Nghiên cứu giải pháp kết hợp bản đồ địa lý và hệ thống Scada để nâng cao hiệu quả quản lý vận hành.PDF

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA


NGUYỄN HOÀNG NHÂN

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP KẾT HỢP BẢN ĐỒ ĐỊA LÝ
VÀ HỆ THỐNG SCADA ĐỂ NÂNG CAO HIỆU QUẢ
QUẢN LÝ VẬN HÀNH LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI
THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG

C
C
R
UT.L

D

Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện
Mã số: 8520201

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN

Đà Nẵng – Năm 2020


Cơng trình đƣợc hồn thành tại
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. Trần Tấn Vinh

Phản biện 1: TS. Đoàn Anh Tuấn

Phản biện 2: TS. Thạch Lễ Khiêm

C
C
R
UT.L

D

Luận văn sẽ đƣợc bảo vệ trƣớc Hội đồng chấm Luận văn tốt
nghiệp thạc sĩ ngành Kỹ thuật Điện họp tại Trƣờng Đại học Bách
khoa vào ngày 30 tháng 05 năm 2020.

Có thể tìm hiểu luận văn tại:
 Trung tâm Học liệu và truyền thông tại Trƣờng Đại học Bách
khoa.
 Thƣ viện Khoa Điện, Trƣờng Đại học Bách khoa – ĐHĐN.


1
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Phát triển lƣới điện thông minh (Smart Grid) hiện đang là xu
thế tất yếu và là mối quan tâm hàng đầu của ngành điện Việt Nam
cũng nhƣ thế giới nhằm nâng cao chất lƣợng và độ tin cậy cung cấp
điện, đảm bảo cung cấp điện liên tục phục vụ khách hàng sử dụng
điện.
Công tác điều độ hệ thống điện tại Công ty Điện lực Đà Nẵng

hiện tại gặp nhiều hạn chế do chủ yếu sử dụng qua sơ đồ nguyên lý
hệ thống điện các xuất tuyến do các chi nhánh Điện lực quận ban
hành, những sơ đồ này cũng chỉ bao gồm những thiết bị quan trọng,
thiếu đầy đủ các thiết bị trên lƣới điện. Hơn nữa, hƣớng tuyến của
các xuất tuyến đƣợc xác định thơng qua trí nhớ của ngƣời vận hành
sau những lần đi hiện trƣờng. Khi lƣới điện bị sự cố, Điều độ viên
chỉ nắm đƣợc vị trí tƣơng đối của thiết bị, không nắm đƣợc chi tiết
lƣới điện khu vực xung quanh điểm sự cố gây khó khăn trong cơng
tác phán đốn phạm vi, thiết bị bị sự cố.

C
C
R
UT.L

D

Do đó, đề tài “Nghiên cứu giải pháp kết hợp bản đồ địa lý và
hệ thống SCADA để nâng cao hiệu quả quản lý vận hành lưới điện
phân phối thành phố Đà Nẵng” sẽ giải quyết các vấn đề trên đồng
thời giúp cho nhân viên vận hành có cơng cụ trực quan, hiện đại về
lƣới điện trên bản đồ địa lý thành phố Đà Nẵng.
2. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu chuyển đổi hệ thống dữ liệu tọa độ địa lý các thiết
bị trên lƣới điện từ chƣơng trình thu thập thông tin hiện trƣờng
EVNCPC TTHT sang phần mềm Google Earth để tạo sơ đồ lƣới điện
trên bản đồ địa lý. Thực hiện xây dựng giải pháp trên hệ thống máy
chủ Server tại Trung tâm điều khiển Công ty Điện lực Đà Nẵng.

2
Nghiên cứu xây dựng liên kết giữa phần mềm SCADA
Survalent hiện hữu tại Trung tâm điều khiển Công ty Điện lực Đà
Nẵng với hệ thống bản đồ địa lý Google Earth sau khi đƣợc tích hợp
sơ đồ lƣới điện từ dữ liệu EVNCPC TTHT. Hệ thống sơ đồ lƣới điện
nghiên cứu là lƣới điện phân phối 22kV của Công ty điện lực Đà
Nẵng
3. Mục tiêu nghiên cứu
Xây dựng phƣơng pháp vẽ sơ đồ lƣới điện trên bản đồ địa lý
Thể hiện khu vực mất điện do ảnh hƣởng của công tác/sự cố
trên bản đồ địa lý theo thời gian thực giúp nhân viên vận hành rút
ngắn thời gian xử lý sự cố.
Khai thác các tính năng của phần mềm SCADA Survalent và
Google Earth nhằm có thêm giải pháp nâng cao hiệu quả trong công
tác quản lý vận hành lƣới điện phân phối thành phố Đà Nẵng.
Từ mơ hình tại Đà Nẵng, ứng dụng có triển vọng đƣợc kiến
nghị nhân rộng ra trên địa bàn các tỉnh và thành phố khác.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu
Nghiên cứu, phân tích các tài liệu nội bộ, sách báo viết về
phần mềm SCADA của hãng Survalent, phần mềm bản đồ địa lý
Google Earth, phần mềm thu thập thông tin hiện trƣờng EVNCPC
TTHT.
Áp dụng các lý thuyết đã nghiên cứu, xây dựng giải pháp kết
hợp bản đồ địa lý lƣới điện vào hệ thống SCADA.
Sử dụng phƣơng pháp phân tích thống kê, phân tích tổng hợp
số liệu độ tin cậy trƣớc và sau khi sử dụng giải pháp tại Trung tâm
điều khiển để đánh giá hiệu quả của giải pháp.

