3.4.1 Mô tả chung
- Tên gọi: ESMR Server.
- Luồng trao đổi dữ liệu:
ESMR SERVER NGƯỜI VẬN
HÀNH
ES METERING
- Ra lệnh đọc trực tiếp
- Lập lịch đọc Số liệu công tơ
- Ra lệnh đọc trực tiệp - Quản lý lịch đọc - Cấu hình kênh, công tơ
Só liệu công tơ
IP MODEM/ CÔNG TƠ
Số liệu
Lệnh đọc số liệu
36 PHÒNG KINH DOANH ES METERING 1. ĐỌC SỐ LIỆU 2. QUẢN LÝ TRUYỀN THÔNG 3. CẤU HÌNH Cấu hình hệ thống Đọc trực tiếp Số liệu công tơ
Thông tin kênh
Trạng thái kênh Thông tin Cấu hình Hệ thống Thông số vận hành Phụ tải Thông số lịch sử
Chỉ số chốt Kênh truyền thông
Liên kết kênh công tơ Công tơ
Thông tin kênh
Thông tin kênh
Thông tin công tơ Thông tin liên kết
Ra lệnh đọc
Thông tin
công tơ Thông tin liên kết
Thông số vận hành
Phụ tải
Thông số Lịch sử
Chỉ số chốt
Thông tin kênh
Hình 10: Sơ đồ chi tiết ESMR Server
Diễn giải: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- ESMR Server sẽ lấy danh sách các công tơ đã được khai báo trên ES Metering; lắng nghe, thiết lập và quản lý các kết nối của các IP modem gắn với các công tơ.
- Khi nhận được lệnh đọc số liệu (lệnh đọc đã được lập lịch trên ES Metering hoặc lệnh đọc trực tiếp từ người vận hành hệ thống), ESMR Server sẽ sử dụng các kết nối này để ra lệnh đọc số liệu cho công tơ, sử dụng giao thức đọc đã được khai báo của loại công tơ này.
- Các lệnh đọc loại số liệu khác nhau sẽ được xuất thành file khác nhau. Số liệu này sẽ được xuất thành file và đẩy vào CSDL theo các bảng tương ứng.
3.4.2 Các chức năng chính
Cài đặt tại máy chủ thu nhận dữ liệu để thực hiện quá trình đọc số liệu công tơ và lưu trữ vào máy chủ tại trung tâm thu thập và xử lý số liệu. Phần mềm sẽ đọc dữ liệu công tơ thông qua các danh sách đọc. Danh sách đọc là danh sách các công tơ
37
phải đọc trong cùng một khung thời gian. Trong một danh sách đọc có nhiều công tơ thuộc nhiều nhóm công tơ, mỗi nhóm công tơ trong danh sách đọc tối đa không quá 6 công tơ. Nhóm công tơ là những công tơ đã được kết nối về mặt thông tin với nhau và được nối với 01 thiết bị chuyển đổi TCP/IP sang RS232/RS485. Các chức năng chính như sau:
- Chức năng quản lý: Cho phép tạo mới, thay đổi, hủy công tơ trong danh sách đọc. Định nghĩa mỗi công tơ trong danh sách đọc, bao gồm: mã điểm đo, tên trạm, tên lộ, số công tơ, ID công tơ… Trong chức năng này, phần mềm thu thập dữ liệu phải sử dụng mã điểm đo được khai báo trong phần mềm quản lý, giám sát và xử lý số liệu.
- Chức năng đọc công tơ:
Cho phép đọc nhiều danh sách đọc cùng một lúc (có thể đọc đồng thời tối đa 500 nhóm tại một thời điểm). Mỗi nhóm không quá 32 công tơ. Thời gian đọc mỗi nhóm không quá 25 phút. Các công tơ được phân biệt thông qua mã điểm đo. Mỗi điểm đo tương ứng với 01 công tơ. Các chủng loại công tơ mà module này có thể giao tiếp được bao gồm tối thiểu các loại sau: A1700 (Elster), ZMD/ZxD (Landis & Gyr), Genius (EDMI).
Tại trung tâm, dữ liệu của công tơ được đọc bằng ít nhất 02 máy tính, mỗi máy đọc ½ số công tơ hiện có của hệ thống. Trường hợp 01 máy hỏng, máy tính còn lại phải đảm nhận đọc toàn bộ dữ liệu hiện có của hệ thống. Khi số lượng công tơ tăng lên thì số máy tính đọc cũng tăng lên tương ứng. Dữ liệu công tơ được đưa về 01 cơ sở dữ liệu dùng chung.
