XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN NHIỆT CHU TRÌNH, CHỌN MÁY NÉN VÀ THIẾT BỊ PHỤ CỦA HỆ THỐNG LẠNH 1 CẤP

Tuyển tập Báo cáo “Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học” lần thứ 6 Đại học Đà Nẵng - 2008

117
NGHIÊN CỨU QUẢN LÝ MẠNG LƯỚI ĐIỆN TRUNG THẾ
TP.ĐÀ NẴNG BẰNG GIS
STUDYING THE MANAGEMENT OF THE MEDIUM VOLTAGE NETWORK IN
DANANG CITY BY GIS

SVTH:DƢƠNG MINH QUÂN
Lớp 03DHT - Trường Đại học Bách Khoa
PHẠM NGỌC THƢ
Lớp 03D1A - Trường Đại học Bách Khoa
GVHD: TS.TRẦN VINH TỊNH
Khoa Điện - Trường Đại học Bách Khoa
TÓM TẮT:
Bi bo d ựa trên hiện trạng v nhu cầu ứng dụng GIS phục vụ công tc quản lý vận hnh
mạng lưới điện tại điện lực Đ Nẵng đ đưa ra phương n nghiên cứu phù hợp.Nội dung bi
báo tập trung nghiên cứu thiết kế mô hình GIS 6 thnh phần, sau đó c i đặt mô hình dữ liệu
GIS, cuối cùng l thiết kế v ci đặt chương trình khai thc dữ liệu với chức năng: hin thị, cập
nhật, truy vấn nhằm phục vụ cho công tác quản lý vận hnh mạng lưới điện trung thế Tp.Đ
Nẵng.
ABSTRACT:
The article is based on the status and demand of GIS application serving the management and
operation of power system at DaNang power company for the purpose of an appropriate
research. The article’s content aims at studying the design of six component GIS modal, then
resetting GIS data modal and lastly designing and setting the data development program with
displaying, updating, inquiry functions in order to manage and operate the medium voltage
network in DaNang city.
1. Mở đầu
Hệ thống thông tin địa lý (GIS-Geographical Information System) là một trong những công
nghệ mới, hiện đại đƣợc ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành, nhiều lĩnh vực ở khắp nơi trên

thế giới nhằm hiện đại hóa công tác quản lý, xử lý, phân tích, quy hoạch và tăng cƣờng năng
lực công tác cho bộ máy hành chính. Đối với ngành điện, hiện nay dữ liệu đang bị phát tán và
hầu hết đều quản lý trên giấy tờ, chƣa có một công cụ hữu hiệu phục vụ cho công tác quản lý
vận hành, ra quyết định,...Vì vậy, hệ thống thông tin lƣới điện khi đƣợc xây dựng hoàn chỉnh
sẽ cung cấp đầy đủ các thông tin về tất cả các thiết bị trong hệ thống, hỗ trợ cho công tác quản
lý kỹ thuật, quản lý vận hành, nhanh chóng phục vụ ra quyết định,.... Trong tƣơng lai, Tp.Đà
Nẵng sẽ xây dựng xong hệ thống thông tin địa lý của thành phố - DANAGIS. Khi đó, các
ngành Địa chính - Nhà đất, Giao thông, Bƣu điện, Điện lực, Thoát nƣớc, Cấp nƣớc, ..sẽ cùng
kết nối vào hệ thống này để khai thác nguồn tài nguyên dữ liệu phong phú của toàn thành phố,
hỗ trợ cho công tác thiết kế, quản lý kỹ thuật, quản lý kinh doanh, lập kế hoạch quản lý kinh
doanh,..
2. Nội dung
2.1. Tổng quan
Dƣ̣ a trên cá c chƣ́ c năng củ a GIS là thu thậ p dƣ̃ liệ u , lƣu trƣ̃ , phân tí ch và hiể n thị , nhƣ̃ ng
nghiên cƣ́ u trong và ngoà i nƣớ c đƣợ c ƣ́ ng dụ ng trong thƣ̣ c tế đã đạ t đƣợ c mộ t số thà nh tƣ̣ u
đá ng kể trong nghà nh điệ n, cụ thể:
- Năm 1993, điện lực Liban (Electricité Du Liban - EDL) xây dựng bản đồ động, phục vụ
trong công tác quản lý của điện lực bằng công nghệ GIS. Dự án này có tên là GISEL (GIS
Tuyển tập Báo cáo “Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học” lần thứ 6 Đại học Đà Nẵng - 2008


