Báo cáo Hệ thống Thông tin điện lực Phương pháp đánh giá độ tin cậy bằng phương pháp CHH hệ thống thông tin quang

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

MÔN: HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐIỆN LỰC
ĐỀ TÀI: PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY BẰNG PHƯƠNG
PHÁP CHH CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANNG

Giảng viên hướng dẫn: NGÔ NGỌC THÀNH
Sinh viên thực hiện:

PHÍ ANH TUẤN
TRẦN ANH VŨ

Lớp:

D11 CNPM

Chuyên ngành:

CÔNG NGHỆ PHẦN MỀM

Hà Nội, ngày 12 tháng 12 năm 2018


PHIẾU CHẤM ĐIỂM

Sinh viên thực hiện:

Họ và tên
Trần Anh Vũ

Phí Anh Tuấn

Chữ ký

Ghi chú


MỤC LỤC
CHƯƠNG I: CÔNG NGHỆ TRUYỀN DẪN QUANG TRONG HTTTDL VIỆT
NAM..........................................................................................................................1
1. Các khái niệm cơ bản.....................................................................................1
-

Thông tin quang:.........................................................................................1

-

Các ưu, nhược điểm của sợi quang:..........................................................1

-

Cáp sợ quang:..............................................................................................2

2. Tổng quan về hệ thống thông tin quang...................................................3
-

Cấu hình của hệ thống thông tin quang:......................................................3

-

Cấu trúc logic cơ bản của một kênh thông quang trong HTTTDL...........5

CHƯƠNG II: ĐỘ TIN CẬY HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG....................6
2.1

Phân tích kênh thông tin Quang theo góc độ CHH.................................6

2.2 Phân tích sự kiện đỉnh (Hỏng hóc hệ thống)................................................7
2.3

Phân tích các hỏng hóc thành phần...........................................................8

2.3.1 Sự kiện mất dữ liệu..................................................................................8
2.3.2 Sự kiện không điều khiển được.............................................................15
2.3.3 Đánh giá CHH........................................................................................16
KẾT LUẬN............................................................................................................18

LỜI MỞ ĐẦU


Bảo đảm chất lượng điện năng để cung cấp dịch vụ điện với chất lượng
ngày càng cao, liên tục, an toàn và hiệu quả luôn là mối quan tâm thường xuyên
và cấp thiết đối với ngành Điện.
Với định hướng phát triển ngành điện theo hướng đa dạng hóa sở hữu,
hình thành thị trường điện trong nước, trong đó Nhà nước giữ độc quyền ở khâu
truyền tải và chi phối trong khâu sản xuất và phân phối điện, nâng cao chất
lượng cung cấp điện là yếu tố quyết định hàng đầu đối với các Công ty Điện lực
khi tham gia vào thị trường bán buôn điện cạnh tranh.
Chất lượng cung cấp điện ngoài các yêu cầu về điện áp, tần số thì tính liên
tục cấp điện cho khách hàng cũng là một yêu cầu hết sức quan trọng.

Lưới điện phân phối là khâu cuối cùng của hệ thống điện, đưa điện năng
trực tiếp đến hộ tiêu dùng. Vì vậy tính liên tục cung cấp điện cho phụ tải có mối
quan hệ mật thiết và phụ thuộc trực tiếp vào độ tin cậy của lưới điện phân phối.
Độ tin cậy của lưới điện phân phối được đánh giá qua nhiều chỉ tiêu khác nhau,
trong đó các chỉ tiêu đánh giá độ tin cậy lưới điện phân phối theo phương pháp
cây hỏng hóc hiện nay được sử dụng phổ biến.
Do hạn chế về kinh nghiêm thực tiễn, nguồn tài liệu hạn chế và kiến thức
thực tế và thời gian nên báo cáo không thể tránh khỏi những thiếu sót mong thầy
và các bạn thông cảm bỏ qua và góp ý thêm để báo cáo được hoàn chỉnh hơn.
Trong quá trình làm đồ án, nhóm chúng em chân thành cảm ơn thầy giáo:
Ngô Ngọc Thành đã hướng dẫn tận tình để chúng em hoàn thành bài báo cáo
ngày hôm nay.


