Giới thiệu hệ thống thu thập dữ liệu từ xa và xây dựng các ứng dụng giúp nâng cao chất lượng quản lý vận hành lưới điện phân phối thành phố hội an

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ THÁI VIỆT GIỚI THIỆU HỆ THỐNG THU THẬP DỮ LIỆU TỪ XA VÀ XÂY DỰNG CÁC ỨNG DỤNG GIÚP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG QUẢN LÝ VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ HỘI AN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN Đà Nẵng - Năm 2019 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ THÁI VIỆT GIỚI THIỆU HỆ THỐNG THU THẬP DỮ LIỆU TỪ XA VÀ XÂY DỰNG CÁC ỨNG DỤNG GIÚP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG QUẢN LÝ VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ HỘI AN Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 8520201 LUẬN VĂN THẠC SĨ Người hướng dẫn khoa học: TS Dương Minh Quân Đà Nẵng - Năm 2019 LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tác giả luận văn HÀ THÁI VIỆT GIỚI THIỆU HỆ THỐNG THU THẬP DỮ LIỆU TỪ XA VÀ XÂY DỰNG CÁC ỨNG DỤNG GIÚP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG QUẢN LÝ VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ HỘI AN Học viên: Hà Thái Việt Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện Mã sớ: 8520201 Khóa: K34ĐN Trường Đại Học Bách khoa – ĐHĐN Tóm tắt - Hiện thơng số vận hành máy biến áp phụ tải công tơ thu thập cách tự động thông qua modem truyền thông tin sở liệu chương trình quản lý liệu đo đếm MDMS Rf-Spider Người quản lý vận hành truy cập sở liệu để theo dõi thông số từ xa, giúp cho việc quản lý vận hành trở nên thuận tiện nhiều Tuy nhiên với số lượng máy biến áp phụ tải tăng nhanh lên đến hàng nghìn việc theo dõi qua DSPM, Rf-Spider theo cách thông thường phát sinh nhiều bất cập Việc thực cho tất trạm, phụ tải tiêu tốn nhiều thời gian công sức, chưa kể đến việc thực nhiều thao tác dẫn đến sai sót Do việc tạo công cụ với giao điện thân thiện, cách sử dụng đơn giản giúp cho việc theo dõi thông số nhanh hơn, xác tự động hồn tồn việc cần thiết hữu ích Từ khóa – MDMS, Rf-Spider, MBA phụ tải, Excel, VBA code INTRODUCING THE REMOTE DATA COLLECTION SYSTEM AND BUILDING APPLICATIONS TO IMPROVE THE QUALITY OF OPERATING MANAGEMENT OF DISTRIBUTING ELECTRICAL NETWORK OF HOI AN CITY Abstract - Nowaday, operating parameters of distribution transformers and meters are automatically collected by modem and then imported to the database of the Meter Data Management System (MDMS) and Rf-Spider The operators can easily access the database to read the parameters by using a computer with internet connection instead of reading directly on the meters, thereby it makes the monitoring of distribution transformer operation become faster and more convenient However, due to the increasing quantity, up to thousands, of machines and loads, the monitoring of transformers operating parameters and meters relying on MDMS and Rf-Spider has faced many difficulties It takes too much time and labour to finish collecting parameters of all machines and loads, not to mention, performing too much manipulations