Giới thiệu hệ thống thu thập dữ liệu từ xa và xây dựng các ứng dụng giúp nâng cao chất lượng quản lý vận hành lưới điện phân phối thành phố Hội An

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

HÀ THÁI VIỆT

GIỚI THIỆU HỆ THỐNG THU THẬP DỮ LIỆU TỪ XA
VÀ XÂY DỰNG CÁC ỨNG DỤNG GIÚP NÂNG CAO
CHẤT LƯỢNG QUẢN LÝ VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN
PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ HỘI AN

Chuyên ngành : Kỹ thuật điện
Mã số : 852.02.01

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SỸ
KỸ THUẬT ĐIỆN

Đà Nẵng - Năm 2019


Công trình được hoàn thành tại
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Người hướng dẫn khoa học: TS. DƯƠNG MINH QUÂN

Phản biện 1: PGS.TS. Lê Kim Hùng

Phản biện 2: TS. Vũ Phan Huấn

Luận văn được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp
thạc sĩ kỹ thuật điện họp tại Trường Đại học Bách khoa
vào ngày 09 tháng 3 năm 2019

Có thể tìm hiểu luận văn tại:
− Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng tại Trường Đại học Bách
khoa

− Thư viện Khoa Điện, Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN


3

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Hiện nay, nhu cầu sử dụng điện cho sản xuất, kinh doanh cũng
như sinh hoạt đang phát triển với tốc độ rất nhanh, kéo theo đó là sự
phát triển về quy mô của hệ thống cung cấp điện nói chung và hệ
thống đo đếm nói riêng. Do đó để quản lý, vận hành tối ưu hệ thống
đo đếm đồng thời tăng năng suất lao động, giảm nhân công của con
người, việc xây dựng một hệ thống đo đếm tự động là hết sức cần
thiết.
Nhằm mục đích nghiên cứu hệ thống đo đếm hiện tại của lưới
điện thành phố Hội An, qua đó xây dựng các ứng dụng giúp nâng cao
chất lượng quản lý vận hành lưới, đề tài luận văn này có tên là: “Giới
thiệu hệ thống thu thập dữ liệu từ xa và xây dựng các ứng dụng giúp
nâng cao chất lượng quản lý vận hành lưới điện phân phối thành phố
Hội An”.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Luận văn tập trung vào việc nghiên cứu hệ thống thu thập dữ
liệu hiện trạng của lưới điện phân phối thành phố Hội An, qua đó xây
dựng các công cụ giúp nâng cao chất lượng quản lý số liệu cũng như
chất lượng quản lý vận hành lưới điện phân phối thành phố Hội An.

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Trong phạm vi thực hiện của Luận văn, tác giả nghiên cứu về hệ
thống thu thập dữ liệu hiện trạng của thành phố Hội An gồm dữ liệu
công tơ, thông số vận hành của các trạm biến áp phụ tải.
Xây dựng một số công cụ đơn giản nhằm tối ưu hóa công tác
quản lý vận hành lưới điện trên phần mềm Microsoft Excel với dữ liệu
lấy từ hệ thống quản lý dữ liệu đo Meter Data Management System


4
(MDMS) và Rf-Spider.
4. Phương pháp nghiên cứu
Tiếp cận hệ thống thu thập dữ liệu hiện trạng tại lưới điện phân
phối thành phố Hội An.
Sử dụng phần mềm Microsoft Excel và ngôn ngữ lập trình
Visual Basics Application (VBA) với dữ liệu lấy từ hệ thống quản lý
dữ liệu đo Meter Data Management System (MDMS) và Rf-Spider để
xây dựng các ứng dụng giúp nâng cao chất lượng công tác quản lý vận
hành lưới điện.
5. Bố cục đề tài
Chương 1: Giới thiệu tổng quan về lưới điện phân phối thành
phố Hội An.
Chương 2: Giới thiệu hệ thống quản lý dữ liệu đo đếm Meter
Data Management System (MDMS):
Chương 3: Giới thiệu hệ thống thu thập dữ liệu công tơ từ xa
(Rf-Spider):
Chương 4: Xây dựng các công cụ giúp nâng cao chất lượng công
tác quản lý vận hành lưới điện.
Kết luận và kiến nghị.

