Tích hợp GIS và mô hình CIM (Common information model) trong quản lý lưới điện Duyên Hải, Tp. HCM

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN THANH SANG TÍCH HỢP GIS VÀ MƠ HÌNH CIM (COMMON INFORMATION MODEL) TRONG QUẢN LÝ LƯỚI ĐIỆN DUYÊN HẢI, TP.HCM INTEGRATING GIS WITH CIM (COMMON INFORMATION MODEL) FOR MANAGING THE ELECTRICITY DISTRIBUTION NETWORK OF DUYEN HAI, HO CHI MINH CITY Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện Mã số: 60520202 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng năm 2019 Cơng trình hồn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa - ĐHQG-HCM Cán hướng dẫn khoa học: PGS TS LÊ VĂN TRUNG (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét 1: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét 2: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày tháng năm Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Nguyễn Thanh Sang MSHV: 1670824 Ngày, tháng, năm sinh: 06/09/1982 Nơi sinh: TP HCM Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 60520202 I TÊN ĐỀ TÀI: Tích hợp GIS mơ hình CIM (Common Information Model) quản lý lưới điện Duyên Hải TP.HCM NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Nhiệm vụ 1: Khảo sát trạng ứng dụng phần mềm quản lý, vận hành hệ thống điện EVNHCMC Nhiệm vụ 2: Đánh giá trạng sở liệu lưới điện phần mềm ứng dụng GIS quản lý vận hành hệ thống điện Nhiệm vụ 3: ứng dụng quản lý lưới điện GIS với liệu đối tượng hệ thống điện thiết kế chi tiết theo tiêu chuẩn CIM Nhiệm vụ 4: ứng dụng mơ hình CIM hệ thống GIS khai thác liệu từ ứng dụng khác cung cấp liệu cho hệ thống SCADA/DMS II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 03/5/2019 III NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 28/7/2019 IV CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS Lê Văn Trung Tp HCM, ngày thảng năm 2019 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO PGS.TS Lê Văn Trung TRƯỞNG KHOA LỜI CẢM ƠN Trước hết, cho phép báy tỏ lời cảm ơn sâu sắc tới Quý Thầy Cô nhà trường, Quý Lãnh đạo chuyên viên Tổng cơng ty Điện lực thành phố Hồ Chí Minh trực tiếp giúp đỡ suốt trình nghiên cứu thực đề tài luận văn tốt nghiệp Tôi xin trân trọng gửi lời tri ân đến Thầy PGS.TS Lê Văn Trung tận tình hướng dẫn, định hướng nghiên cứu để tơi hồn thành luận văn tiến độ đạt mục đích, yêu cầu đề tài Tôi xin trân trọng gửi lời cảm ơn đến Anh Lâm Võ Thế Phương - chun viên Phòng Hệ thống Thơng tin địa lý Công ty Công nghệ Thông tin TPHCM hỗ trợ việc giải thuật lập trình ứng dụng xuất liệu GIS hữu sang mơ hình liệu GIS tích hợp CIM Tơi xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo, Anh (Chị) đồng nghiệp chuyên viên Ban, đơn vị trực thuộc Tổng công ty Điện lực TP Hồ Chí Minh dẫn, gợi mở, cung cấp thông tin hỗ trợ thu thập số liệu để tơi hồn thành đề tài Xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè đồng nghiệp động viên, hỗ trợ suốt thời gian nghiên cứu, thực luận văn TP.HỒ Chí Minh, ngày tháng năm Sinh viên thực Nguyễn Thanh Sang Khoa Kỹ Thuật Điện Trường Đại học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh i TĨM TẮT Tổng công ty Điện lực TP.HCM (EVNHCMC) nỗ lực thiết lập mơ hình liệu chuẩn mạng lưới điện nhằm đẩy nhanh tiến độ tự động hóa quản lý vận hành Chia sẻ liệu hệ thống ứng dụng giữ vai trò quan trọng xây dựng mạng lưới điện thơng minh góp phần hình thành sở liệu dùng chung cho tồn thành phố Đề tài thực hiện, nhằm triển khai thử nghiệm ứng dụng mơ hình thơng tin chung (CIM - Common Information Model) tích hợp với hệ thống thơng tin địa lý (GIS - Geographical Information System) để chia sẻ liệu từ ứng dụng phần mềm tiện ích, trao đổi thông tin hệ thống ứng dụng, để giải vấn đề quản lý hình thành tảng cho việc xây dựng mạng lưới điện thơng minh Tích hợp GIS mơ hình CIM quản lý vận hành mạng lưới điện Công ty Điện lực Duyên Hải thực thành công chia sẻ liệu nền, lập kế hoạch, vận hành cung cấp đồ trực quan dịch vụ chăm sóc khách hàng Kết đạt đề tài bao gồm: xây dựng thành công cấu trúc sở liệu GIS theo mơ hình CIM; tạo công cụ chuyển đổi liệu GIS hữu sang mơ hình CIM để quản lý