<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>

<b>XÂY DỰNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT </b>

<b>LƯỚI ĐIỆN TRỰC QUAN HIỆU QUẢ </b>

<b>Nguyễn Hữu Quỳnh1_{, Nguy}_ễ_{n Quang Lâm}2_{, Ph}_ươ_{ng V}_ă_{n C}_ả_nh1 </b>

<i>1_Tr_ườ_ng_Đạ_{i h}_ọ_c_Đ_i_ệ_{n l}_ự_c</i>
<i>2 _{Công ty}_Đ_i_ệ_{n l}_ự_{c Phú Th}_ọ_{, T}_ổ_{ng công ty}_Đ_i_ệ_{n l}_ự_{c mi}_ề_{n B}_ắ_c</i>

<b>Tóm tắt:</b> Trong bài báo này, chúng tơi trình bày kết quả của việc nghiên cứu, xây dựng
hệ thống giám sát lưới điện trực quan với hai pha: thu thập thông số trực tuyến và
giám sát lưới điện trực quan. Hệ thống cho phép kết nối đến các thiết bị đo đếm
thông minh trên lưới điện, thu thập thơng số, phân tích, giám sát, cảnh báo hoạt động
lưới điện một cách trực quan. Kết quả triển khai áp dụng tại Công ty Điện lực Phú Thọ
đã chỉ ra tính ổn định và hiệu quả của hệ thống.

<b>Từ khóa</b>: <i>Lưới điện, thơng sốđiểm đo, thông số recloser, giám sát thông số lưới điện, </i>
<i>cảnh báo thông số lưới điện. </i>

<b>1. GIỚI THIỆU </b>

Phạm vi quản lý lưới điện của Tập đoàn Điện lực Việt Nam trải dài từ Bắc vào
Nam. Chưa kể đến tính chất phức tạp của lưới điện Việt Nam, với phạm vi như vậy, nếu
không sử dụng phương pháp quản lý hiệu quả sẽ không đáp ứng được đòi hỏi đặt ra của
thực tế. Với những tiến bộ vượt bậc của công nghệ [1,2] đặc biệt công nghệ thông tin
(CNTT), việc ứng dụng CNTT vào quá trình giám sát lưới điện là một việc làm có ý
nghĩa vơ cùng quan trọng trong sự phát triển của ngành điện.

Lưới điện thông minh mang lại cho cả các công ty điện lực và người tiêu dùng
những lợi ích rất to lớn. Sự phát triển của lưới điện thơng minh nhìn chung là tương đối
khác nhau đối với từng khu vực và từng nước. Trong khi các nước phát triển quan tâm
đến việc nâng cao hiệu suất của lưới phân phối, giảm khí thải gây hiệu ứng nhà kính,

tích hợp nguồn phát điện từ các nguồn năng lượng tái tạo và nâng cao dịch vụ khách
hàng thì các nước đang phát triển lại tập trung chủ yếu vào việc quản lý sản lượng điện
trong thời gian cao điểm một cách có hiệu quả, giảm tổn thất điện năng và nợ xấu. Tùy
vào mục đích của mình, mỗi nước sẽ có cách tiếp cận và lựa chọn giải pháp cơng nghệ
khác nhau. Mặt khác, bản thân lưới điện thông minh vẫn đang tiếp tục được nghiên cứu,
phát triển, nhiều công nghệ được cho là của lưới điện thông minh vẫn chưa được đưa
vào ứng dụng thực tế. Nhìn chung thì lưới điện thơng minh gồm tập hợp các nhóm giải
pháp cơng nghệ bao trùm tồn bộ lưới, từ sản xuất, truyền tải đến phân phối và tiêu thụ.

</div>
<span class='text_page_counter'>(2)</span><div class='page_container' data-page=2>

Có nhiều hệ thống giám sát của các công ty, các tổ chức, các cá nhân đã được phát triển
và áp dụng vào các đơn vị trong ngành điện như: H<i>ệ thống đọc và truyền dữ liệu từ xa </i>
<i>công tơđiện tử 3 pha – MRIS, Hệ thống giám sát quản lý vận hành lưới điện cao thế</i>
<i>OCC</i><i>HGC, Hệ thống thu thập số liệu từ xa công tơ tại EVNCPC (MDMS </i><i>Meter Data </i>
<i>Management System), Hệ thống mini SCADA/DMS trong giám sát, điều khiển lưới điện </i>
<i>– Tổng công ty Điện lực miền Nam. Các hệ thống trên đa phần </i>được phát triển nhằm
khai thác một khía cạnh quản lý trên lưới điện và có một hạn chế quan trọng là việc mở
rộng module hay kết nối giữa các phần mềm trên vơ cùng khó khăn, giá thành cao,
thường xun phải trả chi phí lớn cho việc nâng cấp phần mềm.