5
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI
THÀNH PHỐ HỘI AN
1.1. Tổng quan về thành phố Hội An
Thành phố Hội An nằm bên bờ Bắc hạ lưu sông Thu Bồn, được
giới hạn bởi tọa độ từ 15o15’26” đến 15o55’15” vĩ độ Bắc và từ
108o17’08” đến 108o23’10” kinh độ Đông; cách quốc lộ 1A khoảng
9 km về phía Đông, cách thành phố Đà Nẵng khoảng 25 km về phía
Đông Nam, cách thành phố Tam Kỳ khoảng 50 km về phía Đông
Bắc.
1.2. Hệ thống lưới điện phân phối thành phố Hội An
1.2.1. Nguồn và lưới điện
Nguồn và lưới điện Hội An nằm trong dự án cải tạo JBIC được
hoàn thiện đầu năm 2010 với vốn đầu tư 149 tỷ đồng. Được cấp điện
từ trạm 110kV Hội An (E157) qua 7 xuất tuyến 471, 473, 475, 477,
476, 478, 480. Ngoài ra, các vùng ven thành phố Hội An được cấp điện
từ 2 xuất tuyến 472, 480 từ trạm 110kV Điện Nam Điện Ngọc.
1.2.2. Phụ tải
Tốc độ tăng trưởng sản lượng điện thương phẩm 13,7% năm.
Giá bán bình quân : 2.047 đồng /kWh (chưa VAT).
1.3. Đánh giá tình trạng vận hành hiện nay
- Một số phụ tải nằm xa trạm biến áp dẫn đến điện áp không
đảm bảo.
- Tốc độ tăng trưởng phụ tải quá nhanh dẫn đến tình trạng quá
tải đường dây và trạm biến áp.
- Một số máy biến áp vận hành non tải dẫn đến lãng phí trong
công tác đầu tư đồng thời làm tăng tỷ lệ tổn thất không tải.
- Tình trạng mất sản lượng do tác động lên hệ thống công tơ còn

6
xảy ra nhiều.
- Hệ thống tụ bù hạ áp hoạt động chưa hiệu quả dẫn đến các trạm
biến áp quá bù và thiếu bù. Gây tổn thất điện năng giảm khả năng tải
của đường dây và giảm chất lượng điện áp
1.3.1. Chi tiêu tổn thất điện năng
Năm 2016, TTĐN của Điện lực Hội An là 5,3% giảm so với
2015 là 0,5 %.
Theo lộ trình giảm TTĐN từ năm 2016, phấn đấu đến năm 2020,
TTĐN toàn lưới điện Hội An là dưới 3,71 %. Trong đó TTĐN các
TBA công cộng khu vực nông thôn là <6% và nội thành là <4%.
Nhìn chung tổn thất thực hiện có xu hướng giảm tuy nhiên vẫn
có năm thực hiện không đạt so với kế hoạch đề ra.
1.3.2. Mức độ tự động hóa lưới điện phân phối khu vực
Mức độ hiện đại hóa lưới điện thành phố Hội An chỉ ở mức trung
bình, chỉ hoàn thành cơ bản hệ thống đo đếm, phần lưới điện chỉ thực
hiện điều khiển đóng cắt từ xa các Recloser phân đoạn đường dây,.
Hiện nay tại thành phố Hội An đã triển khai hoàn thành công
nghệ đọc chỉ số công tơ điện tử từ xa RF-SPIDER sử dụng công nghệ
RF-Mesh.
- Hệ thống thu thập dữ liệu từ xa (MDMS) đã được đưa vào vận
hành trong thời gian dài, một số ứng dụng đã được xây dựng để nâng
cao chất lượng công tác quản lý vận hành.
- Hệ thống thu thập chỉ số công tơ từ xa RF-Spider mới được
đưa vào vận hành nên các ứng dụng dựa trên cơ sở dữ liệu của hệ thống
chưa được phát triển nhiều.
1.4. Kết luận

Thành phố Hội An là thành phố trọng điểm phát triển
dịch vụ du lịch, kéo theo sự phát triển của rất nhiều loại hình dịch


7

vụ khác. Chính vì thế nhu cầu phát triển phụ tải sử dụng điện của
thành phố là rất lớn, ngoài ra chất lượng cung cấp điện cũng phải
được cải thiện để đảm bảo cho hoạt động sản xuất kinh doanh
đạt hiệu quả cao nhất.
Mặc dù lưới điện phân phối của thành phố Hội An đã
được đầu tư nâng cấp rất nhiều tuy nhiên vẫn còn tồn tại nhiều
nhược điểm, đặc biệt là với tốc độ tăng trưởng phụ tải nhanh như
hiện nay. Do đó việc cải tiến công tác quản lý vận hành là hết
sức cần thiết, không những giúp nâng cao chất lượng cung cấp
điện mà còn giảm bớt sức lao động của con người.


8
CHƯƠNG 2
GIỚI THIỆU HỆ THỐNG QUẢN LÝ DỮ LIỆU ĐO ĐẾM
METER DATA MANAGEMENT SYSTEM (MDMS)
2.1. Giới thiệu chung
MDMS: Là hệ thống chương trình gồm các 3 module chính.
MDMSComms: Module thực hiện kết nối để thu thập dữ liệu
trực tiếp theo thời gian thực đến từng công tơ (Elster, LandisGyr,
EDMI,..) bằng các đường truyền khác nhau như: ADSL, cáp quang,
GSM, GPRS, EDGE, 3G Network.
MDMSAnalyze: Module thực hiện chức năng phân tích số liệu
mà module MDMSComms thu thập về để đưa vào CSDL lưu trữ.