118
at Electricity of Lebanon) có thời gian thực hiện trong 4 năm. Sau khi hoàn thành, GISEL
cung cấp dịch vụ cho hơn 800.000 khách hàng trong phạm vi phục vụ 10.000 km
2
.
- Công ty Điện lực Bangkok, Thailand thực hiện dự án triển khai ứng dụng GIS trong hệ
thống truyền tải điện. Dự án thực hiện từ năm 1996 đến năm 2002, đƣợc phân ra thành ba
giai đoạn. Tổng cộng có 15 chi nhánh điện lực đƣợc ứng dụng và phạm vị quản lý
2639.91km

2
.
- Dự án ứng dụng GIS giám sát sự cố phục vụ cho 7 Công ty Điện lực của bang New
York và Bộ Công Ích (Departement of Public Service - DPS), Hoa Kỳ. Dự án thực hiện từ
năm 1999 đến năm 2001. Dự án này xây dựng hệ thống GIS giám sát sự cố bao gồm: nhận
thông tin, xử lý, phân tích và thông báo cho các đơn vị liên quan để giải quyết sự cố trong
thời gian sớm nhất, nhanh nhất.
- Năm 2000, Công ty Điện lực thành phố Hồ Chí Minh đã triển khai nghiên cứu đề tài
“Mô phỏng và suy diễn trên máy tính các phƣơng pháp vận hành lƣới điện phân phối”.
Với nội dung đề tài cũng đã đề cập đến GIS, cụ thể là đề tài xây dựng chƣơng trình “Hot
Systems” trên nền của MapInfo phục vụ trong công tác vận hành và phân phối điện.
- Năm 2003, Điệ n lƣ̣ c Thủ Đƣ́ c nghiên cƣ́ u và ƣ́ ng dụ ng GIS phụ c vụ công tá c quả n lý
tổ n thấ t điệ n năng thông qua việ c quả n lý sơ đồ lƣớ i điệ n và thông tin khá ch hà ng trên
phầ n mề m Mapinfo. Kế t quả là năm 2003 tổ n thấ t là 5% thì đến năm 2006 đã giả m xuố ng
cn 4,19%.
R ràng hệ thống thông tin địa lý (GIS) đang đƣợ c ƣ́ ng dụ ng r ộng rãi và đem lại hiệu quả r
rệ t. Tuy nhiên ở nƣớ c ta hầ u hế t cá c nghiên cƣ́ u và ƣ́ ng dụ ng mớ i chỉ đƣợ c triể n khai trên phầ n
mề m Mapinfo, đây là phầ n mề m khá phổ biế n ở nƣớ c ta , dễ sƣ̉ dụ ng có nhiề u tí nh năng mạ nh
nhƣng lại mang tính cá nhân. Để khắ c phụ c nhƣợ c điể m trên, bài báo nghiên cứu sử dụng phần
mề m ArcGIS 9 đây là công cụ mớ i , linh hoạ t và mạ nh nhấ t cho GIS đi theo nó là “Oracle 9” ,
đây là hệ quả n trị cơ sở dƣ̃ liệ u lớ n nhiề u ngƣ ời dùng phù hợp với đại đa số các cơ quan quản
lý hiện nay, tuy nhiên tuỳ theo mục đích ta cũ ng có thể lƣ̣ a chọ n hệ quả n trị dƣ̃ liệ u Microsoft
Access, đây là hệ quản trị dữ liệu cá nhân mạnh nhất. Mặt khác Microsoft Access có ngay
trong bộ Microsoft Office, sử dụng thành thạo Access sẽ nhanh chóng làm quen với các hệ
quản trị dữ liệu khác. Ngoài ra, ngôn ngữ lập trình đi kèm với ArcGIS 9 là VBA rất gần gũi
với mọi ngƣời, tạo điều kiện cho ngƣời lập trình dễ dàng xây dựng các công cụ phục vụ
chuyên môn hiệu quả hơn so với ngôn ngữ MapBasic của Mapinfo cn tƣơng đối mới đối với
chúng ta.
2.2. Những nghiên cứu lý thuyết
2.2.1. Mô hình hệ thống thông tin địa lý:

Trong tiến trình xây dựng cơ sở hạ tầng thông tin địa lý, nhiều mô hình hệ thống đã đƣợc áp
dụng: Mô hình 3 thành phần (phần cứng, phần mềm, con ngƣời), mô hình 4 thành phần (kỹ
thuật, thông tin, tổ chức và con ngƣời), mô hình 5 thành phần (phần cứng, phần mềm, con
ngƣời, dữ liệu và quy trình), mô hình 6 thành phần (phần cứng , phần mềm, tổ chức, quy trình,
dữ liệu, con ngƣời). (hình 2.2.1)
2.2.2. Mô hình Geodatabase:
Geodatabase là mô hình dữ liệu hƣớng đối tƣợng hỗ trợ trong việc thiết kế lƣu trữ dữ liệu GIS
thống nhất trong một hệ quản trị cơ sở dữ liệu. Nó chứa đựng dữ liệu vector, raster, thuộc tính,
và các đối tƣợng GIS khác. Geodatabase có thể đƣợc ứng dụng với các mô hình ứng dụng
khác nhau tùy theo kích thƣớc dữ liệu và số lƣợng ngƣời dùng. Mô hình Geodatabase là mô
hình dữ liệu hƣớng đối tƣợng. Trong mô hình này, các thực thể đƣợc mô tả nhƣ các đối tƣợng
với các thuộc tính, hành động, và các quan hệ.

Tuyển tập Báo cáo “Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học” lần thứ 6 Đại học Đà Nẵng - 2008

119


Hình 2.2.1: Các thành phần của hệ thống thông tin địa lý

2.2.3. Một số ứng dụng của đồ thị trong bài toán vận hành lưới điện:
Trên cơ sở biểu diễn mạng lƣới điện dƣới dạng đồ thị, nhiều thuật toán của lý thuyết đồ thị có
thể đƣợc ứng dụng trong các bài toán vận hành lƣới điện. Bài toán xác định tất cả các đầu cuối
tiêu thụ từ một nguồn cung cấp cho trƣớc là một bài toán tìm đƣờng đi đến tất cả các đỉnh của
đồ thị xuất phát từ một điểm cho trƣớc. Điểm cho trƣớc đó chính là nguồn cung cấp và đƣờng
đi đến tất cả các đỉnh của đồ thị chính là chiều của dng điện đi đến các đầu cuối tiêu thụ. Để
giải quyết bài toán này thì có thể áp dụng giải thuật Dijsktra, Floyd, Bellman,… tìm đƣờng đi
ngắn nhất từ đỉnh ban đầu (source) đến tất cả các đỉnh cn lại với giả thiết các cạnh đều có
trọng số bằng đơn vị, hoặc một số giải thuật khác. Bài toán này đƣợc xem là bài toán xuôi
chiều (downstream).