CHƯƠNG I: CÔNG NGHỆ TRUYỀN DẪN QUANG TRONG
HTTTDL VIỆT NAM

1. Các khái niệm cơ bản
- Thông tin quang:
+ Khác với thông tin hữu tuyến và vô tuyến - các loại thông tin sử
dụng các môi trường truyền dẫn tương ứng là dây dẫn và không gian thông tin quang là một hệ thống truyền tin thông qua sợi quang.
+ Điều đó có nghĩa là thông tin được chuyển thành ánh sáng và sau đó
ánh sáng được truyền qua sợi quang. Tại nơi nhận, nó lại được biến đổi
trở lại thành thông tin ban đầu.
- Các ưu, nhược điểm của sợi quang:

Đặc tính

Ưu
điểm

Cự ly tái tạo tín hiệu xa,

Độ tổn thất thấp

giảm chi phí thiết bị đường
dây dẫn

Dải thông lớn

Truyền dẫn dung lượng lớn

1

Nhược điểm


Giảm kích

Dễ lắp đặt và bảo

thước

dưỡng, giảm chi phí

đườngtruyền

lắp đặt cống

Khó đấu nối

dẫn

Phi dẫn

Nguồn - cắt

Ngăn ngừa xuyên âm,

Cần có các đường dây,

thông tin an toàn

cấp nguồn cho tiếp phát

Nguyên liệu phong phú,

Cần có các phương

chi phí sản xuất rẻ

thức chỉnh lõi mới
(cáp)
Cú thể giải quyết bằng

Đánh giá

Đường truyền dẫn tuyệt vời các tiến bộ cụng nghệ
mới

- Cáp sợ quang:

+ Sợi quang là những dây nhỏ và dẻo truyền các ánh sáng nhìn thấy
được và các tia hồng ngoại. Chúng có lõi ở giữa và có phần bao bọc
xung quanh lõi. Để ánh sáng có thể phản xạ một cách hoàn toàn trong
lõi thì chiết suất của lõi lớn hơn chiết suất của áo một chút.
+ Vỏ bọc ở phía ngoài áo bảo vệ sợi quang khỏi bị ẩm và ăn mòn, đồng
thời chống xuyên âm với các sợi đi bên cạnh và làm cho sợi quang dễ
xử lý. Để bọc ngoài ta dùng các nguyên liệu mềm và độ tổn thất năng
lượng quang lớn.

2


+ Lõi và vỏ được làm bằng thuỷ tinh hay chất dẻo (Silica), chất dẻo,
kim loại, fluor, sợi quang kết tinh).

2. Tổng quan về hệ thống thông tin quang
- Cấu hình của hệ thống thông tin quang:
+ Để thiết lập một hệ thống truyền dẫn hợp lý, việc lựa chọn môi trường
truyền dẫn, phương pháp truyền dẫn và phương pháp điều chế/ghép kênh
phải được xem xét trước tiên. Cho đến nay thì không gian được sử dụng
một cách rộng rãi cho thông tin vô tuyến, còn cáp đôi xoắn và cáp đồng
trục cho thông tin hữu tuyến. Trong phần dưới đây, chúng ta chỉ bàn đến
các phương pháp truyền dẫn hiện đang sẵn có dựa trên việc sử dụng cáp
quang. Sự điều chế sóng mang quang của hệ thống truyền dẫn quang hiện
nay được thực hiện với sự điều chế theo mật độ vì các nguyên nhân sau:

+ Sóng mang quang, nhận được từ các phần tử phát quang hiện có, không
dủ ổn định để phát thông tin sau khi có sự thay đổi về pha và độ khuyếch
đại và phần lớn không phải là các sóng mang đơn tần. Đặc biệt các đi-ốt
3

phát quang đều không phải là nhất quán và vì vậy có thể coi ánh sáng đại
loại như tiếng ồn thay vì sóng mang. Do đó, chỉ có năng lượng là cường
độ ánh sáng tức thời được sử dụng.

+ Hiện nay, các laser bán dẫn được chế tạo đã có tính nhất quán tuyệt vời
và do đó có khả năng cung cấp sóng mang quang ổn định. Tuy nhiên,
công nghệ tạo phách - một công nghệ biến đổi tần số cần thiết để điều chế
pha - còn chưa được phát triển đầy đủ.

+ Nếu một sóng mang đơn tần có tần số cao được phát đi theo cáp quang
đa mode - điều mà có thể xử lý một cách dễ dàng - thì các đặc tính truyền
dẫn thay đổi tương đối phức tạp và cáp quang bị dao động do sự giao
thoa gây ra bởi sự biến đổi mode hoặc do phản xạ trong khi truyền dẫn và
kết quả là rất khó sản xuất một hệ thống truyền dẫn ổn định. Vì vậy, trong
nhiều ứng dụng, việc sử dụng phương pháp điều chế mật độ có khả năng
sẽ được tiếp tục.