- Đọc tự động hoặc thủ công:
Trong chế độ đọc tự động, toàn bộ các nhóm công tơ trong danh sách đọc sẽ đồng thời truyền dữ liệu về trung tâm sau mỗi chu kỳ đọc đã được thiết lập cho từng nhóm.
Trong chế độ đọc thủ công, chỉ một số công tơ do người dùng lựa chọn truyền dữ liệu về trung tâm. Dữ liệu và độ dài dữ liệu do người sử dụng lựa chọn.
38
Có thể thiết lập chu kỳ đọc cho mỗi nhóm khác nhau (lưu ý: chu kỳ đọc phải lớn hơn chu kỳ tích phân của công tơ trong nhóm).
Cho phép đọc và lưu vào cơ sở dữ liệu toàn bộ các thông tin lưu trữ trong công tơ, bao gồm các nhóm thông số: Các giá trị tức thời (phản ánh chất lượng của lưới điện như: dòng điện, điện áp, góc pha, hệ số công suất, tần số, công suất hữu công, vô công, biểu kiến tức thời…), nhóm các thanh ghi năng lượng, nhóm các chỉ số chốt, công suất cực đại, đồ thị phụ tải cho các đại lượng điện năng (hữu công chiều giao/chiều nhận, vô công chiều giao/chiều nhận, 4 góc phần tư…), các sự kiện xảy ra đối với công tơ như: mất điện, quá dòng, quá áp, ngược chiều công suất…
Cho phép người dùng có thể tùy chọn đọc các nhóm thông số lưu trữ trong công tơ để tối ưu hóa thời gian đọc dữ liệu.
Giao diện phần mềm hiển thị được trực quan quá trình đọc đồng thời toàn bộ các nhóm công tơ, trạng thái truyền tin. Trên cửa sổ đọc phải có các dấu hiệu nhận biết các công tơ đã đọc xong, các công tơ đang trong quá trình đọc và các công tơ đọc lỗi.
Phần mềm lập báo cáo về tình trạng đọc dữ liệu của từng trạm và của từng điểm ngay sau khi thực hiện xong quá trình đọc công tơ.
Phần mềm có chức năng tự đọc lại dữ liệu (được lưu trong công tơ) của chu kỳ trước nếu chu kỳ đọc trước bị lỗi hoặc thiếu.
- Chức năng quản lý người dùng: module này có tối thiểu 03 mức mật khẩu tương ứng với người quản trị (admin), người dùng (user) và khách (client), trong đó mật khẩu admin là cao nhất có thể phân quyền cho người dùng trong các tác vụ liên quan đến việc đọc công tơ như phân quyền lập danh sách đọc công tơ, phân quyền lập danh sách công tơ trong danh sách đọc, phân quyền theo khu vực quản lý… Mức mật khẩu khách chỉ được phân quyền xem quá trình đọc.
3.5 Hệ thống giám sát và khai thác số liệu 3.5.1 Mô tả chung 3.5.1 Mô tả chung
39
- Tên gọi: ES Metering.
- Mô tả: Hệ thống giám sát và khai thác số liệu có thể quản lý cùng lúc hàng nghìn điểm đo. Phần mềm có giao diện tiếng Việt/tiếng Anh và chạy trên hệ điều hành Windows XP/7/8/8.1. Cơ sở dữ liệu của hệ thống là Oracle. Phần mềm có 03 mức mật khẩu (mật khẩu admin, mật khẩu cho người sử dụng user và mật khẩu cho khách client). Phần mềm này có 04 phân hệ chính:
Hình 11: Các phân hệ trong ES Metering
40
1. THÔNG SỐ
CÔNG TƠ 2. ĐỌC SỐ LIỆU (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
5. QUẢN TRỊ HỆ THỐNG 3. TỔNG HỢP BÁO CÁO 4. CẤU HÌNH HỆ THỐNG Thông số vận hành Điện lực Trạm Khách hàng Điểm đo Công tơ Kênh truyền thông Liên kết truyền thông - công tơ Lịch đọc Phụ tải Chỉ số chốt Người dùng Trạng thái modem Quyền ESMR SERVER PHÒNG KINH DOANH ĐIỆN LỰC ĐIỆN LỰC PHÒNG KINH DOANH Thông số lịch sử ESMR SERVER Danh sách liên kết Danh sách Danh sách Báo cáo Các thông số Vận hành Thông số Báo cáo Các thông số, chỉ số ESMR SERVER Trạng thái Thông tin lịch Lịch đọc
Thông tin người dùng
Danh mục
Quyền
Quyền
Thông tin Điện lực
Danh mục Thông tin trạm
Thông tin khách hàng
Thông tin công tơ
