng thái vào trạm 36 4.11 Camera giám sát an ninh 36 4.12 Giám sát cảnh báo nguồn điện AC 36 4.13 Giám sát cảnh báo nguồn điện DC, chất lượng accu 37 4.13.1 4.13.2 4.13.3 4.13.4 Đo điện áp DC 38 Đo điện áp nửa tổ accu 38 Đo dòng điện nạp/xả 38 Đo nhiệt độ 38 4.14 Giám sát điều khiển điều hòa 38 4.15 Giám sát điều khiển máy phát điện pha pha 39 4.16 Điều khiển đóng cắt tải DC 40 4.17 Hình thức cảnh báo 41 4.17.1 4.17.2 4.17.3 4.17.4 Cảnh báo chỗ còi/đèn báo động 41 Cảnh báo gửi tin nhắn email 41 Cảnh báo từ xa giao diện web 41 Cảnh báo gửi tới OMC 41 PHỤ LỤC 1: CÁC THUẬT TOÁN 42 I Thuật tốn điều khiển điều hịa 42 II Thuật toán điều khiển máy phát điện 44 III Thuật toán xác định nguồn AC/GEN 46 IV Thuật toán xác định dung lượng, thời gian lại tổ accu 47 V Thuật toán xác định thời gian lại máy phát điện 50 PHỤ LỤC 2: DANH MỤC THIẾT BỊ CHÍNH 51 Bản quyền thuộc Công ty HTSV I GIỚI THIỆU VỀ TÀI LIỆU 1.1 Mục đích Tài liệu mô tả chi tiết giải pháp công nghệ, ứng dụng thông số kỹ thuật hệ thống SMU – sản phẩm nghiên cứu phát triển HTSV Mục đích tài liệu đưa nhìn tổng quan hệ thống SMU, giúp khách hàng hiểu rõ giải pháp thiết kế, kiến trúc hệ thống (bao gồm phần cứng phần mềm), chức hệ thống tiêu kỹ thuật Tài liệu dành cho kỹ sư thiết kế, nhân viên kỹ thuật, khách hàng quan tâm tới hệ thống để tham khảo dùng làm tài liệu tham chiếu 1.2 Phạm vi Phạm vi tài liệu giới thiệu giải pháp thiết kế hệ thống SMU, phân tích chức hệ thống đưa thuật toán giám sát, điều khiển Chi tiết thiết kế (phần cứng phần mềm), hướng dẫn lắp đặt vận hành hệ thống không thuộc phạm vi tài liệu 1.3 Thuật ngữ Bảng giải thích thuật ngữ quan trọng sử dụng tài liệu Thuật ngữ Giải thích từ ngữ 3G Mạng thông tin di động hệ ADSL Đường dây thuê bao bất đối xứng ATS Tủ điện ATS BTS Trạm thu phát gốc mạng di động CSDL Cơ sở liệu CSHT Cơ sở hạ tầng ĐHTT Điều hành trung tâm GEN Nguồn máy phát điện GPRS Mạng điện thoại di động 2.5G GSC Bo mạch điều khiển máy phát điện GSĐK Giám sát điều khiển GSM Mạng thơng tin di động tồn cầu 2G LAN Mạng máy tính cục MAIN Nguồn điện lưới OMC Trung tâm khai thác vận hành mạng viễn thông PMU Thiết bị giám sát công suất tiêu thụ điện Bản quyền thuộc Công ty HTSV Power Meter Thiết bị đo công suất tiêu thụ điện (Cơng tơ) Server Máy tính chủ SMU Hệ thống giám sát điều khiển tập trung CSHT trạm viễn thông SMU126 Bộ điều khiển trung tâm hệ thống SMU SMU126-ATS Module giám sát điều khiển máy phát điện SMU126-BAT Module giám sát nguồn DC cảnh báo chất lượng tổ ăcqui SMU126-DC Module giám sát đo điện áp accu (-48V) SMU126-DH Module giám sát điều khiển điều hòa SMU126-IO Module mở rộng cấu hình cổng vào SMU126-PU Module đo giám sát công suất tiêu thụ SMU126-ZONE Module báo cháy địa SMU126-DCCB Module điều khiển đóng cắt tải DC SMU126-MT Module đo thơng số khí tượng thủy văn Trạm Trạm viễn thơng có lắp đặt thiết bị SMU126 User Người dùng web VPS (Virtual Private Server) Máy chủ ảo tạo phương pháp phân chia máy chủ vật lý thành nhiều máy chủ khác có tính máy chủ riêng Cloud Server Máy chủ ảo tạo công nghệ điện toán đám mây Web_App Phần mềm cài đặt server cung cấp giao diện cho người dùng Bảng – Danh sách thuật ngữ 1.4 Bố cục tài liệu Tài liệu chia thành phần sau: - Tổng quan hệ thống: giới thiệu tổng quan hệ thống SMU - Giải pháp kỹ thuật: giới thiệu giải pháp kỹ thuật xây dựng hệ thống SMU - Chức hệ thống: phân tích chi tiết tính giám sát, điều khiển Bản quyền thuộc Công ty HTSV II TỔNG QUAN HỆ THỐNG 2.1 Hiện trạng nhu cầu Hiện tại, VNPT nhà mạng lớn