Hệ thống hoạt động như sau, đầu tiên, dữ liệu bản đồ số được đồng bộ từ hệ thống quản lý vận hành lưới điện trực quan cùng với các thông tin hỗ trợ từ các hệ thống khác trong ngành [r]
(1)XÂY DỰNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT LƯỚI ĐIỆN TRỰC QUAN HIỆU QUẢ
Nguyễn Hữu Quỳnh1, Nguyễn Quang Lâm2, Phương Văn Cảnh1
1Trường Đại học Điện lực 2 Công ty Điện lực Phú Thọ, Tổng công ty Điện lực miền Bắc
Tóm tắt: Trong báo này, chúng tơi trình bày kết việc nghiên cứu, xây dựng hệ thống giám sát lưới điện trực quan với hai pha: thu thập thông số trực tuyến giám sát lưới điện trực quan Hệ thống cho phép kết nối đến thiết bị đo đếm thông minh lưới điện, thu thập thơng số, phân tích, giám sát, cảnh báo hoạt động lưới điện cách trực quan Kết triển khai áp dụng Công ty Điện lực Phú Thọ tính ổn định hiệu hệ thống
Từ khóa: Lưới điện, thơng sốđiểm đo, thông số recloser, giám sát thông số lưới điện, cảnh báo thông số lưới điện
1 GIỚI THIỆU
Phạm vi quản lý lưới điện Tập đoàn Điện lực Việt Nam trải dài từ Bắc vào Nam Chưa kể đến tính chất phức tạp lưới điện Việt Nam, với phạm vi vậy, không sử dụng phương pháp quản lý hiệu khơng đáp ứng địi hỏi đặt thực tế Với tiến vượt bậc công nghệ [1,2] đặc biệt công nghệ thông tin (CNTT), việc ứng dụng CNTT vào trình giám sát lưới điện việc làm có ý nghĩa vơ quan trọng phát triển ngành điện
Lưới điện thông minh mang lại cho công ty điện lực người tiêu dùng lợi ích to lớn Sự phát triển lưới điện thông minh nhìn chung tương đối khác khu vực nước Trong nước phát triển quan tâm đến việc nâng cao hiệu suất lưới phân phối, giảm khí thải gây hiệu ứng nhà kính, tích hợp nguồn phát điện từ nguồn lượng tái tạo nâng cao dịch vụ khách hàng nước phát triển lại tập trung chủ yếu vào việc quản lý sản lượng điện thời gian cao điểm cách có hiệu quả, giảm tổn thất điện nợ xấu Tùy vào mục đích mình, nước có cách tiếp cận lựa chọn giải pháp công nghệ khác Mặt khác, thân lưới điện thông minh tiếp tục nghiên cứu, phát triển, nhiều công nghệ cho lưới điện thông minh chưa đưa vào ứng dụng thực tế Nhìn chung lưới điện thơng minh gồm tập hợp nhóm giải pháp cơng nghệ bao trùm toàn lưới, từ sản xuất, truyền tải đến phân phối tiêu thụ
(2)Có nhiều hệ thống giám sát cơng ty, tổ chức, cá nhân phát triển áp dụng vào đơn vị ngành điện như: Hệ thống đọc truyền liệu từ xa công tơđiện tử pha – MRIS, Hệ thống giám sát quản lý vận hành lưới điện cao thế OCCHGC, Hệ thống thu thập số liệu từ xa công tơ EVNCPC (MDMS Meter Data Management System), Hệ thống mini SCADA/DMS giám sát, điều khiển lưới điện – Tổng công ty Điện lực miền Nam Các hệ thống đa phần được phát triển nhằm khai thác khía cạnh quản lý lưới điện có hạn chế quan trọng việc mở rộng module hay kết nối phần mềm vơ khó khăn, giá thành cao, thường xun phải trả chi phí lớn cho việc nâng cấp phần mềm
Để khắc phục hạn chế trên, nghiên cứu xây dựng “Hệ thống giám sát lưới điện trực quan”, cho phép thể lưới điện trực quan (lưới điện hệ thống giống lưới thực tế), thu thập thông số lưới điện, giám sát thông số lưới điện trực quan đồ, đồ thị, cảnh báo trạng thái bất thường lưới điện
Bài báo chia thành bốn phần Phần thứ nhất, giới thiệu cần thiết áp dụng giải pháp cơng nghệ tích hợp thu thập, giám sát lưới điện số hệ thống áp dụng đơn vị EVN Phần thứ hai đưa mơ hình u cầu hệ thống Phần thứ ba trình bày hệ thống giám sát lưới điện trực quan Cuối cùng, kết luận hướng nghiên cứu tương lai đưa
2 MƠ HÌNH VÀ CÁC YÊU CẦU CỦA HỆ THỐNG
2.1 Mơ hình thu thập thơng số vận hành lưới điện
(3)Trong hệ thống nay, thơng số lưới điện dịng điện, điện áp, tần số, góc lệch pha, cơng suất, Cosφ đo đếm liên tục theo thời gian thực (hoặc khoảng thời gian người vận hành thiết lập) thông qua thiết bị công tơ điện tử, Recloser, Rơle số, RTU,… thông qua thiết bị moderm cho phép gửi tín hiệu máy chủ thơng qua mạng Internet Các tín hiệu bảo mật làm mịn nhằm đáp ứng tốt độ tin cậy liệu truyền máy chủ
Hệ thống thiết kế cho loại thiết bị đo xa khác Trong triển khai nay, có hai loại thiết bị sử dụng: Loại thiết bị thứ Trường Đại học Điện lực nghiên cứu chế tạo gồm thiết bị công tơ điện tử pha, pha modem tích hợp với Recloser để chuyển thông số trung tâm Loại thiết bị thứ hai lắp lưới công ty điện lực gồm công tơ điện tử hãng A1700 (ELSTER/ABBUK), ZMD (Landis+Gyr Thụy sỹ), Nexus 1262 (EIG