MDMS: Module quản lý và khai thác số liệu đo đếm, bao gồm
các tính năng chính sau đây:
Xem các thông số vận hành như công suất, phản kháng, dòng,
áp, cosphi theo thời gian thực. Thông tin chỉ số chốt tháng.
Khai báo điểm đo và lập yêu cầu để lấy số liệu của điểm đo.
Kết nối với hệ thống CMIS2 để đưa chỉ số vào tính hóa đơn.
2.2. Nội dung
2.2.1. Giao diện chính
Sau khi đăng nhập thành công, sẽ vào giao diện chính chương
trình MDMS như sau:
a. Công suất theo thời gian 30’
Sau khi chọn điểm đo bên danh sách điểm đo ở cửa sổ chính của
chương trình, Click chuột phải để hiển thị menu ngữ cảnh, chọn mục
" công suất theo thời gian 30’"
b. Sản lượng theo thời gian 30’
Sau khi chọn điểm đo bên danh sách điểm đo ở cửa sổ chính của
chương trình, Click chuột phải để hiển thị menu ngữ cảnh,chọn mục


9
"sản lượng theo thời gian".
c. Số liệu, biểu đồ dòng, áp, Cosφ,…
Sau khi chọn điểm đo bên danh sách điểm đo ở cửa sổ chính của
chương trình, Click chuột phải để hiển thị menu ngữ cảnh, chọn mục
xem "số liệu- Biểu đồ dòng, Áp, Cosφ".
d. Chỉ số theo thời gian
Sau khi chọn điểm đo bên danh sách điểm đo ở cửa sổ chính của
chương trình, Click chuột phải để hiển thị menu ngữ cảnh,chọn mục
"chỉ số theo thời gian".
e. Chỉ số chốt tháng

Sau khi chọn điểm đo bên danh sách điểm đo ở cửa sổ chính của
chương trình, Click chuột phải để hiển thị menu ngữ cảnh,chọn mục
"chỉ số chốt tháng".
f. Chỉ số hóa đơn
Chỉ số hóa đơn đã ghép dữ liệu với chương trình CMIS của điểm
đo đang chọn
g. Thống kê mất điện trong tháng
Tổng hợp số lần mất điện của điểm đo trong tháng và tính trung
bình sản lượng điện mất do mất điện.
h. Sự kiện cảnh báo điểm đo
Tương tự trong chức năng Hệ thống \ Cảnh báo công tơ
i. Sự kiện cảnh báo danh sách điểm đo:
Tương tự trong chức năng Hệ thống \ Cảnh báo công tơ
k. Xuất dữ liệu ra excel
Xuất dữ liệu hiện tại ở giao diện chính ra excel file.
2.2.2. Các chức năng chính của chương trình


10
a. Hệ thống
* Phân quyền:
Sau khi người dùng có tài khoản trên hệ thống, admin cần phân
quyền cho người dùng để truy cập.
* Danh mục:
Khai báo danh mục điểm đo.
* Khai báo quan hệ đơn vị nhận - điểm đo:
Chức năng này cho phép định nghĩa đơn vị nhận và thêm các
điểm đo vào đơn vị nhận để thực hiện báo cáo tổng hợp phụ tải, sản
lượng theo đơn vị nhận
* Lập yêu cầu:

* Thống kê điểm đo có kết nối:
* Kết nối CMIS in hóa đơn:
* Cảnh báo:
b. Báo cáo
* Tổng hợp phụ tải theo ngày.
* Báo cáo số liệu vận hành.
* Sản lượng theo ngày.
* Tổng hợp điện năng giao nhận.
* Hệ số K đồ thị phụ tải.
* Thống kê người dùng truy cập chương trình.
* Thống kê lượng khách hàng có kết nối CMIS.
c. Giám sát
* Giám sát các điểm đo được chọn
* Chọn điểm đo cần giám sát
* Xem biểu đồ dòng điện, điệp áp các điểm đo có xuất hiện
cảnh báo:


11
2.2.3. Đánh giá hoạt động của chương trình
a. Hiệu quả đạt được
Tận dụng các ưu thế của hạ tầng mạng viễn thông di động, hệ
thống MDMS đã thu thập dữ liệu trực tiếp theo thời gian thực từ các
loại công tơ điện tử hiện đang hoạt động trên lưới điện Việt Nam, và
người sử dụng hệ thống có thể dễ dàng truy cập các dữ liệu của công
tơ trực tuyến 24/24 tại bất cứ nơi nào,…. Đồng thời, hệ thống cũng
đáp ứng được nhu cầu quản lý, điều hành hệ thống điện, tăng năng suất
lao động, giảm chi phí sản xuất và kinh doanh điện năng, nâng cao chất
lượng dịch vụ khách hàng của EVN.
b. Ưu điểm và nhược điểm của chương trình