Việt Nam (VNPT, Mobifone, Viettel), thời gian qua VNPT không ngừng đầu tư quy hoạch nâng cao chất lượng mạng mở rộng vùng phủ sóng với quy mơ số lượng trạm phát sóng sở hạ tầng, trang thiết bị tương ứng kèm theo đáp ứng cho trạm BTS lớn nhằm phục vụ tốt nữa, cạnh tranh thu hút nhiều khách hàng sử dụng Song song với chiến lược đầu tư mạnh vào sở hạ tầng phát triển mạng lưới phục vụ nhu cầu không ngừng tăng cao khách hàng việc giám sát khối lượng lớn nhà trạm viễn thông cách liên tục, tin cậy hiệu cấp bách cần thiết nhằm giảm chi phi, mát phức tạp việc giải hậu không lường trước xẩy thiết bị nhà trạm viễn thơng xẩy cố Hình - Hình ảnh minh họa CSHT trạm viễn thơng VNPT Tuy nhiên, hầu hết trạm viễn thơng trang bị số cảnh báo cho số thiết bị trạm Các hệ thống cảnh báo cũ, hỏng hóc nhiều khơng cịn đảm bảo độ xác Hơn việc sử dụng hệ thống điều hịa, thơng gió,… liên tục mà khơng quan tâm tới nhiệt độ nhà trạm gây thất lớn điện Tình trạng vào trạm khơng kiểm sốt dẫn đến xảy nhiều cố ảnh hưởng tới chất lượng mạng Công việc tu, bảo trì, bảo dưỡng trạm khơng tiến hành đầy đủ có tiến hành khơng thể kiểm soát dẫn đến xuống cấp CSHT nhà trạm gây ảnh hưởng tới chất lượng mạng lưới Do đó, hệ thống trang bị đầy đủ tính cảnh báo, giám sát toàn hoạt động trạm viễn thơng theo thời gian thực có phương án sử dụng lượng cách hiệu cần phải xây dựng Bên cạnh với số lượng lớn trạm viễn thông không ngừng tăng lên địi hỏi giám sát phải thực theo hướng tập trung, tiện lợi an tồn Trong tương lai, tất trạm viễn thơng hoạt động hoàn toàn tự động, nhân viên kỹ thuật xử lý, giám sát hoạt động trạm từ xa Chỉ trường hợp có cố nghiêm trọng nhân viên kỹ thuật phải đến tận nơi để xử lý Việc xây dựng hệ thống giám sát, quản lý tập trung tạo khả quản lý phân vùng, Bản quyền thuộc Cơng ty HTSV phịng ngừa xử lý cố cách chủ động từ xa mà cịn giúp giảm thiếu chi phí gây lãng phí điện Trên tảng cơng ty HTSV có nhiều năm kinh nghiệm lĩnh vực tư vấn, thiết kế, cung cấp giải pháp giám sát điều khiển CSHT nhà trạm viễn thông Hệ thống SMU xây dựng nhằm đáp ứng nhu cầu cấp bách 2.2 Giới thiệu hệ thống SMU Hệ thống SMU sản phẩm nghiên cứu phát triển HTSV cho phép quản lý giám sát toàn CSHT trạm viễn thông theo hướng tập trung Với việc ứng dụng cơng nghệ điện tốn đám mây (Cloud Computing) mang đến đẳng cấp vượt trội công nghệ, giúp cho việc quản lý dễ dàng hiệu thông qua mạng Internet, Intranet, GPRS/3G,… Hình - Bộ sản phẩm thiết bị GSĐK CSHT nhà trạm viễn thông Hệ thống hỗ trợ đa dạng loại cảnh báo cho phép giám sát tình trạng hoạt động nhiều loại thiết bị trạm tủ nguồn DC, accu nhà trạm, điều hịa khơng khí, quạt thơng gió, máy phát điện, điện tiêu thụ,… Cảnh báo dựa thông số môi trường, thiết bị đầu báo, cảm biến, thiết bị báo động Hệ thống có khả tự động điều khiển bật/tắt thiết bị trạm (chng báo động, đèn chiếu sáng, quạt thơng gió, điều hịa, máy phát điện…) Tính tự động điều khiển máy điều hoà chạy luân phiên dựa theo thơng số mơi trường đảm bảo nhiệt độ phịng máy phù hợp với hoạt động trạm nhằm mục đích giảm lãng phí điện Việc đảm bảo nhiệt độ làm việc cho thiết bị trạm quan trọng định đến tuổi thọ thiết bị an toàn hệ thống Đồng thời hệ thống hỗ trợ nhiều phương thức thống kê, cảnh báo tình trạng điện tiêu thụ hàng tháng phục vụ công tác quản lý vận hành nhà trạm Hệ thống sử dụng kỹ thuật mã hoá truyền nhận liệu tiên tiến, chế độ phương pháp xác thực hiệu chế bắt sửa lỗi hợp lý đảm bảo việc giám sát, quản lý nhà trạm viễn thông cách tin cậy không gây nhiễu cho thiết bị