may cause mistakes Therefore, the creation of a tool with user-friendly interface which can make the monitoring faster, easier, more efficient and completely automatic is very necessary Key words – MDMS, Rf-Spider, Distribution transformer, Excel, VBA code MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Bố cục đề tài CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ HỘI AN 1.1 Tổng quan thành phố Hội An 1.2 Hệ thống lưới điện phân phối thành phố Hội An 1.2.1 Nguồn lưới điện 1.2.2 Phụ tải 13 1.3 Đánh giá tình trạng vận hành 14 1.3.1 Chi tiêu tổn thất điện 14 1.3.2 Mức độ tự động hóa lưới điện phân phối khu vực 15 CHƯƠNG GIỚI THIỆU HỆ THỐNG QUẢN LÝ DỮ LIỆU ĐO ĐẾM METER DATA MANAGEMENT SYSTEM (MDMS) 16 2.1 Giới thiệu chung 16 2.2 Nội dung 16 2.2.1 Giao diện 16 2.2.2 Các chức chương trình 22 2.2.3 Đánh giá hoạt động chương trình 27 CHƯƠNG GIỚI THIỆU HỆ THỐNG THU THẬP DỮ LIỆU CÔNG TƠ TỪ XA (RF-SPIDER) 29 3.1 Giới thiệu chung 29 3.1.1 Tổng quan 29 3.1.2 Đặc trưng hệ thống 30 3.1.3 Tính bật 30 3.1.4 Lợi ích kinh tế 30 3.1.5 Các chức 31 3.2 Các thành phần hệ thống 32 3.2.1 Mạng lưới RF-Mesh 32 3.2.2 HES Server 35 3.3 Ứng dụng hệ thống 36 3.3.1 Website quản lý khai thác số liệu 36 3.4 Triển khai hệ thống: 37 CHƯƠNG XÂY DỰNG CÁC ỨNG DỤNG GIÚP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG CÔNG TÁC QUẢN LÝ VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN 41 4.1 Các công cụ phát triển từ liệu hệ thống MDMS 41 4.1.1 Phát tình trạng pha TBA phụ tải 41 4.1.2 Theo dõi công suất vận hành (P, Q) TBA phụ tải: 54 4.2 Các công cụ phát triển từ liệu hệ thống MDMS kết hợp với Rf-spider 64 4.2.1 Theo dõi tỷ lệ tổn thất điện TBA phụ tải theo ngày 64 4.2.2 Tự động kiểm tra, phát cơng tơ có số bất thường 68 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 71 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT CÁC KÝ HIỆU: U Điện áp (V) I P Q Cường độ dòng điện (A) Công suất tác dụng (kW) Công suất phản kháng (kVAr) CÁC CHỮ VIẾT TẮT: EVNCPC Tổng Công ty Điện lực miền Trung PC TTĐN Công ty Điện lực Tổn thất điện TBA Trạm biến áp MBA MDMS Máy biến áp Chương trình quản lý liệu cơng tơ (Meter Data Management CSPK System) Công suất phản kháng DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu bảng Tên bảng Trang 1.1 Tốc độ tăng trưởng lưới điện Hội An qua năm 13 1.2 Cơ cấu thành phần điện thương phẩm Tp Hội An 13 1.3 Tỷ lệ tổn thất điện lưới điện phân phối Hội An qua năm 15 DANH MỤC CÁC HÌNH Sớ hiệu Tên hình hình 2.1 2.2 Giao diện chương trình MDMS Giao diện theo dõi công suất điểm đo chương trình MDMS Trang 17 17 2.3 Giao diện đồ thị cơng suất điểm đo chương trình MDMS 18 2.4 Giao diện theo dõi sản lượng điểm đo chương trình MDMS 18 2.5 Giao diện theo dõi thông số vận hành điểm đo 19 2.6 Giao diện theo dõi số điểm đo theo thời gian 20 2.7 Giao diện theo dõi số chốt theo tháng điểm đo 20 2.8 Giao diện chức theo dõi số hóa đơn (kết nối CMIS) 21 2.9 Giao diện theo dõi điện điểm đo 21 2.10 Giao diện theo dõi số lượng điểm đo có kết nối 22 2.11 Giao diện chức cảnh báo theo kiện công tơ 23 2.12 Giao diện