+ Đối với trường hợp đều chế quang theo mật độ (im) có rất nhiều
phương pháp để biến đổi tín hiệu quang thông qua việc điều chế và ghép
kênh các tín hiệu cần phát.

+ Phương pháp phân chia theo thời gian (TDM) được sử dụng một cách
rộng rãi khi ghép kênh các tín hiệu như số liệu, âm thanh điều chế xung
4


mã PCM (64kb/s) và số liệu video digital. Tuy nhiên, trong truyền dẫn cự
ly ngắn, của các tín hiệu video băng rộng rãi cũng có thể sử dụng phương

pháp truyền dẫn analog. Phương pháp điều chế mật độ số dim - phương
pháp truyền các kênh tín hiệu video bằng im - và phương pháp thực hiện
điều chế tần số (FM) và điều chế tần số xung (PFM) sớm để tăng cự ly
truyền dẫn có thể được sử dụng cho mục tiêu này.

- Cấu trúc logic cơ bản của một kênh thông quang trong HTTTDL
+ Các card dịch vụ như: FXS, FXO, RS232, E&M, IP Router,…

+ Các thiết bị tách/ghép kênh như: FMX2 của Hóng Siemens, Loop-AM
của hóng Loop Telecom,…
+ Các thiết bị truyền dẫn như: SDH/STM-1, SDH/STM-4, SDH/STM-16,
SMA, Modem quang.

5


Cấu trúc cơ bản của một kênh truyền dẫn Quang

CHƯƠNG II: ĐỘ TIN CẬY HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG

2.1 Phân tích kênh thông tin Quang theo góc độ CHH

6


Sơ đồ logic kênh truyền dẫn Quang
+ Work Station: Là máy tính console điều khiển của điều độ viên
+ Process Communication: Khối thiết bị xử lý thông tin
+ Application Sever: Máy chủ
+ Mux: Thiêt bị tách ghép kênh

+ Thiết bị truyền dẫn SDH/STM-1: Thực hiện nhiêm vụ biến đổi
quang/điện và điều khiển phiên truyền tin
+ RTU (Remote Teminal Unit): Khối thiết bị đầu cuối
+ Transduce: Là thiết bị chuyển đổi chuẩn hoá tín hiệu
+ Relay: Thiết bị bảo vệ
+ BU: Biến áp đo lường

7


+ BI: Biến dòng đo lường
2.2 Phân tích sự kiện đỉnh (Hỏng hóc hệ thống)

- Nhiệm vụ của kênh thông tin Quang là truyền thông tin giữa trạm gốc và
trạm đầu xa, thông tin được truyền xét về mặt chức năng được chia làm
hai loại:
+ Thông tin phục vụ giám sát, là các thông số:
 Số đo: U, I, P, Q, Cos ,…
 Tiếp điểm MC, Trạng thái CDC
+ Thông tin điều khiển MC, Nấc MBA,…
- Sự kiện đỉnh của CHH là sự kiện không mong muốn để mô tả sự kiện này
phải xác định cái gì hỏng hóc và xảy ra khi nào. Trong phạm vi kênh
thông tin liên lạc thì sự kiện đỉnh là Không nhận được thông tin hoặc
không điều khiển được. Khi sự kiện đỉnh xảy ra điều đó đồng nghĩa với
việc hệ thống bị hỏng hóc, nguyên nhân dẫn đến hỏng hóc này xuất phát
từ các hỏng hóc thành phần, sau đây ta sẽ đi vào phân tích các hỏng hóc
thành phần.
2.3 Phân tích các hỏng hóc thành phần
- Từ sự kiện đỉnh trên ta phân tích hệ thống theo phương pháp phân tích lùi

8


Sự kiện đỉnh
2.3.1 Sự kiện mất dữ liệu
- Work Station.
- Process Communication
- Application Sever
- Thiết bị truyền dẫn SDH/STM-1
- Thiết bị tách ghép kênh Mux
- RTU (Remote Teminal Unit)
- Transduce
- Từ phân tích trên, ta xây dưng được nhánh hỏng hóc như sau:

9


10


Sự kiện mất dữ liệu

11


- Sự kiện hỏng hóc Work Station
+ Hỏng hóc Primacy Work Station
+ Hỏng hóc dự phòng
Từ đó ta có nhánh hỏng hóc như sau:

Sự kiện hỏng hóc Work Station

- Sự kiện hỏng hóc Application Sever
+ Hỏng hóc Primacy AS
+ Hỏng hóc dự phòng

12


Sự kiện hỏng hóc Apllication Sever
- Sự kiện hỏng hóc mạng LAN
+ Hỏng Sever
+ Hỏng đường mạng

Sự kiện hỏng hóc mạng LAN
- Sự kiện hỏng hóc PCU
+ Hỏng hóc Primacy PCU
+ Hỏng hóc dự phòng

13


Sự kiện hỏng hóc PCU
- Sự kiện hỏng hóc nguồn một chiều
+ Hỏng hóc thiết bị tạo nguồn DC
+ Hỏng hóc dự phòng

Sự kiện hỏng hóc nguồn DC
- Sự kiện hỏng hóc cáp mềm
14

+ Hỏng hóc cáp mềm
+ Hỏng hóc đầu connector

Sự kiện hỏng hóc cáp mềm
- Sự kiện hỏng hóc MUX
+ Hỏng hóc Cars nguồn
+ Hỏng hóc Rs232 Card
+ Hỏng hóc Card Control
+ Hỏng hóc Car Mux

15


Sự kiện hỏng hóc Mux

- Sự kiện hỏng hóc Transducer
+ Hỏng hóc BU
+ Hỏng hóc BI
+ Hỏng hóc VArm
+ Hỏng hóc Vam

16


Sự kiện hỏng hóc Transducer

2.3.2 Sự kiện không điều khiển được
- Work Station

- Process Communication
- Application Sever
- Thiết bị truyền dẫn SDH/STM-1
- Thiết bị tách ghép kênh Mux
- RTU (Remote Teminal Unit)
- Rơle

17


Sự kiện không điều khiển được

2.3.3 Đánh giá CHH
* Sự kiện mất tín hiệu
X= X1+X2+X3+X4+2 *(X5 + X6+ X7+X8) +X9+X10
- Với X1, xét sự kiện hỏng hóc Work Station:
X1= X11+X12
- Với X2, xét sự kiện hỏng hóc Apllication Sever:
X2= X21*X22
- Với X3, xét sự kiện hỏng hóc mạng LAN:
18


X3= X31+X32
- Với X4, xét sự kiện hỏng hóc PCU:
X4= X41*X42
- Với X5, xét sự kiện hỏng hóc nguồn DC:
X5= X51*X52
- Với X6, xét sự kiện hỏng hóc cáp:
X6= X61+X62

- Với X7, xét sự kiện hỏng hóc SDH/STM-1, đây là sự kiện hỏng hóc cơ
sở, sự kiện hỏng hóc này không phát triển.
- Với X8, xét sự kiện hỏng hóc Mux:
X8= X81+X82+X83+X84
- Với X9, xét sự kiện hỏng hóc Transducer:
X9= X91+X92+X93+X94
- Với X10, xét sự kiện hỏng hóc RTU, đây là sự kiện hỏng hóc cơ sở, sự
kiện hỏng hóc này không phát triển.

* Sự kiện không điều khiển được
Y= Y1+Y2+Y3+Y4+2*(Y5+Y6+Y7+Y8)+Y9+Y10
- Các Yi, i= (1,8) được phân tích và tính toán như các Xi.
- Với Y9, xét sự kiện hỏng hóc mạch rơle, đây là sự kiện hỏng hóc cơ
sở, sự kiện hỏng hóc này không phát triển.
* Sự kiện đỉnh
TOP= X+Y
19


KẾT LUẬN
Đánh giá chung
Bước đầu chúng em đã biết cách tìm hiểu hệ thống thông tin điện lực
Việt Nam, các phương pháp đánh giá độ tin cậy, đặc biệt là về độ tin cậy
trong hệ thống thông tin Điện lực và đánh giá độ tin cậy hệ thống thông tin
quang bằng phương pháp Cây Hỏng Hóc.

Hạn chế
Do thời gian nghiên cứu và tìm hiểu khá ngắn, bản thân còn ít kinh
nghiệm, khả năng tìm hiểu để chắt lọc các thông tin từ tài liệu về đề tài còn
ít, nên chắc chắn không thể tránh khỏi những thiếu xót. Rất mong các quý

thầy cô và các bạn đóng góp.

Hướng phát triển
Tìm hiểu thêm các công nghệ khác trong truyền dẫn hệ thống thông
tin Điện Lực Việt Nam. Rất mong sự ủng hộ và giúp đỡ của thầy cô và các
bạn

20