trạm, khơng báo động, báo cháy giả Bên cạnh hệ thống có khả tích hợp cao, cấu hình mở, dễ dàng nâng cấp mở rộng tương lai Các thiết bị thiết kế theo kiểu mô-đun thuận tiện cho việc triển khai lắp đặt giúp giảm thiểu chi phí đầu tư Bản quyền thuộc Cơng ty HTSV 2.3 Mơ hình tổng quan hệ thống SMU SMU hệ thống quản lý liệu tập trung với máy chủ Cloud VNPT quản lý cung cấp dịch vụ Hình - Mơ hình tổng quan hệ thống SMU Hệ thống gồm phận cấu thành:  Khối kỹ thuật trung tâm quản lý  Khối kỹ thuật truyền dẫn thông tin  Khối kỹ thuật thiết bị trạm 2.3.1 Khối kỹ thuật trung tâm quản lý Trung tâm quản lý não xử lý toàn hệ thống bao gồm trang thiết bị phần cứng, phần mềm,… thực tổng hợp, lưu trữ xử lý toàn liệu giám sát điều khiển Tại trung tâm quản lý bao gồm thiết bị sau: - Máy chủ quản lý tập trung (Cloud Server) VNPT quản lý cài đặt phần mềm quản lý hệ thống SMU - Các thiết bị phục vụ công tác giám sát điều hành hình giám sát, máy tính người trực, cịi đèn báo động - Modem GSM/GPRS gửi tin nhắn cảnh báo tới số điện thoại cài đặt sẵn hệ thống - Các thiết bị truyền dẫn kết nối vào hệ thống giám sát Bản quyền thuộc Công ty HTSV 2.3.2 Khối kỹ thuật truyền dẫn thông tin Thông tin GSĐK trạm gửi máy chủ Cloud theo phương thức truyền dẫn sau: - Nhà trạm có đường truyền nội tập đoàn VNPT (LAN/WAN) Dữ liệu truyền máy chủ Cloud theo đường sau đây: - Nhà trạm khơng có đường truyền nội tập đoàn VNPT Dữ liệu truyền máy chủ Cloud theo đường sau đây: - Ngoài ra, liệu GSĐK chuyển đổi thành dạng tín hiệu tiêu chuẩn truyền OMC tỉnh/thành phố qua hệ thống cảnh báo ngồi sẵn có trạm BTS 2.3.3 Khối kỹ thuật thiết bị trạm Gồm thiết bị GSĐK lắp đặt trạm viễn thông kết nối Server qua phương thức truyền dẫn mà hệ thống SMU hỗ trợ Các thiết bị trạm thiết kế theo kiểu module giao tiếp với theo chuẩn truyền thông Ethernet/RS485/RS232 Thiết bị GSĐK trạm bao gồm: - Bộ điều khiển trung tâm hệ thống SMU (SMU126) - Module giám sát điều khiển điều hòa (SMU126-DH) - Module giám sát nguồn DC cảnh báo chất lượng tổ accu (SMU126-BAT) - Module đo điện áp accu (SMU126-DC) - Module giám sát công suất tiêu thụ điện (SMU126-PU) - Module giám sát điều khiển máy phát điện (SMU126-ATS) - Module điều khiển đóng cắt tải DC (SMU126-DC-CB) - Module giám sát thông số khí tượng thủy văn (SMU126-MT) - Các thiết bị đầu báo, cảm biến: Cháy, khói, chuyển động, kính vỡ, cửa mở, ngập nước,… - Các thiết bị báo động chỗ: còi, đèn báo động, nút ấn báo cháy khẩn cấp - Thiết bị giám sát an ninh: IP-Camera - Thiết bị kiểm soát vào trạm (nhận dạng vân tay, thẻ từ, khóa từ,…) - Vật tư phụ kiện lắp đặt: adapter, dây cáp,… Chỉ tiêu kỹ thuật thiết bị mô tả Phụ lục Bản quyền thuộc Công ty HTSV 2.4 Các tính hệ thống Giải pháp HTSV việc thiết kế hệ thống SMU tập trung chủ yếu vào tính sau: - Giám sát thông số bản: + Giám sát thông số môi trường, cảnh báo nhiệt độ/độ ẩm phòng máy cao + Giám sát cảnh báo cháy, khói phịng máy + Giám sát cảnh báo ngập nước phòng máy Tự động điều khiển máy bơm có cảnh báo ngập nước + Giám sát an ninh phịng máy: cảnh báo cửa mở, kính vỡ, phát chuyển động, camera quan sát - Thu thập liệu khí tượng thủy văn (thơng số gió, mưa,…) - Giám sát cảnh báo nguồn điện AC pha pha (điện lưới, máy phát điện) - Giám sát công suất tiêu thụ điện năng, cảnh báo công suất tiêu thụ gia tăng đột biến - Giám sát cảnh báo nguồn điện DC, tình trạng hoạt động máy nắn - Giám sát cảnh báo chất lượng accu - Giám sát điều khiển hoạt động máy phát điện pha pha - Giám sát điều khiển hoạt động hệ thống điều