nhanh xác dựa ưu điểm geometric network (phân tích không gian mối quan hệ network thiết lập) Từ đó, phát triển cơng cụ ứng dụng khác tạo báo cáo, tính tốn độ tin cậy lưới điện Ngồi ra, cơng cụ GIS xây dựng góp phần hỗ trợ tích cực khai thác liệu hệ thống SCADA/DMS, đáp ứng nhu cầu Công ty Điện lực Duyên Hải Trung tâm Điều độ Hệ thống điện TP.HCM Giải pháp đề xuất tạo tảng để mở rộng việc ứng dụng GIS mơ hình CIM vào quản lý sở liệu lưới điện xu xây dựng mạng lưới điện thơng minh Từ đó, Tổng cơng ty Điện lực TP.HCM thống định dạng cấu trúc liệu hình thành phần mềm ứng dụng khác nhau, để hình thành sở liệu dùng chung iii ABSTRACT Ho Chi Minh City Power Corporation (EVNHCMC) is striving to establish the standard model of electric network database in order to speed up the progress of automation in the management and operation Sharing data among application systems plays an important role in building intelligent electricity networks Data that is shared among application systems plays an important role in building intelligent electricity networks and contributing to the creation of a common database for the whole city The research was implemented to test the capacity application of Common Information model (CIM) in integration with the Geographical Information System (GIS) for sharing data from utility software applications and exchanging information between application systems, in order to solve the issues of management and to form the foundation for building smart electric networks Integration of GIS and CIM model in the management and operation of electric networks at Duyen Hai Power Company has been successfully implemented in sharing data, planning, operating and providing visual maps in customer care services The results of this study include: successfully build the GIS database structure under CIM model; Create GIS tools for supporting to converse existing data to CIM model that meet the needs for fast and accurate management based on the advantages of geometric network (spatial analysis in the established network relationship) Based on these results, other application tools can be developed such as creating reports, calculating reliability of the grid In addition, GIS tools have created to contribute to actively support in exchanging information of SCADA / DMS to meet the needs of Duyen Hai Power Company and HCM City Power System Moderation Center The proposed solutions contribute to create a foundation for expand the application of GIS and CIM to manage database in the trend of building smart electric network Since then, EVNHCMC will unify the format and data structure formed by different application software, in order to create iv a common database v LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu Luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tơi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực Luận văn cảm ơn thông tin trích dẫn Luận văn rõ nguồn gốc Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2019 (Kỷ tên ghi rõ họ tên) Nguyễn Thanh Sang iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Giải thích từ ngữ chữ viết tắt a) Các chữ viết tắt: ACB Máy cắt khơng khí CMIS Hệ thống thơng tin quản lý khách hàng CNTT Công nghệ thông tin CRM Hệ thống chăm sóc khách hàng CSDL Cơ sở liệu DS Dao cách ly ĐTXD Hệ thống quản lý đầu tu xây dụng ERP Hệ thống hoạch định tài nguyên doanh nghiệp EVN EVNHCMC Tập đoàn Điện lục Việt Nam Tổng Cơng ty Điện lục TP Hồ Chí Minh FCO Cầu chì tự rơi, cầu dao kèm cầu chì GIS LBS Geographic Information System - Hệ thống thơng tin địa lý Máy cắt phụ tải LBSCO Cầu chì tự rơi có buồng dập hồ quang, có cắt tải LTD Dao cách ly đuợc đặt đuờng dây MC Máy cắt Cầu dao tép, thuờng có dòng cắt định dòng cắt tải thấp (100A/10kA) MCB Cầu dao khối, thường có dòng cắt ngắn mạch lớn (có thể lên tới 80kA) MCCB MDMS Hệ thống quản lý số liệu đo đếm cơng tơ NC Điểm thường đóng, tiếp điểm thiết bị có tính chất dẫn điện NO Điểm thường mở, tiếp điểm thiết bị có tính chất ngắt điện OMS Hệ thống quản lý điện Hệ thống quản lý kỹ thuật PMIS REC RGB Recloser - máy cắt tự động Hệ màu tổ hợp từ màu đỏ (red), xanh lục (green) xanh lam (blue), ba màu gốc mơ hình ánh sáng bổ sung vi Ring Main Unit - Tủ phân phối thiết kế theo cấu trúc metal enclosed, cách điện khí SF6 RMU TB Hệ thống thu thập, điều khiển, giám sát Thiết bị TBA TCT Trạm biến áp Tổng Cơng ty TI Thiết bị đo lường biến dòng Thiết bị đo lường biến áp SCADA/DMS TU Tình trạng thiết bị hoạt động Hệ quy chiếu Hệ tọa độ Việt Nam VH VN-2000 VTTB Vật tư thiết bị Viễn thông Công nghệ thông tin Hệ quy chiếu giới (World Geodetic System) Cơ quan Bản đồ Bộ quốc phòng Mỹ cơng bố năm 1984 VT&CNTT WGS84 b) Giải thích từ ngữ: i Đối tượng: Các phần tử điện quản lý thông tin liệu hướng đối tượng ii ứng dụng: Chương trình, phần mềm thực toán nghiệp vụ quản lý iii Web service: hệ thống dịch vụ phần mềm thiết kế để hỗ trợ khả tương tác ứng dụng vii Bắt đẩu Hĩnh 5.7: Quy trình cập nhật biến động liệu cho hệ thống DMS Hình 5.8: Bản đồ GIS tích hợp hệ thống DMS hiển thị hình HMI 61 (' BẮTĐẰU Văn Bản thay đổi: Văn thức đính kèm phụ lục - thông tin chi tiết việc thay đổi mơ bình GIS vận hành, đóng dấu xác nhận ngày dụ kiến công tác (bảng tải vận hành toàn TBT hạ liên quan, vị trí thay đổi, khu vực xây dụng mới,vv.) Biên làm việc thống với Trung tâm Điều độ HTĐ(nếu thay đổi vị trí thiết bị có SCẠDA) Cho cập nhật thay đổi, gửi 05 ngày làm việc, trước thời điểm công tác TT Điều Độ HTĐ (TTĐĐ HTĐ) - Kỹ sư Scada - DMS: Tiến hành cập nhật co sở liệu Thời hạn: trước thời điểm dự kiến cơng tác Điều độ viên(ĐĐV)/ Trưởng kíp Trung tâm Điều khiển Nhân viên vận hành(NVVH) Công ty Điện lực liên quan kiểm tra so đồ vận hành DMS (có biên FAT - SAT xác nhận) Hĩnh 5.9: Quy trình cập nhật cho hệ thống DMS 5.5 Tích hợp GIS vói chương trình ngành điện Cơ sở liệu GIS dựa mơ hình thơng tin chung CIM xây dựng, tạo điều kiện cho kết hợp nhiều ứng dụng liên quan đến quản lý tài sản, vận hành hệ thống điện theo hình 5.1 Mơ hình liên kết cẩu phần lưới điện thơng minh 5.5.1 Tích hợp GIS với hệ thong Thơng tin Quản lỷ Khách hàng (CMIS) Tích hợp tập trung vào việc liên hệ thông tin khách hàng theo điểm kết nối mạng lưới điện Dữ liệu phụ tải khách hàng sử dụng hệ thống GIS để phân tích, qua nhận dạng địa điểm khách hàng sử dụng cho công tác quản lý cố 62 Add Look in: TT Connectìontovtg-gis091Q-ỉ 'S 3GISDUYENHAI.T02_TBCBSC_TT_V ỊH GISDUYENHAI.VV.PMISFCO s HỊGISDUYENHAI.T03_TUBIJ_TT_V n GISDUYENHAI.V_V_PMIS_FCO.VT o GISDUYENHAI.T04jrarrijnCv n GI SD u Y EN H Al GISDUYENHAI.VVPMIS_LBS TOS.M ay BI e nT h e_TT_V BSGISDUYENHAI.V.V.PMIS.MAYBIENTHE in □ GISDUYENHAI.T06lDauNoi.TT_V n GI 5D UYE GISDUYENHAI.VVPMIS_MC u N H Al T07'jru.TT.V □ GISDUYENHAI.V.V.PMIS.NHOMTUBU □ GISDUYENHAI.T08lDuongDay_TT_V GISDUYENHAI.VVPMIS_RECLOSER GI5DUYENHAI.VKHANGDUYENHAI n GI SD UYENHAI.V_V.PM IS-D CL OGISDUYENHAI.V_VIPMIS_TRAMBIENTHE n GISDUYENHAI.V_V_PMIS.TUBU Name: show of type: GISDƯYENHAI.V-KHANG-DUYENHAI Tables and feature classes V Hình 5.10: Mơ hình tich hợp liệu GIS CMIS 5.5.2 Tích hợp GIS với hệ thống Web chăm sóc khách hấng (CRM): Tích hợp tập trung vào cung cấp thông tin vị trí khách hàng đồ, từ cung cấp dẫn tìm cho dịch vụ nhà khách hàng Cho phép thống kê đánh giá theo khu vực địa lý Đồng thời hỗ trợ tốn tính tốn lộ trình ghi điện, thu tiền Nguyễn Thành Lam ĐANG XỬ LÝ BÃ XỬ LÝ ĐÕIĐỊACHÌ BÁO CÁO NGHIỆP vụ KHÁC Design by TTCSKH-HCMPC Version 3.0 Beta Hình 5.11: VỊ trí khách hàng mat điện định vị đồ 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 123 75 ... CSDL GIS tích hợp CIM 41 Hình 4.7: Mơ hình chuyển đổi Feature Class hữu từ chương trình GIStoCIM 42 Bảng 4.8: Chuyển đổi lớp liệu GIS hữu sang liệu GIS tích hợp CIM 42 Hình. .. thuật điện Mã số: 60520202 I TÊN ĐỀ TÀI: Tích hợp GIS mơ hình CIM (Common Information Model) quản lý lưới điện Duyên Hải TP.HCM NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Nhiệm vụ 1: Khảo sát trạng ứng dụng phần mềm quản. .. ứng dụng, để giải vấn đề quản lý hình thành tảng cho việc xây dựng mạng lưới điện thơng minh Tích hợp GIS mơ hình CIM quản lý vận hành mạng lưới điện Công ty Điện lực Duyên Hải thực thành công