chức cảnh báo theo thông số vận hành 24 2.13 Giao diện chức tổng hợp phụ tải theo ngày 24 2.14 Giao diện chức tổng hợp sản lượng theo 25 2.15 Giao diện chức tổng hợp sản lượng theo ngày 25 2.16 Giao diện chức tổng hợp điện giao – nhận 25 2.17 Giao diện chức giám sát điểm đo 26 2.18 Thao tác chọn điểm đo cần giám sát 26 2.19 Giao diện biểu đồ thơng số điểm đo có cảnh báo 27 3.1 Sơ đồ tổng quan hệ thống RF-SPIDER 29 3.2 Các thành phần hệ thống RF-SPIDER 32 3.3 DCU Router 33 3.4 Các loại công tơ RF-Mesh 34 3.5 Module RF-EXT 34 3.6 Module cho Elster, Landis Gyr 34 3.7 Giao diện Web site RF-SPIDER 35 3.8 Giao diện đăng nhập Web site RF-SPIDER 36 Sớ hiệu hình Tên hình Trang 3.9 Menu Dữ liệu hệ thống 37 3.10 Menu Chỉ số/Thông số vận hành điểm đo 37 3.11 Menu Thống kê trạng thái 37 4.1 File Excel “Phát pha TBA” ban đầu 52 4.2 File Excel “Phát pha TBA” sau chạy thành công 53 4.3 File Excel “Theo dõi công suất TBA” ban đầu 62 4.4 File Excel “Theo dõi công suất TBA” sau chạy thành công 63 4.5 Ngun lý tính tốn cơng cụ 66 4.6 Kết đạt của công cụ 67 4.7 Kết cho công cụ 69 4.2.2 Tự động kiểm tra, phát cơng tơ có số bất thường a Mục đích cơng cụ Tổn thất điện trạm biến áp phụ tải bao gồm tổn thất kỹ thuật tổn thất kinh doanh Đối với tổn thất kỹ thuật, việc đầu tư, cải tạo lưới điện giải triệt để Tổn thất kinh doanh bao gồm sai sót q trình chốt số, tính tốn đơn vị cung cấp điện tác động người mua điện lên hệ thống đo đếm (cơng tơ) Hiện tình trạm sản lượng người dùng điện tác động lên công tơ diễn phức tạp với nhiều hình thức khác như: đảo cực tính cơng tơ lập trung tính vào cơng tơ, lấy trung tính ngoài, Việc theo dõi phát trường hợp khó khăn đối tượng thực tác động thời gian ngắn vài ngày nên với việc chốt số công tơ theo tháng phát Trên sở tượng chung công tơ bị tác động không thay đổi số phụ tải tiêu thụ điện, việc phát triển công cụ giúp theo dõi số công tơ chốt theo ngày, qua phát cơng tơ hoạt động bất thường hoàn toàn khả thi Nguyên lý hoạt động công cụ dựa việc so sánh số chốt công tơ thời điểm đầu ngày cuối ngày khoảng thời gian cho trước, đối chiếu với sản lượng điện tiêu thụ hàng tháng Nếu phụ tải dùng điện hàng tháng lại có số khơng đổi theo ngày cơng tơ có khả bị tác động dẫn đến số giữ nguyên Thông thường số công tơ chốt vào cuối tháng, cơng tơ bị tác động khoảng thời gian vài ngày chốt số cơng tơ cho kết bình thường Nhưng thực tế tồn sản lượng điện phụ tải tiêu thụ khoảng thời gian vài ngày công tơ bị tác động bị mất, điều làm tăng tỷ lệ tổn thất điện trạm biến áp công cộng Kết chạy cơng cụ sau: 68 Hình 4.5 Kết cho công cụ 69 b Hiệu công cụ Ưu điểm công cụ: - Phát nhanh cơng tơ khách hàng có số bất thường - Xác định khoảng thời gian hệ thống đo đếm có khả bị tác động dẫn đến sai lệch sản lượng - Thao tác đơn giản, cho kết nhanh chóng Có thể thấy, với số lượng công tơ lên đến hàng chục nghìn nay, việc kiểm tra số cơng tơ để phát tình trạng ăn cắp điện gặp nhiều khó khăn Với cơng cụ này, người quản lý vận hành thực kiểm tra cơng tơ có dấu hiệu bất thường lọc với số lượng Qua việc phát hiện, xử lý tình trạng ăn cắp