* Ưu điểm:
- Có khả năng lấy đầy đủ các thông số trên công tơ từ xa.
- Giao diện dễ sử dụng, lắp đặt dễ dàng.
- Tích hợp các chức năng cảnh báo, thống kê, lập báo cáo.
- Dễ dàng mở rộng, có khả năng tương thích và liên kết với các
chương trình ứng dụng khác của ngành Điện.
- Chi phí vận hành và bảo dưỡng thấp.
* Nhược điểm:
- Hoạt động phụ thuộc hoàn toàn vào sóng viễn thông.
- Thao tác lấy thông số được thực hiện cho từng công tơ.
2.4. Kết luận

Sự ra đời của hệ thống quản lý dữ liệu đo đếm đã mang
lại nhiều hiệu quả thiết thực cho ngành Điện, giúp nâng cao chất
lượng quản lý vận hành và giảm bớt sức lao động của con người.
Tuy nhiên hệ thống cho thấy nhiều nhược điểm khi quy mô lưới


12

điện tăng quá nhanh và quá trình sử dụng cho khối lượng quản
lý lớn đòi hỏi nhiều công sức và thời gian. Cần thiết phải có một
công cụ giúp tự động thao tác trên hệ thống quản lý dữ liệu đo
đếm để giảm nhân công, thời gian cũng như tăng độ chính xác
so với việc thực hiện thủ công trên chương trình như hiện nay.


13
CHƯƠNG 3
GIỚI THIỆU HỆ THỐNG THU THẬP DỮ LIỆU CÔNG TƠ

TỪ XA (RF-SPIDER)
3.1. Giới thiệu chung
3.1.1. Tổng quan
Hệ thống RF-SPIDER là hệ thống thu thập chỉ số công tơ từ xa
hoàn toàn tự động, ứng dụng công nghệ không dây theo kiểu mắc lưới
(Rf-Mesh), sử dụng đường truyền sóng vô tuyến tầm ngắn (ShortRange RF). Mạng lưới thông tin được hình thành tự động bởi các công
tơ có tích hợp công nghệ Rf-Mesh phát sóng RF trong một khu vực kế
cận mà không cần đầu tư bất kỳ đường truyền nào khác, nhân viên ghi
chữ số không cần phải đến hiện trường.
Với những ưu điểm vượt trội và chi phí đầu tư thấp, hệ thống
RF-SPIDER là một sự kết hợp hoàn hảo giữa công nghệ không dây
theo kiểu mắt lưới các thiết bị đo đếm điện năng nhằm tạo nên một hệ
thống thu thập dữ liệu công tơ điện tử từ xa với quy mô lớn và độ tin
cậy cao.
3.1.2. Đặc trưng hệ thống
- Xây dựng nên một hệ thống thu thập chỉ số công tơ từ xa hoàn
toàn tự động.
- Tự động đọc chỉ số công tơ bất kỳ thời điểm nào, tự động đọc
chỉ số điện theo chu kỳ thời gian cấu hình trong hệ thống.
- Đáp ứng nhu cầu xây dựng hệ thống thông tin phục vụ thị
trường điện, đáp ứng lộ trình xây dựng lưới điện thông minh; góp phần
giải quyết triệt để vấn đề thu thập, quản lý số liệu đo đếm và tự động
hóa, hiện đại hóa hệ thống thông tin phục vụ khách hàng; góp phần


14
minh bạch trong công tác kinh doanh điện năng – điều mà ngành Điện
đang hướng tới.
3.1.3. Tính năng nổi bật
- Tính năng ổn định: Hệ thống có khả năng tự thích nghi, nghĩa

là có khả năng tự xây dựng lại và hoạt động như bình thường ngay cả
khi một vài nút mạng bị hỏng.
- Tính linh hoạt: Các nút mạng trung tâm có thể được đặt ở bất
kỳ đâu trong phạm vi thông tin liên lạc của các thiết bị khác trong hệ
thống. Khả năng tự cấu hình, tự động phát hiện sự cố tại một node bất
kỳ trong mạng. Khả năng tự định tuyến, tìm lại đường dẫn mới khi có
một node mạng bất khả xảy ra sự cố, đảm bảo việc thu thập số liệu
không bị gián đoạn. Linh hoạt trong quá trình cấu hình hệ thống trực
tiếp từ xa. Dễ dàng lắp đặt, sử dụng, bảo trì, bảo dưỡng.
- Khả năng mở rộng: Một mạng lưới có thể được cải thiện bằng
cách thêm nhiều thiết bị hơn - mở rộng khoảng cách, nâng cao chất
lượng liên kết và độ tin cậy chung.
3.1.4. Lợi ích kinh tế
Hệ thống RF-SPIDER có chi phí đầu tư thấp, dễ dàng lắp đặt,
sử dụng và bảo trì, bảo dưỡng nhưng lại bảo đảm độ chính xác cao
khi vận hành, linh hoạt trong quá trình cấu hình hệ thống trực tiếp
từ xa.
Việc ứng dụng hệ thống RF-SPIDER còn đem lại hiệu quả về
nhân công rất lớn.
3.1.5. Các chức năng
a. Giao tiếp với DCU, công tơ
- Đối với DCU: Cho phép khởi động lại, xem và lập trình lại các
thông số và firmware cho một nhóm DCU, đồng bộ thời gian.