Ngƣợc với bài toán trên là bài toán tìm nguồn cung cấp khi biết nơi tiêu thụ hay cn gọi là bài
toán tìm ngƣợc dng (upstream). Để giải quyết bài toán này thì có thể dùng phƣơng pháp đổi
hƣớng tất cả các cạnh trong đồ thị và áp dụng lại giải thuật trong bài toán xuôi chiều. Do đặc
trƣng của đồ thị trong mạng điện là đầu cuối tiêu thụ chỉ đƣợc cung cấp bởi một nguồn, cho
nên khi đổi tất cả các cạnh của đồ thị thì nguồn cung cấp thành nơi tiêu thụ và nơi tiêu thụ trở
thành nguồn cung cấp. Đặc điểm của đồ thị này là chỉ có duy nhất một đỉnh là nơi đầu cuối
tiêu thụ và tất cả các đỉnh cn lại là nguồn cung cấp và nhƣ vậy bài toán ngƣợc dng đã đƣợc
giải quyết.
2.2.4. Cơ sở xây dựng chương trình Demo
Ở nội dung này, nhóm nghiên cứu xin đƣợc trình bày cơ sở lý thuyết để xây dựng công cụ
xem thông tin trong số công cụ mà nhóm đã xây dựng trong chƣơng trình Demo.
- Yêu cầu: xem thông tin trạm ngắt, đƣờng dây trung thế, thiết bị đóng cắt, trạm biến thế
trên xuất tuyến 474 E9.
- Phân tích: trƣớc hết, ngƣời dùng chọn vào “Công cụ xem, sửa thông tin của các đối
tƣợng trong mạng lƣới điện”; rồi xác định một đối tƣợng cụ thể cần xem thông tin trên bản
đồ (bằng cách click giữ chuột, kéo rê cho bao quanh đối tƣợng và sau đó thả ra). Lúc này
những thông tin liên quan đến đối tƣợng (mà ngƣời dùng vừa chọn) sẽ hiện lên trên màn
hình thông qua hộp thoại thông báo (tƣơng ứng với từng loại đối tƣợng đó). Ngƣợc lại, nếu
không tìm thấy đối tƣợng nào trong phạm vi đƣợc chọn thì chƣơng trình sẽ xuất ra thông
PHẦN CỨNG PHẦN MỀM
CON NGƯỜI
QUY TRÌNH

DỮ LIỆU


TỔ CHỨC

Tuyển tập Báo cáo “Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học” lần thứ 6 Đại học Đà Nẵng - 2008


120
báo yêu cầu ngƣời dùng nên xác định một đối tƣợng cụ thể mà họ cần xem thông tin.Chức
năng này sẽ kết thúc sau khi ngƣời dùng chọn sang một chức năng khác trên thanh công cụ
hay là sau khi hộp thoại thể hiện thông tin về đối tƣợng đƣợc đóng lại (nghĩa là sau sau khi
ngƣời dùng xác định đối tƣợng; sau một thời gian chƣơng trình tiến hành truy vấn, tìm kiếm
đối tƣợng thành công và hiển thị các thông tin có liên quan đến đối tƣợng đó lên màn hình).
- Lƣu đồ giải thuật:

Hình 2.2.4: Lưu đồ giải thuật
3. Đánh giá kết quả
Qua quá trình nghiên cứu, bài báo xin đƣa ra một số kết quả nhƣ sau:
- Tập báo cáo đƣa ra một số cơ sở lý thuyết cho việc xây dựng một hệ thống GIS phục
vụ công tác quản lý mạng lƣới điện trung thế Tp. Đà Nẵng .
- Đề xuất mô hình hệ thống thông tin địa lý 6 thành phần phục vụ quản lý mạng điện
trung thế Tp.Đà Nẵng.
- Mô hình dữ liệu mạng điện.
- Chƣơng trình Demo đƣợc xây dựng bằng ngôn ngữ VBA trên giao diện Arcmap của
Arcinfo 9.
Nhìn chung đề tài ứng dụng GIS vào việc quản lý mạng lƣới điện trung thế dựa trên kết quả
nghiên cứu đầy đủ về cơ sở lý thuyết khoa học GIS, mô hình cơ sở dữ liệu địa lý Geodatabase
và lý thuyết về đồ thị toán học,…Cho nên, kết quả nghiên cứu của đề tài có đầy đủ cơ sở khoa
học và lập luận hợp lý, xác thực để triển khai ứng dụng. Ngoài nghiên cứu lý thuyết, nhóm