hịa kết hợp với quạt thơng gió máy hút ẩm để đảm bảo nhiệt độ làm việc cho thiết bị trạm, giúp tăng tuổi thọ thiết bị - Điều khiển đóng ngắt tải DC từ xa qua phần mềm quản lý hệ thống - Điều khiển thiết bị khác trạm đèn chiếu sáng, cịi báo động, - Kiểm sốt tình trạng vào nhà trạm - Hỗ trợ nhiều hình thức cảnh báo khác nhau: + Cảnh báo chỗ còi/đèn báo động + Cảnh báo từ xa màu sắc âm giao diện trang web quản lý + Cảnh báo gửi tin nhắn SMS Email tới đầu mối quản lý + Cảnh báo gửi tới OMC thông qua hệ thống truyền dẫn cảnh báo trạm BTS - Hỗ trợ nhiều phương thức truyền dẫn cảnh báo (tùy chọn sử dụng đường truyền hai theo chế active/standby): + IP (LAN/ Leased line/Internet/E1) + Di động (Mobile data 2G/3G, SMS) - Hỗ trợ nhiều phương thức thống kê, báo cáo phục vụ cho công tác quản lý, vận hành Bản quyền thuộc Công ty HTSV Tham số ổn định điều khiển N Thời gian chạy điều hòa luân phiên Cycle Tham số có tác dụng tránh việc tắt/bật điều hịa/quạt/máy hút ẩm liên tục nhiệt độ/độ ẩm biến đổi gần ngưỡng 2(°C/%) 180 phút Nhiệt độ phòng t Nhiệt độ phòng máy - Độ ẩm phòng h Độ ẩm phịng máy - Nhiệt độ ngồi phịng T Nhiệt độ mơi trường bên ngồi - Điện áp lưới - Điện áp AC Vac Mô tả thuật toán a Các tham số giới hạn  Khi có cảnh báo cháy/khói OffOnFire=1: tắt điều hịa, quạt, máy hút ẩm (không quan tâm đến tham số khác)  Khi điện áp AC/máy phát yếu (Vac < VacTh Vgen < VacTh) tắt điều hịa (không quan tâm đến tham số khác) b Điều khiển điều hòa  Khi nhiệt độ phòng cao (t > Tc): bật điều hòa  Khi nhiệt độ phòng lớn nhiệt độ mong muốn (Tlt < t < Tc) độ ẩm phòng cao (h > Hn): luân phiên điều hòa  Khi nhiệt độ phòng đủ lạnh (t < Tlt) độ ẩm phịng đủ thấp (h < Hn) tắt điều hòa c Điều khiển quạt  Bật quạt: o Điều hịa khơng chạy o VÀ độ ẩm phịng bình thường (h < Hn) o VÀ nhiệt độ ngồi phịng nhỏ nhiệt độ phịng (T < t) o VÀ nhiệt độ phịng khơng q thấp (t > Tth)  Tắt quạt khi: trường hợp khác d Điều khiển máy hút ẩm  Bật máy hút ẩm: độ ẩm phòng cao (h > Hn)  Tắt máy hút ẩm: độ ẩm phòng bình thường (h < Hn) e Các trường hợp trung gian Để tránh tắt/bật điều hòa, quạt, máy hút ẩm liên tục nhiệt độ/độ ẩm gần ngưỡng điều khiển, thuật toán đưa tham số ổn định N Khi nhiệt độ nằm ngưỡng ổn định, thiết bị không gửi lệnh điều khiển  Các ngưỡng nhiệt độ ổn định gồm: o (Tth – N; Tth + N) o (Tlt – N; Tlt + N) o (Tc – N; Tc + N)  Các ngưỡng độ ẩm ổn định: o (Hn – N; Hn + N) Bản quyền thuộc Công ty HTSV 43 II Thuật toán điều khiển máy phát điện Thuật toán SMU126 sử dụng để điều khiển module ATS, thông qua thực việc quản lý máy phát Mục đích thuật tốn tối giản thời gian chạy máy phát mà đáp ứng hoạt động bình thường trạm viễn thông Các tham số a Các tham số điều khiển Tên tham số Mô tả Giá trị mặc định Cho phép điều khiển tự động ATS/máy phát Ngưỡng điện áp AC chạy máy phát Ngưỡng điện áp DC bắt đầu chạy máy phát Cho phép tắt máy phát acquy sạc đầy Thời gian chạy máy phát liên tục tối đa Thời gian tối thiểu máy phát cần nghỉ sau chạy MinRestTime liên tục hết thời gian tối đa nói Thời gian trễ từ lúc AC đến lệnh chạy TimeDelay máy phát chạy ưu tiên theo thời gian Thời gian (trong ngày) bắt đầu ưu tiên chạy theo TimeActivate thời gian Thời gian (trong ngày) ngừng ưu tiên chạy theo TimeDeactivate thời gian b Các tham số kiểm tra máy phát (theo lịch) CtrlEn VacTh VdcTh BatFull MaxRunTime Tên tham số TestEn TestStart TestCycle TestTime Mô tả Cho phép kiểm tra máy phát theo lịch Thời điểm bắt đầu kiểm tra máy phát Chu kỳ kiểm tra máy phát Thời gian lần kiểm tra False 160V 