15
- Cho phép đồng bộ thời gian của công tơ nhiều biểu giá và DCU
với đồng hồ tham chiếu thông qua máy chủ thời gian.
- Trao đổi dữ liệu với DCU và công tơ theo cơ chế riêng.
b. Thống kế, báo cáo

- Có chức năng kiểm tra sự đầy đủ và chính xác của các dữ liệu
thu thập.
- Tự động báo cáo, thống kê tình trạng thu thập dữ liệu của hệ
thống
c. Chức năng khác
- Thân thiện, dễ sử dụng, dưới dạng đồ họa.
- Có chức năng quản lý người dùng, nhóm người dùng; phân
quyền cho người dùng và nhóm người dùng có ghi nhận sự phân
quyền, thay đổi phân quyền.
3.2. Các thành phần trong hệ thống
3.2.1. Mạng lưới RF-Mesh
a. DCU (Data Collection Unit)
Là thiết bị chính của hệ thống nhằm thu thập chỉ số từ xa cho tất
cả các công tơ có trang bị giao tiếp RF trong một trạm biến áp.
b. Router
Là thiết bị định tuyến tạo nhằm quản lý, thu thập số liệu của một
số lượng công tơ nhất định.
c. Công tơ tích hợp công nghệ RF-Mesh (trong luận văn gọi tắt
là công tơ RF-Mesh)
Là sản phẩm đo đếm điện năng có tích hợp khối thu phát sóng
vô tuyến (RF), bên cạnh những chức năng đo đếm của Công tơ điện tử
thông thường, công tơ còn có khả năng tự tìm đường nhờ giải thuật
định tuyến thông minh, tự học và hình thành nên mạng lưới RF-Mesh


16
để chuyển thông tin của tất cả công tơ trong phạm vi phủ sóng của nó
về đến bộ thu thập tập trung DCU.
d. Module RF-EXT
Là thiết bị gắn ngoài dựa trên việc đo đếm xung kiểm định của

công tơ không hỗ trợ RF và thu phát dữ liệu qua sóng vô tuyến RF
(408.925 MHz) đến thiết bị cầm tay HHU hoặc các thiết bị của hệ
thống RF SPIDER.
e. Module cho Elster, Landis Gyr
Là thiết bị gắn ngoài dựa trên việc giao tiếp với công tơ Elster
hoặc Landis Gyr qua cổng truyền thông nối tiếp, thu thập và lưu trữ
giá trị thanh ghi, thu phát dữ liệu qua sóng vô tuyến RF.
3.2.2. HES Server
Mỗi một Công ty điện lực có 1 HES Server để vận hành chương
trình thu thập chỉ số theo nguyên tắc:
- DCU kết nối với HES Server qua giao thức TCP/IP.
- HES Server lấy thông tin khách hàng từ Application Server để
thực hiện khám phá, thu thập các chỉ số và thông số vận hành của công
tơ khách hàng.
- HES Server thực hiện đọc chỉ số và thông số vận hành chuyển
về Application Server để phân tích và lưu trữ vào Database Server.
a. Application Server
Các ứng dụng triển khai trên Application Server bao gồm: Web
RF-SPIDER, RF-SPIDER GIS, cung cấp webservice cho hệ thống
khai thác số liệu.
b. Database Server
Dùng để lưu trữ dữ liệu mà hệ thống HES Server khám phá thu
thập được dựa trên thông tin khách hàng được đồng bộ hằng ngày từ


17
hệ thống CMIS, MDMS.
c. Hệ thống CMIS, MDMS
Định kỳ hệ thống tự động đồng bộ dữ liệu trên Application
Server sẽ lấy biến động treo/tháo từ hệ thống CMIS của các Công ty

Điện lực (thông qua hệ thống mạng WAN EVN CPC)
d. Website khai thác số liệu
Là hệ thống website dùng để khai thác, hiển thị trực quan các
thông tin khách hàng, chỉ số, thông số vận hành công tơ khách hàng
mà hệ thống RF-SPIDER thu thập.
3.3. Ứng dụng hệ thống
3.3.1. Website quản lý và khai thác số liệu
a. Địa chỉ truy cập
; /> />b. Đăng nhập hệ thống
* Dành cho Điện lực:

➢ Các Menu trên thanh công cụ:
- Menu DỮ LIỆU HỆ THỐNG gồm có các thông tin:
- Menu CHỈ SỐ, TSVH ĐIỂM ĐO gồm có các menu thông tin:
- Menu THỐNG KẾ TRẠNG THÁI gồm có các menu thông tin:
* Dành cho người quản trị:
Chức năng: Phân quyền và quản trị người dùng (Tạo mới, chỉnh
sửa, phân quyền, lịch sử hoạt động và lịch sử cập nhật user) sử dụng
website RF-SPIDER
- Tạo người dùng mới:
- Chỉnh sửa phân quyền người dùng(user):
* Dành cho người quản trị:


18
Trang web sẽ hiển thị lịch sử số liệu của công tơ khách hàng,
thông tin hóa đơn theo từng tháng của khách hàng và tọa độ địa lý cǜng
như sơ đồ lưới trạm chứa cột lắp đặt công tơ khách hàng trong trường
hợp trạm đã được triển khai GIS.
3.4. Triển khai hệ thống

a. Quy trình triển khai hệ thống
- Bước 1: Xác định trạm biến áp triển khai và tiến hành khảo sát
hiện trường. Rà soát chuẩn hoá trường mã trụ của các công tơ khách
hàng để phục vụ cho các ứng dụng sau này.
- Bước 2: Tiến hành chấm điểm đặt DCU; ROUTER và công tơ
RF-Mesh theo sơ đồ lưới điện đã khảo sát với các địa hình.
- Bước 3: Thực hiện lắp đặt các thiết bị DCU; ROUTER và công
tơ RF-Mesh; Kiểm tra hoạt động từng thiết bị và tối ưu hệ thống.
- Bước 4: Vận hành khai thác số liệu thu thập bằng hệ thống RFSPIDER; Xử lý sự cố các thiết bị nếu xảy ra.
b. Phương án triển khai
Tùy thuộc vào từng khu vực triển khai và sơ đồ bố trí lưới điện,
CPC EMEC sẽ đưa ra phương án tối ưu trong 3 mô hình lắp đặt sau
đây, nhằm tiết kiệm chi phí đầu tư nhưng vẫn đảm bảo đạt hiệu quả
truyền thông bằng sóng RF cao nhất.
3.5. Kết luận

Sự ra đời của hệ thống thu thập dữ liệu công tơ từ xa đã
mang lại nhiều hiệu quả thiết thực cho ngành Điện, giúp nâng
cao chất lượng quản lý vận hành và giảm bớt sức lao động của
con người so với việc thu thập thủ công như trước kia. Hệ thống


19

còn giúp ích trong công tác thống kê, lập báo cáo cũng như truy
xuất dữ liệu phục vụ cho các nhu cầu khác.
Tuy nhiên hệ thống cho thấy nhiều nhược điểm khi các
báo cáo, cảnh báo chỉ có thể thực hiện theo chu kỳ thời gian nhất
định và thường là những chu kỳ thời gian lớn như tháng, quý.
Muốn thực hiện rà soát các tình trạng bất thường phải thực hiện

thủ công do đó tiêu tốn rất nhiều nhân công và thời gian dẫn đến
hiệu quả thấp trong công tác giám sát mua bán điện năng. Cần
thiết phải có một công cụ giúp tự động thao tác trên hệ thống
quản lý dữ liệu đo đếm để nhanh chóng phát hiện các trường hợp
bất thường trong việc sử dụng điện, qua đó đề ra những giải pháp
hiệu quả và kịp thời.


20
CHƯƠNG 4
XÂY DỰNG CÁC ỨNG DỤNG GIÚP NÂNG CAO CHẤT
LƯỢNG CÔNG TÁC QUẢN LÝ VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN
4.1. Các công cụ phát triển từ dữ liệu của hệ thống MDMS
4.1.1. Phát hiện tình trạng mất pha tại TBA phụ tải
- Trong thực tế vận hành hiện nay có nhiều trường hợp đường
dây trung thế 22kV bị tụt lèo, đứt dây hoặc cầu chì tự rơi tại trạm biến
áp phụ tải rớt một pha nhưng bảo vệ đường dây không tác động do
dòng thứ tự nghịch nhỏ hơn cài đặt hoặc do chỉnh định bảo vệ không
đúng
- Khi có sự cố mất 1 pha các TBA thì điện áp bị giảm đi đột ngột
không đủ điện áp để chạy các động cơ 3 pha nhưng bộ phận trực ban
vận hành không có thông tin để kịp thời thông báo đến khách hàng để
cắt điện ngừng sản xuất.
* Giải pháp: Từ thực tế đó, sau khi nghiên cứu, tác giả đã đưa ra
giải pháp: Tạo một module code VBA từ file excel tự động lấy dữ liệu
đo xa qua chương trình MDMS thông qua các mã điểm đo.
- Thiết lập chạy chương trình một cách tự động qua thời gian
định trước mà không cần người xem phải thao tác kích vào button.
- Khi có sự cố mất pha sẽ hiện ra cảnh báo.
- Bộ phận trực ban vận hành tại Điện lực chỉ cần khởi động file

excel lên và xem cảnh báo không cần phải thao tác gì thêm.
4.1.2. Theo dõi công suất vận hành (P, Q) của TBA phụ tải
Hiện tại, khi muốn lấy thông số mức độ mang tải của một trạm
biến áp phụ tải, người dùng phải thực hiện theo trình tự các thao.
Chương trình sẽ cho ra thông số công suất cực đại của trạm biến áp
trong khoảng thời gian đã chọn, so sánh với công suất định mức của