điện cải thiện hiệu đáng kể 4.3 Kết luận: Các chương trình ứng dụng MDMS Rf-spider bước cải tiến mang tính đột phá cơng tác quản lý vận hành kinh doanh lưới điện phân phối Tuy nhiên để khai thác tối đa hiệu chương trình việc thực thủ cơng theo phương pháp truyền thống không đáp ứng nhu cầu người sử dụng Việc sử dụng phần mềm quen thuộc Excel, Google Chrome để phát triển thành công cụ giúp thao tác tự động chương trình MDMS Rf-spider giúp nâng cao hiệu công tác quản lý lưới điện Ưu điểm công cụ cách sử dụng quen thuộc, dễ dàng mang lại kết nhanh chóng, xác với khối lượng liệu lớn, vừa tiết kiệm thời gian, nhân lực, vừa nâng cao chất lượng số liệu 70 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Hiện nay, phát triển khoa học cơng nghệ nói chung ngành Điện lực nói riêng, việc thu thập số cơng tơ thực từ xa thơng qua chương trình đo xa MDMS hệ thống thu thập liệu công tơ từ xa Rf-Spider Người quản lý vận hành không cần phải di chuyển đến tận nơi để thao tác lấy số công tơ trước đấy, điều giúp nâng cao chất lượng công tác quản lý vận hành, tiết kiệm nhiều nhân công thời gian Tuy nhiên việc thao tác thủ cơng chương trình với khối lượng trạm biến áp phụ tải công tơ khách hàng ngày tăng dẫn đến nhiều bất cập Việc tạo cơng cụ giúp tự động hóa thao tác thường xuyên lặp lặp lại chương trình để giảm thời gian, nhân cơng, nâng cao độ xác thiết thực Ưu điểm công cụ: - Sử dụng sở liệu có sẵn - Giao diện chương trình Microsoft Excel quen thuộc, dễ sử dụng chỉnh sửa - Tốc độ lấy thông số nhanh, gấp hàng trăm lần so với thực trước - Kết xác tuyệt đối thao tác thực tự động theo trình tự lập trình trước - Người dùng sử dụng cơng cụ nơi nào, cần máy tính có cấu hình trung bình kết nối mạng internet Nhờ vào ưu điểm trên, đơn vị quản lý vận hành dễ dàng phát trạm biến áp phụ tải vận hành bất thường Từ áp dụng công cụ đến nay, Công ty Điện lực Quảng Nam giải dứt điểm tình trạng tải máy biến áp, đồng thời đưa 20 phương án hoán chuyển máy biến áp vận hành non tải, tải thực chỉnh định lại chế độ đóng/cắt hốn chuyển vị trí lắp đặt tụ bù hạ giúp nâng cao hiệu kinh tế, chất lượng điện áp độ tin cậy cung cấp điện Công cụ mang lại lợi ích to lớn cho ngành Điện hứa hẹn phát triển thêm để phục vụ tốt công tác quản lý vận hành lưới điện phân phối Qua thể xu hướng xã hội áp dụng tự động hóa để giảm thiểu nhân cơng nâng cao chất lượng công việc 71 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu kỹ thuật Hệ thống thu thập số công tơ tự động RF-Spider ứng dụng công nghệ RF-MESH – EVNCPC EMEC Tài liệu kỹ thuật Hệ thống quản lý liệu đo đếm Meter Data Management System (MDMS) – EVNCPC Patrick J Delaney, John K Peng, Andrew Hill, Joan H Pauly Power Meter Data Acquisition and Control System United States Patent and Trademark Office, July 30, 1996 Xi Fang, Satyajayant Misra, Gouliang Xue, Dejun Yang Smart Grid – The New and Improved Power Grid: A Survey, pp 944 – 980, IEEE Communications Surveys & Tutorials (Volume: 14, Issue: 4, Fourth Quarter 2012) Soma Shekara Sreenadh Reddy Depuru, Lingfeng Wang, Vijay Devabhaktuni, Nikhil Gudi Smart