Để khắc phục các hạn chế ở trên, chúng tôi nghiên cứu xây dựng “Hệ thống giám
sát lưới điện trực quan”, cho phép thể hiện lưới điện trực quan (lưới điện trên hệ thống
giống như lưới thực tế), thu thập thông số lưới điện, giám sát thông số lưới điện trực
quan trên bản đồ, đồ thị, cảnh báo trạng thái bất thường của lưới điện.

Bài báo này được chia thành bốn phần. Phần thứ nhất, giới thiệu sự cần thiết áp
dụng giải pháp công nghệ tích hợp trong thu thập, giám sát lưới điện và một số hệ thống
đã được áp dụng tại các đơn vị trong EVN. Phần thứ hai đưa ra mô hình và các yêu cầu
của hệ thống. Phần thứ ba trình bày hệ thống giám sát lưới điện trực quan. Cuối cùng,
kết luận và hướng nghiên cứu tương lai được đưa ra.

<b>2. MƠ HÌNH VÀ CÁC U CẦU CỦA HỆ THỐNG </b>

<b>2.1. Mơ hình thu thập thơng số vận hành lưới điện </b>

</div>
<span class='text_page_counter'>(3)</span><div class='page_container' data-page=3>

Trong hệ thống hiện nay, các thơng số lưới điện như dịng điện, điện áp, tần số,
góc lệch pha, cơng suất, Cosφ được đo đếm liên tục theo thời gian thực (hoặc khoảng
thời gian do người vận hành thiết lập) thông qua các thiết bị công tơ điện tử, các
Recloser, Rơle số, RTU,… thông qua các thiết bị moderm cho phép gửi tín hiệu về máy
chủ thơng qua mạng Internet. Các tín hiệu này được bảo mật và làm mịn nhằm đáp ứng
tốt nhất độ tin cậy dữ liệu khi truyền về máy chủ.

Hệ thống được thiết kế cho các loại thiết bị đo xa khác nhau. Trong triển khai hiện
nay, có hai loại thiết bị đang được sử dụng: Loại thiết bị thứ nhất do Trường Đại học
Điện lực nghiên cứu chế tạo gồm các thiết bị công tơ điện tử 1 pha, 3 pha và modem
tích hợp với Recloser để chuyển các thông số về trung tâm. Loại thiết bị thứ hai đang
được lắp trên lưới của các công ty điện lực gồm các công tơ điện tử của các hãng như
A1700 (ELSTER/ABBUK), ZMD (Landis+Gyr Thụy sỹ), Nexus 1262 (EIG

USA), MK6 (EDMI Singapore). Trong đó loại A1700 chiếm tỷ lệ khoảng 80% (lý
do sử dụng A1700 là EVN phụ thuộc vào phần mềm đọc công tơ từ xa DataLink và
PMU do ABB phát triển). Các thiết bị đo đếm, thu thập thông số này giúp gửi số liệu về
lưu trữ tại máy chủ theo thời gian thực: chu kỳ 5 giây với thiết bị công tơ điện tử do
Trường Đại học Điện lực chế tạo và với các Recloser; chu kỳ 10 phút với thiết bị công
tơ điện tử do công ty điện lực lắp đặt.

<b>2.2. Giám sát, cảnh báo thông số vận hành lưới điện </b>

Việc theo dõi các thông số lưới điện theo thời gian thực là thu thập, phân tích,
đánh giá số liệu từ thiết bị điện tử thông minh, đưa ra các cảnh báo bất thường trong quá
trình vận hành lưới điện (các trường hợp vượt ngưỡng cho phép do công ty điện lực quy

định), trên cơ sở đó đưa ra các giải pháp cụ thể trong thời gian ngắn nhất nhằm giảm tổn
thất điện năng và nâng cao độ tin cậy lưới điện.

Các thông số lưới điện được theo dõi liên tục, có phương thức thể hiện phù hợp
(biểu đồ thời gian thực, bảng chi tiết thông số lưới); cho phép lưu trữ, thống kê các
trạng thái bất thường hay theo dõi quá trình vận hành trong thời gian dài.

Các thông số giám sát gắn với đối tượng thực tế đã được quản lý, giúp phân tích,
đánh giá và đưa giải pháp phù hợp, nhanh chóng mà khơng cần phải có mặt tại hiện trường.

<b>2.3. Yêu cầu của giám sát lưới điện trực quan trên hệ thống </b>

Trên cơ sở khảo sát và phân tích về hoạt động quản lý vận hành lưới điện, chúng
tôi đưa ra các yêu cầu:

</div>
<span class='text_page_counter'>(4)</span><div class='page_container' data-page=4>

 Các thông số thu thập phải đảm bảo tính tin cậy trong thu thập.

 Cho phép giám sát thông số lưới điện thời gian thực (5 giây hoặc 10 phút) một
cách trực quan (trên lưới điện hoặc bằng đồ thị).