21
máy biến áp sẽ có được mức độ mang tải (%). Thông thường quá trình
này sẽ mất từ 2-3 phút cho một trạm biến áp.
Còn nếu muốn biết tình trạng vận hành công suất phản kháng,
người dùng cũng phải chọn đến thông số sản lượng để có được sản
lượng Q và P của trạm, từ đó tính ra mức độ thiếu bù và quá bù (%)
của trạm. Thao tác này đòi hỏi từ 3-4 phút cho một trạm biến áp.
Với cách tính như trên, dễ dàng nhận ra rằng việc theo dõi thông
số với số lượng trạm lên đến hàng trăm, hàng nghìn trạm sẽ tiêu tốn
một lượng thời gian và nhân công rất lớn dẫn đến tần suất lấy thông số
vận hành rất thấp.
Thực tế trên lưới điện phân phối hiện nay có đến hơn 15% máy
biến áp phụ tải thường xuyên vận hành non tải (<40%), khoảng 10%
máy biến áp đang vận hành gần quá tải (80-100%), thậm chí có trường
hợp máy biến áp vận hành quá tải. Riêng đối với trường hợp vận hành
quá tải khi được ghi nhận, việc tìm ra máy biến áp để thực hiện thay
thế cần phải được thực hiện trong khoảng thời gian ngắn nhất để đảm
bảo việc cung cấp điện được liên tục.
Có thể thấy, muốn tối ưu hóa công tác quản lý vận hành trạm
biến áp phụ tải thì việc lấy thông số cần được thực hiện thường xuyên
với chu kỳ thời gian nhỏ để kịp thời phát hiện các vấn đề, chủ động
trong công tác xử lý như: kịp thời hoán chuyển, nâng dung lượng máy

biến áp tránh các sự cố có thể xảy ra; cài đặt chế độ đóng/cắt, hoán
chuyển hệ thống tụ bù để tránh tình trạng thiếu bù, quá bù.
Chính vì các lý do trên, cách sử dụng, khai thác chương trình
MDMS theo cách thông thường đã trở nên không hiệu quả, cần phải có
giải pháp để giải quyết các tồn tại trên trong công tác quản lý vận hành.
* Giải pháp:


22
Xuất phát từ thực tế rằng thao tác để lấy được thông số vận hành
của các trạm biến áp phụ tải là như nhau, cả quá trình là những thao
tác lắp đi lặp lại, việc tạo ra một công cụ giúp thực hiện cả quá trình
đó là hoàn toàn khả thi. Ngoài ra để tạo giao diện thân thiện và sự thuận
tiện trong quá trình sử dụng, việc dùng phần mềm Microsoft Excel để
tạo ra công cụ đó là sự lựa chọn tối ưu. Phần mềm Microsoft Excel
được hỗ trợ sẵn ngôn ngữ lập trình VBA (Visual Basics Application).
Thông qua lập trình VBA, phần mềm Microsoft Excel có thể tự
động lấy các thông số cần thiết từ cơ sở dữ liệu của chương trình
MDMS. Để có thể lấy chính xác thông tin của một trạm biến áp, người
dùng chỉ cần nhập trước mã điểm của trạm đó vào file Excel, công cụ
sẽ lấy chính xác thông số P, Q, cosφ ứng với mã điểm đo đó.
4.2. Các công cụ phát triển từ dữ liệu của hệ thống MDMS kết hợp
với Rf-spider
4.2.1. Theo dõi tỷ lệ tổn thất điện năng của TBA phụ tải theo
ngày
a. Mục đích của công cụ
Tổn thất điện năng luôn là một trong những vấn đề được quan
tâm hàng đầu đối với các đơn vị quản lý vận hành và kinh doanh điện
năng, đặc biệt là tổn thất điện năng ở lưới điện hạ áp. Ở cấp cao áp và
trung áp, tổn thất điện năng hầu như là tổn thất kỹ thuật, nghĩa là phụ

thuộc vào bản chất của lưới điện và phân bố công suất của lưới điện.
Tuy nhiên ở cấp hạ áp, tổn thất điện năng có tính chất phức tạp hơn và
được chia thành tổn thất kỹ thuật và tổn thất kinh doanh: Tổn thất kỹ
thuật phụ thuộc vào bản chất, đặc tính kỹ thuật của lưới điện, tổn thất
kinh doanh phụ thuộc vào quá trình thu thập, chốt chỉ số và tính toán
của ngành Điện, ngoài ra còn có một phần do tác động của người mua