Thông tin điểm đo
Danh mục Danh mục Danh mục Danh mục - Thông số -Chỉ số Danh mục - Thông số công tơ
- Trạng thái modem - Các biểu đồ
Thông tin kênh
Liên kết kênh-công tơ
Hình 12: Luồng trao đổi dữ liệu chi tiết trong ES Metering
3.5.2 Các chức năng chính
Hệ thống được cài đặt tại bất kỳ máy tính nào trong mạng nột bộ của công ty để quản lý, giám sát, tính toán, tổng hợp thông tin, xây dựng các bảng biểu, biểu đồ, bản
41
vẽ, đưa ra các cảnh báo, các thông tin phân tích chất lượng lưới điện… dựa trên số liệu thu thập được từ công tơ, có các chức năng chính sau:
- Chức năng quản lý điểm đo: Cho phép tạo mới, thay đổi và hủy điểm đo trên hệ thống. Mỗi điểm đo trong hệ thống được định nghĩa thông qua: mã điểm đo, tên trạm, tên lộ; các thông số hoạt động của công tơ tại điểm đo đó như: kiểu công tơ, số serial, nơi sản xuất, dòng áp định mức, số công tơ, hệ số nhân mặt, hệ số nhân ngoài, tên và mã khách hàng, kiểu kết nối đọc dữ liệu (TCP/IP, GPRS), thuộc tính của điểm đo (điểm đo lộ tổng, điểm đo lộ xuất tuyến, điểm đo ranh giới, chiều giao, nhận của năng lượng và công suất sẽ tính cho đơn vị điện lực nào…) để phục vụ việc tính toán và lập báo cáo.
- Chức năng lập báo cáo: Các báo cáo có thể xây dựng thành dạng bảng hoặc đồ thị, gồm:
Báo cáo sản lượng điện năng tiêu thụ, sản lượng điện năng phản kháng với chu kỳ tính toán tự động 30 phút/lần của từng điểm đo đếm điện năng (gồm báo cáo ngày, báo cáo tháng, báo cáo quý, báo cáo năm).
Chốt chỉ số công tơ các điểm đo đếm điện năng lúc 0h hàng ngày, chốt chỉ số công tơ H1 (tức 0h ngày mùng 1 hàng tháng).
Xuất dữ liệu, kết nối dữ liệu được với các hệ thống khác.
Xây dựng biểu đồ phụ tải (điện năng tiêu thụ, điện năng phản kháng) với chu kỳ tính toán tự động 30 phút/lần của từng điểm đo đếm điện năng (gồm báo cáo ngày, báo cáo tháng, báo cáo quý, báo cáo năm).
Thu thập các số liệu kỹ thuật của từng điểm đo đếm như: công suất, dòng điện, điện áp, cosφ, tần số… với chu kỳ 30 phút/lần.
Xem toàn bộ thông số mạch tức thời của từng điểm đo, cảnh báo khi dòng điện, điện áp, cosφ, tần số tại điểm đo đếm vượt quá ngưỡng quy định. Cung cấp các số liệu cho việc tính toán cân bằng công suất, vận hành tối ưu
hệ thống điện, dự báo nhu cầu mua điện hàng tuần, hàng tháng, hàng năm. Tính năng tra cứu và thực hiện các báo cáo theo yêu cầu quản lý.
42
Tính năng quản lý điểm đo như: Cập nhật điểm đo mới, hủy điểm đo, thay đổi điểm đo… (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Tính năng quản lý người dùng, phân quyền, bảo mật, hỗ trợ người vận hành chuẩn hóa dữ liệu trong trường hợp hệ thống thu thập không đầy đủ.
- Chức năng cập nhật danh mục: Đơn vị quản lý, trạm, khách hàng, điểm đo, công tơ, kênh truyền thông…
- Chức năng điều chỉnh dữ liệu: Trong trường hợp dữ liệu đọc về không đầy đủ, chức năng này cho phép tính toán, điều chỉnh và thay đổi dữ liệu gốc.
- Chức năng quản lý người dùng: Phần mềm phải có tối thiểu 03 mức mật khẩu tương ứng với người quản trị (admin), người dùng (user) và khách hàng (client), trong đó mật khẩu admin là cao nhất có thể chỉnh sửa dữ liệu, phân quyền cho người dùng trong các tác vụ liên quan đến việc lập các báo cáo, phân quyền trong việc định nghĩa các điểm đo và cập nhật các thông số công tơ tương ứng với điểm đo… Mức mật khẩu khách chỉ được phân quyền xem các báo cáo.