 Cảnh báo đối với các trạng thái bất thường của lưới điện bằng hình ảnh, âm
thanh. Cho phép thiết lập ngưỡng cảnh báo phù hợp với từng điều kiện, từng đối tượng.

 Cho phép lưu trữ lịch sử giám sát và lịch sử cảnh báo của các đối tượng lưới
điện để điều tra phân tích sự cố.

 Lược bỏ các thao tác thủ công tốn nhiều thời gian, công sức và buồn tẻ. Dễ
nhập liệu, nhập liệu khắp nơi, nhập liệu trực quan.

 Không sử dụng các hạ tầng công nghệ thông tin tốn kém.

 Có thể giám sát, cảnh báo thông số vận hành lưới điện khắp nơi thông qua thiết
bị di động thông minh.

Dựa trên những yêu cầu trên chúng tôi xây dựng các module tương ứng với tính
năng của phần mềm: nhập lưới trực quan, đồng bộ 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 các module trên thực hiện các chức năng:

 <i>Nhóm thu thập, đồng bộ dữ liệu từ các hệ thống liên quan:</i>Đồng bộ dữ liệu từ
hệ thống quản lý vận hành lưới điện trực quan, các hệ thống khác trong ngành điện như
CMIS, OMS,…; thu thập số liệu tổn thất từ các thiết bị điện thông minh.

 <i>Nhóm giám sát thơng số lưới điện trực quan:</i> xem chi tiết thông số các thiết bị
đo đếm trên lưới trực quan trên bản đồ lưới điện hay biểu đồ số liệu, bảng biểu theo thời
gian thực (5 giây hoặc 10 phút). Lưu trữ lịch sử giám sát thơng số lưới điện.

 <i>Nhóm cảnh báo thông số lưới điện trực quan: Thiết lập ngưỡng cảnh báo đối </i>
với các thông số lưới điện, có tín hiệu cảnh báo (hình ảnh, âm thanh) đối với các trạng
thái bất thường của thiết bị trên lưới điện. Lưu trữ lịch sử cảnh báo thông số lưới điện.

 <i>Nhóm các chức năng khác [5,6]:</i> nhóm các chức năng quản trị hệ thống, kết
xuất thông số vận hành, cảnh báo vận hành; báo cáo thống kê theo yêu cầu của điện lực.

 <i>Hạ tầng cho hệ thống: Về mặt phần cứng: cần một máy chủ Internet có cấu </i>
hình như sau: Chip: Intel® Xeon E52620 2.0GHz 15MB Cache; HDD: 500 Gb Sata;
Ram: 8 Gb; Băng thông: 1000 GB/tháng.

</div>
<span class='text_page_counter'>(5)</span><div class='page_container' data-page=5>

<b>2.3. Mơ hình tổng qt của hệ thống </b>

Mơ hình hệ thống giám sát lưới điện trực quan được khái quát hóa và thể hiện
như sau:

<b>Hình 2: Mơ hình tổng qt của hệ thống. </b>

</div>
<span class='text_page_counter'>(6)</span><div class='page_container' data-page=6>

<b>3. HỆ THỐNG GIÁM SÁT LƯỚI ĐIỆN TRỰC QUAN </b>

Hệ thống giám sát lưới điện trực quan đã xây dựng thành công và đã được thử
nghiệm và triển khai tại Công ty Điện lực Phú Thọ, Tổng công ty Điện lực miền Bắc.
Các cấp quản lý có thể giám sát/vận hành lưới điện trên hệ thống như là đang trên
hiện trường.

<b>Hình 3: Nhập lưới trực quan. </b>

</div>
<span class='text_page_counter'>(7)</span><div class='page_container' data-page=7>

Hình 3 là giao diện lưới điện trực quan được đồng bộ từ hệ thống quản lý vận
hành lưới điện trực quan.

Với lưới điện trực quan được xây dựng, người dùng có thể theo dõi, quản lý và
giám sát thơng số lưới điện trực quan theo vị trí trong giao diện của Hình 4. Tất cả các
thơng tin của các đối tượng thực tế đều được thấy trên giao diện với các thông tin hiện
trường, vị trí và thơng số trực tuyến.

Hình 5 cung cấp lịch sử giám sát thông số của các thiết bị lưới điện. Lịch sử thông
số cho phép kết xuất ra file Excel phụ vụ cơng tác phân tích số liệu sau này.

<i><b>a) B</b><b>ả</b><b>ng l</b><b>ị</b><b>ch s</b><b>ử</b><b> thông s</b><b>ố</b><b> tr</b><b>ự</b><b>c quan </b><b>đố</b><b>i t</b><b>ượ</b><b>ng l</b><b>ướ</b><b>i </b><b>đ</b><b>i</b><b>ệ</b><b>n trên giao di</b><b>ệ</b><b>n Web </b></i>

</div>

<!--links-->