23
điện lên hệ thống đo đếm. Do đó việc theo dõi thường xuyên số liệu
tổn thất của lưới điện hạ áp nói chung và các TBA phụ tải nói riêng là
hết sức quan trọng, giúp đơn vị kinh doanh điện kịp thời phát hiện
những TBA phụ tải có điện năng tổn thất cao cũng như những hộ mua
điện có dấu hiệu sử dụng điện bất thường.
Dựa trên thực trạng đó, tác giả đã phát triển một ứng dụng
chạy trên web giúp theo dõi được sản lượng tổng, sản lượng điện
thương phẩm của các TBA theo từng ngày, qua đó phát hiện được các
TBA có tỷ lệ tổn thất cao bất thường để tiến hành kiểm tra nguyên
nhân và tiến hành khắc phục.
4.2.2. Tự động kiểm tra, phát hiện công tơ có chỉ số bất thường
a. Mục đích của công cụ
Tổn thất điện năng ở trạm biến áp phụ tải bao gồm tổn thất kỹ
thuật và tổn thất kinh doanh. Đối với tổn thất kỹ thuật, việc đầu tư, cải
tạo lưới điện sẽ giải quyết được triệt để. Tổn thất kinh doanh bao gồm
các sai sót trong quá trình chốt số, tính toán của đơn vị cung cấp điện
và do tác động của người mua điện lên hệ thống đo đếm (công tơ).
Hiện nay tình trạm mất sản lượng do người dùng điện tác động lên
công tơ diễn ra hết sức phức tạp với nhiều hình thức khác nhau như:
đảo cực tính công tơ hoặc cô lập trung tính vào công tơ, lấy trung tính
ngoài,... Việc theo dõi và phát hiện các trường hợp này rất khó khăn vì

các đối tượng chỉ thực hiện tác động trong thời gian ngắn vài ngày nên
với việc chốt chỉ số công tơ theo tháng không thể phát hiện được.
Trên cơ sở hiện tượng chung của các công tơ bị tác động là
không thay đổi chỉ số dù cho phụ tải vẫn đang tiêu thụ điện, việc phát
triển một công cụ giúp theo dõi chỉ số công tơ chốt theo ngày, qua đó
phát hiện được công tơ đang hoạt động bất thường là hoàn toàn khả


24
thi.
Nguyên lý hoạt động của công cụ dựa trên việc so sánh chỉ số
chốt của công tơ tại thời điểm đầu ngày và cuối ngày trong một khoảng
thời gian cho trước, đối chiếu với sản lượng điện tiêu thụ hàng tháng.
Nếu phụ tải vẫn đang dùng điện hàng tháng nhưng lại có chỉ số không
đổi theo ngày thì công tơ đó có khả năng đã bị tác động dẫn đến chỉ số
giữ nguyên. Thông thường chỉ số công tơ được chốt vào cuối mỗi
tháng, do đó nếu công tơ chị bỉ tác động trong khoảng thời gian vài
ngày thì khi chốt chỉ số công tơ đó vẫn cho kết quả bình thường. Nhưng
thực tế toàn bộ sản lượng điện phụ tải đó tiêu thụ trong khoảng thời
gian vài ngày công tơ bị tác động sẽ bị mất, điều đó sẽ làm tăng tỷ lệ
tổn thất điện năng của trạm biến áp công cộng.
b. Hiệu quả của công cụ
Ưu điểm của công cụ:
- Phát hiện nhanh các công tơ khách hang có chỉ số bất thường.
- Xác định được khoảng thời gian hệ thống đo đếm có khả năng
bị tác động dẫn đến sự sai lệch về sản lượng.
- Thao tác đơn giản, cho kết quả nhanh chóng.
Có thể thấy, với số lượng công tơ lên đến hàng chục nghìn như
hiện nay, việc kiểm tra chỉ số của từng công tơ để phát hiện tình trạng
ăn cắp điện gặp rất nhiều khó khăn. Với công cụ này, người quản lý

vận hành chỉ thực hiện kiểm tra các công tơ có dấu hiệu bất thường
được lọc ra với số lượng rất ít. Qua đó việc phát hiện, xử lý tình trạng
ăn cắp điện sẽ được cải thiện hiệu quả đáng kể.
4.3. Kết luận

Các chương trình ứng dụng MDMS và Rf-spider là
những bước cải tiến mang tính đột phá trong công tác quản lý


25

vận hành và kinh doanh lưới điện phân phối. Tuy nhiên để khai
thác tối đa hiệu quả của chương trình thì việc thực hiện thủ công
theo phương pháp truyền thống không đáp ứng được nhu cầu của
người sử dụng.
Việc sử dụng các phần mềm quen thuộc như Excel,
Google Chrome để phát triển thành các công cụ giúp thao tác tự
động trên các chương trình MDMS và Rf-spider sẽ giúp nâng
cao hiệu quả công tác quản lý lưới điện. Ưu điểm của các công
cụ là cách sử dụng quen thuộc, dễ dàng nhưng mang lại kết quả
nhanh chóng, chính xác với khối lượng dữ liệu lớn, vừa tiết kiệm
thời gian, nhân lực, vừa nâng cao chất lượng của số liệu.