USA), MK6 (EDMI Singapore) Trong loại A1700 chiếm tỷ lệ khoảng 80% (lý sử dụng A1700 EVN phụ thuộc vào phần mềm đọc công tơ từ xa DataLink PMU ABB phát triển) Các thiết bị đo đếm, thu thập thông số giúp gửi số liệu lưu trữ máy chủ theo thời gian thực: chu kỳ giây với thiết bị công tơ điện tử Trường Đại học Điện lực chế tạo với Recloser; chu kỳ 10 phút với thiết bị công tơ điện tử công ty điện lực lắp đặt
2.2 Giám sát, cảnh báo thông số vận hành lưới điện
Việc theo dõi thông số lưới điện theo thời gian thực thu thập, phân tích, đánh giá số liệu từ thiết bị điện tử thông minh, đưa cảnh báo bất thường trình vận hành lưới điện (các trường hợp vượt ngưỡng cho phép công ty điện lực quy định), sở đưa giải pháp cụ thể thời gian ngắn nhằm giảm tổn thất điện nâng cao độ tin cậy lưới điện
Các thông số lưới điện theo dõi liên tục, có phương thức thể phù hợp (biểu đồ thời gian thực, bảng chi tiết thông số lưới); cho phép lưu trữ, thống kê trạng thái bất thường hay theo dõi trình vận hành thời gian dài
Các thông số giám sát gắn với đối tượng thực tế quản lý, giúp phân tích, đánh giá đưa giải pháp phù hợp, nhanh chóng mà khơng cần phải có mặt trường
2.3 Yêu cầu giám sát lưới điện trực quan hệ thống
Trên sở khảo sát phân tích hoạt động quản lý vận hành lưới điện, đưa yêu cầu:
(4) Các thông số thu thập phải đảm bảo tính tin cậy thu thập
Cho phép giám sát thông số lưới điện thời gian thực (5 giây 10 phút) cách trực quan (trên lưới điện đồ thị)
Cảnh báo trạng thái bất thường lưới điện hình ảnh, âm Cho phép thiết lập ngưỡng cảnh báo phù hợp với điều kiện, đối tượng
Cho phép lưu trữ lịch sử giám sát lịch sử cảnh báo đối tượng lưới điện để điều tra phân tích cố
Lược bỏ thao tác thủ công tốn nhiều thời gian, công sức buồn tẻ Dễ nhập liệu, nhập liệu khắp nơi, nhập liệu trực quan
Không sử dụng hạ tầng cơng nghệ thơng tin tốn
Có thể giám sát, cảnh báo thông số vận hành lưới điện khắp nơi thông qua thiết bị di động thông minh
Dựa yêu cầu xây dựng module tương ứng với tính phần mềm: nhập lưới trực quan, đồng số liệu lưới điện, giám sát/cảnh báo thông số lưới điện, lịch sử giám sát/ cảnh báo thông số lưới điện, quản trị hệ thống
Dựa vào module thực chức năng:
Nhóm thu thập, đồng liệu từ hệ thống liên quan:Đồng liệu từ hệ thống quản lý vận hành lưới điện trực quan, hệ thống khác ngành điện CMIS, OMS,…; thu thập số liệu tổn thất từ thiết bị điện thơng minh
Nhóm giám sát thông số lưới điện trực quan: xem chi tiết thông số thiết bị đo đếm lưới trực quan đồ lưới điện hay biểu đồ số liệu, bảng biểu theo thời gian thực (5 giây 10 phút) Lưu trữ lịch sử giám sát thông số lưới điện
Nhóm cảnh báo thơng số lưới điện trực quan: Thiết lập ngưỡng cảnh báo đối với thơng số lưới điện, có tín hiệu cảnh báo (hình ảnh, âm thanh) trạng thái bất thường thiết bị lưới điện Lưu trữ lịch sử cảnh báo thông số lưới điện
Nhóm chức khác [5,6]: nhóm chức quản trị hệ thống, kết xuất thông số vận hành, cảnh báo vận hành; báo cáo thống kê theo yêu cầu điện lực
Hạ tầng cho hệ thống: Về mặt phần cứng: cần máy chủ Internet có cấu sau: Chip: Intel® Xeon E52620 2.0GHz 15MB Cache; HDD: 500 Gb Sata; Ram: Gb; Băng thông: 1000 GB/tháng
(5)2.3 Mơ hình tổng qt hệ thống
Mơ hình hệ thống giám sát lưới điện trực quan khái qt hóa thể sau:
Hình 2: Mơ hình tổng qt hệ thống
(6)3 HỆ THỐNG GIÁM SÁT LƯỚI ĐIỆN TRỰC QUAN
Hệ thống giám sát lưới điện trực quan xây dựng thành công thử nghiệm triển khai Công ty Điện lực Phú Thọ, Tổng công ty Điện lực miền Bắc Các cấp quản lý giám sát/vận hành lưới điện hệ thống trường
Hình 3: Nhập lưới trực quan
(7)Hình giao diện lưới điện trực quan đồng từ hệ thống quản lý vận hành lưới điện trực quan
Với lưới điện trực quan xây dựng, người dùng theo dõi, quản lý giám sát thông số lưới điện trực quan theo vị trí giao diện Hình Tất thông tin đối tượng thực tế thấy giao diện với thông tin trường, vị trí thơng số trực tuyến
Hình cung cấp lịch sử giám sát thông số thiết bị lưới điện Lịch sử thông số cho phép kết xuất file Excel phụ vụ cơng tác phân tích số liệu sau
a) Bảng lịch sử thông số trực quan đối tượng lưới điện giao diện Web