48V True 240 phút 120 phút 15 phút 7h00 18h00 Giá trị mặc định False 1/1/2017 9:00 ngày phút Các lệnh điều khiển SMU cho phép người dùng điều khiển máy phát thông qua lệnh sau:     AUTO: tự động điều khiển theo thuật toán MAIN: tắt máy phát, sử dụng nguồn điện lưới (bất kể có điện lưới hay khơng) GEN: chạy máy phát, sử dụng nguồn máy phát (bất kể có điện lưới hay không) TEST: chạy máy phát, sử dụng nguồn điện lưới có điện lưới, sử dụng nguồn máy phát điện Thuật toán điều khiển Thuật toán điều khiển ATS hoạt động người dùng đặt ATS chế độ tự động (lệnh AUTO) Nếu người dùng đặt lệnh khác (MAIN, GEN, TEST) máy phát chạy theo lệnh mà khơng theo thuật toán (cho đến đặt lệnh AUTO) Thuật toán điều khiển ATS theo trường hợp sau: a TH1 (MAIN)  Điều kiện: o Điện áp AC ổn định (Vac[1-3] ≥ VacTh) Bản quyền thuộc Công ty HTSV 44 o HOẶC:  Máy phát chạy liên tục hết thời gian tối đa  VÀ máy phát chưa nghỉ đủ thời gian tối thiểu o HOẶC:  BatFull = True  VÀ tất tổ acquy sạc đầy  Điều khiển: o Thực lệnh MAIN b TH2 (GEN)  Điều kiện: o Không xảy TH1 o VÀ:  Điện áp DC thấp (Vdc < VdcTh)  Hoặc thời điểm nằm khoảng thời gian ưu tiên chạy theo thời gian [TimeActivate - TimeDeactivate] VÀ VacLostTime > TimeDelay  Điều khiển: o Thực lệnh GEN c TH3 (TEST)  Điều kiện: o Không xảy TH2 o VÀ TestEn = o VÀ đến lịch kiểm tra máy phát  Điều khiển: o Thực lệnh TEST Minh họa thuật toán ON ON AC OFF VdcTh Vdc GEN Chạy máy phát điện khoảng thời gian ngắn Bản quyền thuộc Công ty HTSV 45 ON ON OFF AC VdcTh Vdc Acquy nạp đầy GEN Chạy máy phát đến acquy sạc đầy ngắt ON ON OFF AC VdcFull Vdc VdcLow … GEN gctrlRunTime gctrlRestTime Chạy máy phát điện lưới khoảng thời gian dài III Thuật toán xác định nguồn AC/GEN Để xác định nguồn cấp cho tải điện lưới (AC) hay máy phát (GEN), SMU vào tần số tải đo Thuật toán dựa giả thuyết nguồn điện máy phát sinh thường có tần số sai lệch so với tần số chuẩn 50Hz, nguồn điện lưới (do nhà máy điện cấp) thường có tần số xấp xỉ tần số chuẩn 50Hz Như vậy, máy phát tốt (có tần số xấp xỉ tần số chuẩn 50Hz) thuật tốn khơng phát Bản quyền thuộc Cơng ty HTSV 46 Mục đích thuật tốn nhằm phát trường hợp gian lận thời gian chạy máy phát: đóng nguồn điện lưới cấp vào cầu dao máy phát để giả điện chạy máy phát thực tế không điện khơng chạy máy phát Các tham số Thuật tốn có tham số ngưỡng độ lệch tần số AC: acFreqDiff Thuật toán Nếu độ lệch tần số tải (đo đầu tải) so với tần số chuẩn 50Hz lượng không acFreqDiff nguồn cấp cho tải xác định nguồn điện lưới Nếu độ lệch tần số tải lớn ngưỡng acFreqDiff nguồn cấp cho tải xác định nguồn máy phát: |LoadFreq – 50| ≤ acFreqDiff → nguồn cấp AC |LoadFreq – 50| > acFreqDiff → nguồn cấp GEN - FreqDiff 50Hz + FreqDiff fload AC GEN IV Thuật toán xác định dung lượng, thời gian cịn lại tổ accu Thuật tốn xác định thời gian xả tổ acquy 48VDC xả hết, đến ngưỡng dung lượng đặt trước dựa phương pháp đếm Coulomb (Coulomb counting) Mơ hình tham số a Định nghĩa  Dung lượng Qx(t): lượng điện tích (Coulomb) mà acquy cấp thời điểm t tương ứng với dịng xả Ix Qx(t) = Ix * TDx, tron TDx thời gian xả đến acquy bị sụt nguồn   Dung lượng danh định Q0N: dung lượng ban đầu acquy ứng với dòng xả I0 (thường I0 = 0.1Q0N) SoH (State of Heath): phần trăm dung lượng ban đầu acquy so với acquy xuất xưởng: SoH = Q0 / Q0N   Dung lượng Peukert Qp: dung lượng ban đầu ứng với dịng xả Ip = 1A Cơng thức Peukert: Q1(0)/Q2(0) = (I2/I1)N-1, N hệ số Peukert acquy Qp = Q0 * I0N-1, Q0 dung lượng ban đầu ứng với dòng xả I0 Bản quyền thuộc Công ty HTSV 47  