Meters for Power Grid – Challenges, Issues, Advantages and Status, 2011 IEEE/PES Power Systems Conference and Exposition Hassan Farhangi, The Path of the Smart Grid, IEEE Power and Energy Magazine (Volume: , Issue: , January - February 2010) DAI HOC DA NANG TRU'ONG DA! HOC BACH KHOA LONG HOA XA HOI CHU NGHIA VIVI' NAM WO 14p - Tkr - 121#nh phnc S6: 4410 /QD-DHBK Da Nang, 06 thang)1 nam 2018 QUYET DINH Ve viec giao de tai Ara trach nhiem ciia ngidei htrerng clan 1u4n van th#c si HItU TRU'6'N G TRU'ONG BAll HOC BACH 1K ROA Can cir Nghi dinh s6 32/CP ngdy 04/4/1994 dm Chinh ph6 viec lap Dai h9c DA Nang; Can cir Thong tu s6 08/2014/TT-BGDDT ngdy 20/3/2014 cua BO truemg 13".A Giao chic va DAo tao ve viec ban hanh Quy the to chirc va hoat &Ong cua dai hoc vAng va cac ca giao dttc dai hoc vien; Quyet dinh so 6950/QD-DHDN 01/12/2014 dia Giam_d6c Dai hoc DA Nang ve viec ban hanh Quy dinh nhiem vv, quyen han cua Dai hoc Da Nang, cac Ca so gido dtic dai hoc vien va cac dan vi true thu0c; Can cir Th6ng tu s6 15/2014/TT-BGDDT ngdy 15/5/2014 cita BO truang IBO Giao dtic va Dao tao ve viec ban hanh Quy che DAo tao trinh dO thac si; Quyet dinh so 598/QD-DHBK 27/12/2016 c6a Hieu truang Trugng Dai hoc Bach khoa va viec ban hanh Quy dinh dao tao trinh d0 thac si; Can cir Quyet dinh s6- 456/DHBK-DT 03/03/2017 cila Hieu truang Twang Dai hoc Bach Khoa ye viec cong nhan hoc vien cao hoc trung tuyen; ,Can cir TO trinh so 25/KD ngdy 25/10/2018 khoa Dien ve viec Quyet dinh giao de tai va nguai hugng dan Juan van thac si cho hoc vien cao hoc chuyen nganh Ky thuat dien, khOa 34; Xet de nghi cua Trugng Phong Dao tao, QUYET DINH: Dieu Giao cho hoc vien cao hoc Ha Thai Viet, lop K34.KTD, chuyen nganh Ky thuat dien, thgc hien de Juan van "Gial thieu he thong thu Map die lieu tir xa va xay clvng cacfrng dung gitip nang cao chat luvng quan ly van hanh iir&i dien phan phai Hai An", duai six hugng dan ctla TS Dtrang Minh Quan, Tru&ng Dal hoc Bach Khoa - Dai hoc Da Nang Dieu FIN vien cao hoc va ngued huang dan co ten Dieu dugc hugng cac quyen lgi va thgc hien nhiem vu theo dung quy the dao tao thac si hien hanh cna BO Giao dtic va Dao tao, quy dinh dao tao thac si cua Truang Dai hoc Bach khoa Dieu Cac Ong/Ba Truang Phong Dao tao, Trugng phOng K3 hoach Tai chinh, Tnrang khoa Dien, ngued hi/Ong dan Juan van va hoc vien c6 ten a Dieu can cir Quyet dinh thi hanh./ KT HItU TRU'ONG EU TRU'ONG Nei nhOn: - Nhu diL 3; - Luu: Phong DT TS Phan Minh Dim ... THÁI VIỆT GIỚI THIỆU HỆ THỐNG THU THẬP DỮ LIỆU TỪ XA VÀ XÂY DỰNG CÁC ỨNG DỤNG GIÚP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG QUẢN LÝ VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ HỘI AN Chuyên ngành: Kỹ thu? ??t điện Mã số:... dựng ứng dụng giúp nâng cao chất lượng quản lý vận hành lưới, đề tài luận văn có tên là: ? ?Giới thiệu hệ thống thu thập liệu từ xa xây dựng ứng dụng giúp nâng cao chất lượng quản lý vận hành lưới. .. CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ HỘI AN 1.1 Tổng quan thành phố Hội An 1.2 Hệ thống lưới điện phân phối thành phố Hội An 1.2.1 Nguồn lưới điện