43
CHƯƠNG IV – KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
Dưới đây là một số giao diện chính trong hệ thống
5.1. Hệ thống thu thập số liệu công tơ đo đếm- Tên gọi là ESMR Server. - Tên gọi là ESMR Server.
- Phần mềm này đóng vai trò là máy chủ giao tiếp và đọc số liệu công tơ.
- ESMR Server sẽ lắng nghe các kết nối từ các IP modem, định danh thiết bị, thiết lập và duy trì kết nối đến modem này.
- Đồng thời, ESMR Server liên tục nhận lệnh (lịch đọc số liệu đã cấu hình trước đó, hoặc lệnh đọc tức thời) và ra lệnh đọc số liệu đến công tơ thông qua đường kết nối này.
- Khi đọc xong số liệu, ESMR Server sẽ xuất ra file số liệu và đẩy số liệu này vào CSDL để phục vụ khai thác.
5.1.1. Giao diện chính
Được chia làm 4 khu vực.
- Khu vực bên trái: Chứa các nút lệnh điều khiển việc kết nối, các loại số liệu cần đọc và nút nhấn ra lệnh đọc số liệu các công tơ.
- Khu vực bên phải: Chứa thông tin chi tiết của công tơ đang được chọn.
- Khu vực chính giữa: Là lưới danh sách các công tơ trên toàn hệ thống, cùng trạng thái kết nối, tình trạng đọc số liệu của từng công tơ.
- Khu vực phía dưới: Hiển thị nhật kí vận hành, quá trình các công tơ kết nối đến hệ thống.
44
Hình 13: Giao diện chính ESMR Server
5.1.2. Giao diện đọc số liệu
- Hiển thị toàn bộ quá trình giao tiếp với công tơ, các lệnh gửi đi và các dữ liệu nhận về.
45
Hình 14: Giao diện quá trình trao đổi số liệu với công tơ
5.1.3. Giao diện cấu hình
- Thiết lập cổng lắng nghe các kết nối của công tơ đến máy chủ đọc số liệu.
- Thiết lập thời gian chờ khi kết nối, đảm bảo các công tơ phải duy trì kết nối trong thời gian tối thiểu.
- Thiết lập chu kỳ quét lịch, cho phép nhận các lịch được lập sẵn hoặc các lệnh tức thì.
46
Hình 15: Giao diện cấu hình hệ thống ESMR Server (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
5.2. Hệ thống giám sát và khai thác số liệu công tơ đo đếm
Hệ thống giám sát và khai thác số liệu công tơ đo đếm được xây dựng thành 2 phiên bản:
- Phiên bản ứng dụng desktop (gọi là ES Metering): Chuyên dùng cho người quản lý hệ thống, có các chức năng có thể theo dõi được toàn bộ trạng thái và số liệu của tất cả các điểm đo đếm trên hệ thống.
47
- Phiên bản trên website (gọi là Web khai thác số liệu): Được dùng cho mọi đối tượng (Công ty điện lực, các điện lực trực thuộc, khách hàng sử dụng điện…), có các chức năng theo dõi trạng thái và số liệu của các điểm đo do đối tượng đó quản lý.
5.2.1. Màn hình đăng nhập
Hệ thống cung cấp 3 mức mật khẩu tương ứng với 3 mức tài khoản (admin, user, client). Trên ES Metering chỉ dùng cho tài khoản admin và user. Admin quản trị toàn bộ hệ thống. User sẽ hạn chế chức năng, chỉ quản lý các điểm đo được phân cho user đó. Còn trên Web khai thác số liệu, cung cấp các chức năng cho cả 3 loại tài khoản trên.
- Trên ES Metering
Hình 16: Giao diện đăng nhập ES Metering
48
Hình 17: Giao diện đăng nhập Web khai thác số liệu
5.2.2. Màn hình quản lý các kết nối với IP Modem
Hiển thị trạng thái kết nối của các IP modem đến máy chủ: Địa chỉ IP động, tình trạng kết nối, số lần kết nối, trạng thái đọc số liệu.
- Trên ES Metering
49
- Trên Web khai thác số liệu
Hình 19: Giao diện quản lý kết nối với IP Modem trên Web khai thác số liệu
5.2.3. Màn hình chức năng cấu hình hệ thống
Cấu hình thông tin: Điện lực, trạm, khách hàng, hợp đồng, điểm đo, công tơ, kênh truyền thông, cấu hình kênh truyền thông - công tơ. Các thông tin này phục vụ việc lập danh sách công tơ cần đọc cho Hệ thống thu thập số liệu công tơ đo đếm
50
Hình 20: Giao diện chức năng cấu hình hệ thống trên ES Metering
- Trên Web khai thác số liệu:
51
5.2.4. Màn hình chức năng biểu đồ sản lượng tiêu thụ điện trong ngày