SoC (State of Charge): phần trăm dung lượng lại acquy thời điểm t SoC(t) nhỏ (bằng acquy nạp đầy) khơng phụ thuộc vào dịng nạp/xả SoC(t) = Qx(t) / Qx(0) o Qx(t) : dung lượng acquy thời điểm t o Qx(0) : dung lượng acquy xạc đầy b Tính SoC nạp SoC(t) = SoC(t – 1) + Kcef * Ix(t) * Δt / Qx(0) Trong :  t : thời điểm lấy mẫu  Δt : chu kỳ lấy mẫu  Kcef : hiệu suất nạp acquy  Ix(t) : dòng nạp  Qx(0) : dung lượng ban đầu (acquy đầy) ứng với dịng xả Ix c Tính SoC phóng SoC(t) = SoC(t – 1) – Ix(t) * Δt / Qx(0) Trong :     t : thời điểm lấy mẫu Δt : chu kỳ lấy mẫu Ix(t) : dòng xả Qx(0) : dung lượng ban đầu (acquy đầy) ứng với dịng xả Ix Lưu ý: so với cơng thức tính SoC nạp, cơng thức khơng có hệ số hiệu suất nạp Kcef Thực a Các tham số  Các tham số cấu hình Tham số Q0N (Norminal capacity) N SoH (State of Health) Kcef (Coulomb efficiency factor) Icf (Charge full current limit) Tcfd (Charge full delay) Ý nghĩa Nguồn Dung lượng xả 10 Datasheet acquy (dòng xả I0 = 0.1C) Hệ số Peukert Tính từ datasheet (xem mục 3.2.1) Tình trạng acquy Theo kinh nghiệm người quản lý acquy Với acquy SoH = 100% Hiệu suất nạp Theo kinh nghiệm/datasheet Mặc định 95% Ngưỡng dòng điện xác định Mặc định 0.5A acquy nạp đầy Thời gian trễ xác định Mặc định 60 phút acquy đầy: dòng nạp Ic < Icf khoảng thời gian Tcfd SoC thiết lập 100% Bản quyền thuộc Công ty HTSV 48 UEoD (End of Discharge Voltage) Điện áp tổ acquy Lấy từ datasheet acquy phóng hết dung lượng (trên Tham số tham số Q0N thực tế acquy vài %) với đọc từ datasheet (UEoD thấp Q0N lớn ngược lại)  Các tham số giám sát Tham số Ý nghĩa Điện áp tổ acquy Dòng nạp (-) xả (+) tổ acquy Vbat Ibat b Tính dung lượng ban đầu Dung lượng ban đầu Qx(0) ứng với dịng xả Ix tính theo công thức Peukert sau: Q1(0)/Q2(0) = (I2/I1)N-1  Tính hệ số Peukert Khi người dùng nhập vào dung lượng Q0 Q1 (là dung lượng ban đầu ứng với dịng xả I0 I1), ta tính hệ số Peukert sau: N = ln(Q0/Q1) / ln(I1/I0) + Các giá trị Q0/I0, Q1/I1 lấy từ datasheet acquy VD: acquy 6FM100-X có Q0 = 100Ah, T0 = 10h → I0=10A, Q1=87.5Ah, T1=5h → I1=17.5A → N = ln(100/87.5) / ln(17.5/10) + ~ 1.24  Tính dung lượng ban đầu Dung lượng ban đầu Qx(0) ứng với dòng xả Ix: Qx(0) = Q0 * (I0/Ix)N-1 c Giám sát SoC  Xác định trạng thái acquy đầy: SoC = Khi SMU khởi động, cần phải chờ đến tổ acquy nạp đầy tính dung lượng cịn lại phóng/nạp Điều kiện xác định acquy đầy sau: o Khi Vbat > 53V (đang nạp) Ibat < Icf khởi động đếm thời gian trễ nạp đầy Tcf o Khi Tcf = Tcfd tổ acquy coi đầy: thiết lập SoC =   Giám sát SoC: o Khi acquy đầy (SoC = 1) nạp (Ibat ~ 0A) SoC o Khi acquy xả:  Lấy mẫu Ibat theo chu kỳ Δt = giây  Cập nhật SoC theo thuật tốn mơ tả mục 1.b  Khi xả đến điện áp UEoD thiết lập SoC = Khi acquy nạp (chưa đầy):  Lấy mẫu Ibat theo chu kỳ Δt = giây  Cập nhật SoC theo thuật tốn mơ tả mục 1.b d Tính dung lượng cịn lại Dung lượng (tại thời điểm t) hiển thị theo dạng:  Phần trăm cịn lại: giá trị SoC(t)  Dung lượng danh định lại: giá trị Ah ứng với dòng xả I0=0.1C Bản quyền thuộc Công ty HTSV 49 Q(t) = Q0(0) * SoC(t) e Tính thời gian cịn lại Thời gian xả hết acquy Tx(t) với dịng xả cố định Ix tính theo công thức sau: Tx(t) = Qx(t) / Ix = SoC(t) * Qx(0) / Ix = SoC(t) * Q0 * (I0/Ix)N-1 / Ix V Thuật toán xác định thời gian lại máy phát điện Tham số đầu vào Tham số V0 (lít) D (số kWh / lít) Fx (%) Px (W) Ý nghĩa Nguồn Dung tích bình chứa nhiên Lấy từ datasheet máy phát liệu Định mức tiêu thụ lượng Kinh nghiệm người trực trạm, thống kê từ hệ thống sau thời gian Mức nhiên liệu Đo