nghiên cứu xây dựng mô hình ứng dụng trên xuất tuyến 474E9 trên địa bàn Quận Liên Chiểu,
TP.Đà Nẵng do chi nhánh điện khu vực II quản lý. Kết quả cho phép xác định tính đúng đắn
của quá trình nghiên cứu lý thuyết phù hợp với mục tiêu đặt ra của đề tài. Ngoài kết quả đạt
đƣợc nghiên cứu lý thuyết, đề tài cn nghiên cứu mô hình thông tin địa lý phù hợp với Điện
lực TP.Đà Nẵng: mô hình 6 thành phần, các thuật giải phục vụ trong công tác quản lý và vận
Tuyển tập Báo cáo “Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học” lần thứ 6 Đại học Đà Nẵng - 2008

121
hành mạng lƣới điện trung thế. Đây cũng là kết quả hết sức quan trọng có ý nghĩa thiết thực
trong việc triển khai ứng dụng của đề tài.

Hình 3.1: Giao diện chính của chương trình
4. Kết luận
Về ý nghĩa khoa hoc, hệ thống thông tin địa lý phục vụ quản lý mạng lƣới điện trung thế xây
dựng theo mô hình 6 thành phần, đây là mô hình phù hợp với quy mô và hƣớng phát triển của
Điện lực Đà Nẵng. Đề tài góp phần vào việc chuẩn hoá về dữ liệu GIS về mạng điện, cung cấp
một số giải thuật phân tích GIS ứng dụng vào trong các quy trình vận hành và quản lý mạng
lƣới điện trung thế.
Về ý nghĩa xã hội, đề tài xây dựng một cơ sở dữ liệu GIS nhằm bảo dƣỡng tài liệu, bản
đồ, sơ đồ,…của Công ty Điện lực Đà Nẵng, kết hợp với một số công cụ cập nhật sẽ làm tăng
giá trị dữ liệu.Với tình hình phát triển hiện nay của cả nƣớc nói chung và thành phố Đà Nẵng
nói riêng, nguồn năng lƣợng là vấn đề có ảnh hƣởng rất lớn đến chiến lƣợc phát triển kinh tế -
xã hội. Quản lý nguồn điện sử dụng tối ƣu là bài toán khó giải quyết, đề tài đã cung cấp một
hƣớng giải quyết cho bài toán này.Việc triển khai ứng dụng đề tài vào trong thực tiễn vào
trong ngành điện sẽ hỗ trợ tích cực vào trong một số quy trình tác nghiệp sẽ nâng cao năng
suất công việc, giảm giá thành quản lý, vận hành mạng điện, nâng cao trình độ hiểu biết cho
nhân viên ngành điện trong việc tiếp cận với công nghệ mới – công nghệ GIS. Dựa trên nền
tảng kiến thức và dữ liệu hiện có của đề tài tạo điều kiện thuận lợi cho việc phát triển hệ thống
SCADA phục vụ cho việc quản lý hệ thống điện tốt hơn, và mở rộng sang lƣới hạ thế khá
phức tạp .

TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Trần Vĩnh Phƣớc (2003), GIS đại cương, Đại học Quốc gia Tp.hồ Chí Minh.
[2] TS.Phạm Hữu Đức (2006), Cơ sở dữ liệu và hệ thống thông tin địa lý GIS, Nxb Xây
dựng.
[3] Andrew Macdonald (2001), Buiding a Geodatabase, ESRI.
[4] Michael Minami (2001), using_ArcMap, ESRI.
[5] Robert Burke (2001), Getting to know ArcObjects (Programming ArcGIS with VBA),
ESRI.
[6] Aleta Vienneau (2001),Using_ArcCatalog, ESRI .