từ SATS Công suất tiêu thụ Đo từ SATS Tham số đầu Thời gian cịn lại tính từ thời điểm Tx Tính thời gian cịn lại Tx = V0 * Fx * D * 1000 / Px (giờ) Bản quyền thuộc Công ty HTSV 50 PHỤ LỤC 2: DANH MỤC THIẾT BỊ CHÍNH TT I II Thiết bị Cấu hình Thơng số Mơ tả Thiết bị Trung tâm Điều hành Máy chủ Cloud VNPT quản lý cung Cấu hình máy chủ Cloud mơ tả mục 2.8.4 cấp dịch vụ Màn hình giám sát LCD 50 inch Thiết bị nhắn tin SMS Phần mềm quản lý Gồm tính mục 2.6 - Cơ sơ liệu - Module giao tiếp với người dùng - Module giao tiếp với thiết bị GSĐK trạm - Module gửi/nhận tin nhắn SMS Thiết bị Giám sát Điều khiển trạm CPU ARM Cotex M4 Hệ điều hành FreeRTOS Bộ nhớ Flash 512KB 192KB Bộ điều khiển trung tâm Bộ nhớ RAM Đồng hồ thời gian thực Có SMU126 Tích hợp điều khiển điều hịa Có Màn hình LCD (16x2) Đèn báo 12 Led (2 màu) Bàn phím 16 phím bấm Đầu vào số 08 Đầu vào tương tự 08 Đầu Relay điều khiển 06 Đầu cảnh báo 12 (Kiểu tiếp điểm NO/NC) Kết nối mạng Ethernet/GPRS Kết nối với module 02 cổng RS485 Điện áp hoạt động DC (18 ÷ 75)V Công suất tiêu thụ ≤ 10 Watts Nhiệt độ: oC ÷ 70oC Mơi trường hoạt động Độ ẩm: ≤ 95% CPU ARM Cotex M4 Module giám sát điều Hệ điều hành FreeRTOS khiển điều hòa Bộ nhớ Flash 256 KBytes SMU126-DH Bộ nhớ Ram 40 KBytes Bản quyền thuộc Công ty HTSV 51 Module dạng rời (cắm ngồi) Module tích hợp bên SMU126 Module giám sát nguồn điện DC SMU126-DC Cảnh báo âm Bộ thị Đầu đo nhiệt độ Đầu đo độ ẩm Đầu đo dòng điều hòa Đầu điều khiển hồng ngoại Giao tiếp Hỗ trợ giao thức ModBus Điện áp hoạt động Công suất tiêu thụ Môi trường hoạt động CPU Hệ điều hành Bộ nhớ Flash Bộ nhớ Ram Cảnh báo âm Bộ thị Đầu đo điện áp DC, accu Đầu đo dòng nạp/xả accu Đầu đo nhiệt độ accu Đầu vào số Giao tiếp Hỗ trợ giao thức ModBus Điện áp hoạt động Công suất tiêu thụ Môi trường hoạt động Module đo chất lượng accu SMU126-BAT CPU Hệ điều hành Bộ nhớ Flash Bộ nhớ Ram Cảnh báo âm Bộ thị Đầu đo điện áp DC, accu Giao tiếp Hỗ trợ giao thức ModBus Điện áp hoạt động Công suất tiêu thụ Môi trường hoạt động CPU Bản quyền thuộc Cơng ty HTSV Cịi chíp Led 04 01 02 (Đo dịng cách ly) 02 01 cổng RS485 Có DC 12V, ±15% ≤ Watts Nhiệt độ: oC ÷ 70oC Độ ẩm: ≤ 95% ARM Cotex M4 FreeRTOS 256 KBytes 40 Kbytes Cịi chíp Led 05 04 (Đo dịng cách ly) 04 04 RS485 Có DC 12V, ±15% ≤ Watts Nhiệt độ: oC ÷ 70oC Độ ẩm: ≤ 95% ARM Cotex M4 FreeRTOS 256 KBytes 40 Kbytes Còi chíp Led 05 (Có thể lập trình theo u cầu) RS485 Có DC 12V, ±15% ≤ Watts Nhiệt độ: oC ÷ 70oC Độ ẩm: ≤ 95% ARM Cotex M4 52 Module giám sát điều khiển máy phát điện SMU126-ATS Hệ điều hành Bộ nhớ Flash Bộ nhớ Ram Đồng hồ thời gian thực Cảnh báo âm Bộ thị Đầu đo điện áp AC Đầu đo dòng điện AC Đầu đo điện áp DC Đầu đo thông số môi trường Đầu vào số Đầu Relay điều khiển (NO/NC) Đầu Relay cảnh báo (NO/NC) Giao tiếp Hỗ trợ giao thức ModBus Điện áp hoạt động Công suất tiêu thụ Môi trường hoạt động Module giám sát công suất tiêu thụ điện SMU126-PU CPU Hệ điều hành Bộ nhớ Flash Bộ nhớ Ram Đồng hồ thời gian thực Cảnh báo âm Bộ thị Đầu vào số Giao tiếp Hỗ trợ giao thức ModBus Điện áp hoạt động Công suất tiêu thụ Môi trường hoạt động Module đo công suất POWER METER Số pha Điện áp chuẩn (Un) Điện áp hoạt động Tần số hoạt động Khả cách điện Bản quyền thuộc Công ty HTSV FreeRTOS 512 KBytes 192 KBytes Có Cịi chíp Led 09 03 (Đo dịng cách ly) 01 01 04 06 06 Ethernet/RS485 Có DC 12V, ±15% ≤ Watts Nhiệt độ: oC ÷ 70oC Độ ẩm: ≤ 95% CC2530 (SoC) FreeRTOS 256 KBytes KBytes Có Cịi chíp Led 01 (Dạng xung) RS485/Zigbee Có AC 85 ÷ 264V/50Hz ≤ Watts Nhiệt độ: oC ÷ 70oC Độ ẩm: ≤ 95% 01 03 pha AC 220/230/240V AC (80 ÷ 115)%Un V 50 60Hz ±10% Điện áp AC chịu đựng: 2KV phút Điện áp xung chịu đựng: 6KV - 1.2/50 53 Nhiệt độ: -25 oC ÷ 55oC Độ ẩm: < 95% CPU PIC 18F FAMILY Hệ điều hành FreeRTOS Bộ nhớ Flash 128 KBytes Bộ nhớ Ram KBytes Đồng hồ thời gian thực Có Cảnh báo âm Cịi chíp Bộ thị Màn hình LCD (16x2) Đầu vào tương tự 08 Đầu vào số 08 Đầu Relay điều khiển 08 Giao tiếp Ethernet/RS485 Hỗ trợ giao thức ModBus Có Điện áp hoạt động DC -48V, ±15% Công suất tiêu thụ ≤ 10 Watts Công suất cấp 40 Watts Nhiệt độ: oC ÷ 70oC Mơi trường hoạt động Độ ẩm: ≤ 95% CPU PIC 16F FAMILY Hệ điều hành FreeRTOS Bộ nhớ Flash 32 KBytes Bộ nhớ Ram 368 Bytes Cảnh báo âm Cịi chíp Bộ thị Led Đầu vào cảm biến cháy nhiệt 02 Đầu vào cảm biến khói 02 Đầu vào cảm biến mơi trường 01 Giao tiếp RS485 Hỗ trợ giao thức ModBus Có Điện áp hoạt động DC 12V, ±15% Cơng suất tiêu thụ ≤ Watts Nhiệt độ: oC ÷ 70oC Môi trường hoạt động Độ ẩm: ≤ 95% Cảm biến CMOS 1.3 Cảm biến hình ảnh Mpixels loại 1/3 Độ phân giải chuẩn 1280(H) x 960(V) pixels Hệ thống quét Progressive Auto/Manual, 1/3 – Tốc độ chớp điện 1/100000 s Hỗ trợ chuẩn nén H.264/Mjpeg Môi trường hoạt động Module mở rộng cấu hình cổng vào/ra SMU126-IO Module báo cháy địa SMU126-Zone 10 IP Camera Bản quyền thuộc Công ty HTSV 54 Hỗ trợ độ phân giải Hỗ trợ tốc độ khung hình Tốc độ bit Cổng kết nối mạng LAN/Ethernet Hỗ trợ giao thức Hỗ trợ truy cập tối đa Ống kính Nguồn cung cấp Công suất tiêu thụ Môi trường hoạt động: Module đo thơng số khí tượng thủy văn SMU126-MT CPU Hệ điều hành Bộ nhớ Flash Bộ nhớ RAM Cảnh báo âm Bộ thị Số đầu đo 11 Giao tiếp Hỗ trợ giao thức ModBus Điện áp hoạt động Công suất tiêu thụ Môi trường hoạt động 12 Module điều khiển đóng cắt tải DC SMU126-DC-CB CPU Hệ điều hành Bộ nhớ Flash Bộ nhớ RAM Cảnh báo âm Bộ thị Bản quyền thuộc Công ty HTSV 1.3 M (1280 x 960) / 720p (1280 x 720) / D1 (704 x 480) / CIF (352 x 240) Stream 1: 1.3 M / 720p (130fps) Stream 2: D1/CIF (1 30fps) H.264: 32 K - 8192 Kbps RJ45 (10/100Base-T) IPv4/IPv6, HTTP, HTTPS, SSL, TCP/IP, UDP, UPnP, ICMP, IGMP, SNMP, RTSP, RTP, SMTP, NTP, DHCP, DNS, PPPoE, DDNS, FTP, IP Filter, QoS, Bonjour, Onvif compatible 20 người dùng 2.8mm- 12mm / F1.4 DC 12V/±15%, PoE (IEEE802.3af) Max 7.5Watt Nhiệt độ: -30 oC ÷ 60 oC Độ ẩm: < 95% ARM Cotex M4 FreeRTOS 256 KBytes 40 KBytes Còi chíp Led 04 (Đo lượng mưa, hướng gió, tốc độ gió) RS485 Có DC 12V, ±15% ≤ Watts Nhiệt độ: oC ÷ 70oC Độ ẩm: ≤ 95% ARM Cotex M4 FreeRTOS 256 KBytes 40 KBytes Cịi chíp Led 55 Đầu điều khiển Số lượng thiết bị đóng cắt SSR Điện áp đầu tải Dòng điện đầu tải Giao tiếp Hỗ trợ giao thức ModBus Điện áp hoạt động Công suất tiêu thụ Môi trường hoạt động 08 04 Max 100V Max 50A RS485 Có DC 12V, ±15% ≤ Watts Nhiệt độ: oC ÷ 70oC Độ ẩm: ≤ 95% Bảng danh mục thiết bị GSĐK hệ thống SMU Bản quyền thuộc Công ty HTSV 56 HỆ THỐNG GIÁM SÁT ĐIỀU KHIỂN CSHT TRẠM VIỄN THỐNG ... thống giám sát điều khiển tập trung CSHT trạm viễn thông SMU1 26 Bộ điều khiển trung tâm hệ thống SMU SMU126-ATS Module giám sát điều khiển máy phát điện SMU1 26-BAT Module giám sát nguồn DC cảnh... thiết kế, cung cấp giải pháp giám sát điều khiển CSHT nhà trạm viễn thông Hệ thống SMU xây dựng nhằm đáp ứng nhu cầu cấp bách 2.2 Giới thiệu hệ thống SMU Hệ thống SMU sản phẩm nghiên cứu phát... thống: giới thiệu tổng quan hệ thống SMU - Giải pháp kỹ thuật: giới thiệu giải pháp kỹ thuật xây dựng hệ thống SMU - Chức hệ thống: phân tích chi tiết tính giám sát, điều khiển Bản quyền thuộc Công