D

C
C
R
UT.L


3
5. Cấu trúc luận văn
MỞ ĐẦU
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI
VÀ HỆ THỐNG SCADA CÔNG TY ĐIỆN LỰC ĐÀ NẴNG
CHƢƠNG 2: CÁC GIẢI PHÁP PHẦN MỀM HỖ TRỢ
CÔNG TÁC QUẢN LÝ VẬN HÀNH LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI
CHƢƠNG 3: NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG SƠ ĐỒ LƢỚI
ĐIỆN TRÊN BẢN ĐỒ ĐỊA LÝ, GIẢI PHÁP KẾT HỢP BẢN ĐỒ
ĐỊA LÝ VÀ PHẦN MỀM SCADA
CHƢƠNG 4: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ QUẢN LÝ VẬN
HÀNH LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG KHI
ỨNG DỤNG GIẢI PHÁP KẾT HỢP BẢN ĐỒ ĐỊA LÝ VÀ HỆ
THỐNG SCADA
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

C
C
R
UT.L

D

CHƢƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI VÀ HỆ THỐNG
SCADA CÔNG TY ĐIỆN LỰC ĐÀ NẴNG
1.1. Tổng quan về lƣới điện thành phố Đà Nẵng
Thành phố Đà Nẵng nhận điện từ Trạm biến áp 500kV Đà
Nẵng (E51), 220kV Hòa Khánh, 220kV Ngũ Hành Sơn qua 9 trạm
biến áp 110kV (Hòa Khánh 2, Liên Chiểu, Xn Hà, Liên Trì, Cầu
Đỏ, An Đồn, Hồ Liên, Hịa Xn, Ngũ Hành Sơn) với tổng cơng
suất đặt là 1096 MVA, 84 xuất tuyến 22kV phân bố trải đều trên địa
bàn.
1.2. Ƣu, nhƣợc điểm của lƣới điện phân phối thành phố Đà
Nẵng
1.3. Tổng quan về Trung tâm điều khiển và hệ thống
SCADA


4
Trung tâm điều khiển của Công ty Điện lực Đà Nẵng ra đời
vào tháng 9/2016. Hiện trung tâm đang sử dụng hệ thống SCADA
(Supervisory Control And Data Acquisition) của hãng Survalent
(Canada) để giám sát, điều khiển và thu thập dữ liệu từ xa.

C
C
R
UT.L

Hình 1.1. Sơ đồ truyền thơng lưới điện thành phố Đà Nẵng

D

1.4. Chức năng chính của hệ thống Trung tâm điều khiển
- Điều khiển
- Giám sát và thu thập dữ liệu trạng thái, cảnh báo
- Giám sát và thu thập dữ liệu đo lƣờng từ rơle, BCU
- Giám sát hình ảnh từ camera, bảo vệ chống đột nhập,
chống cháy nổ
1.5. Tổng quan về lƣới điện thông minh và kế hoạch triển
khai lƣới điện thông minh công ty TNHH MTV Điện lực Đà
Nẵng
1.5.1. Tổng quan về lưới điện thông minh
1.5.2. Tổng quan hệ thống tự động hóa lưới điện phân phối
(DAS)
1.5.3. Hệ thống quản lý lưới điện phân phối (DMS)


5
1.6. Kết luận
Công ty Điện lực Đà Nẵng đã và đang thực hiện đầu tƣ các
giải pháp về công nghệ SCADA/DMS, các giải pháp công nghệ phục
vụ lƣới điện thông minh ngày càng đƣợc chú trọng nhằm mục đích
nâng cao hơn nữa khả năng cấp điện, nâng cao chất lƣợng điện năng
cung cấp cho khách hàng, góp phần làm tăng sản lƣợng điện thƣơng
phẩm cho Công ty.
Xuất phát từ yêu cầu thực tế đó, việc nghiên cứu ứng dụng bản
đồ địa lý và hệ thống SCADA để nâng cao hiệu quả quản lý vận
hành lƣới điện phân phối là rất cần thiết.
CHƢƠNG 2
CÁC GIẢI PHÁP PHẦN MỀM HỖ TRỢ CÔNG TÁC QUẢN
LÝ VẬN HÀNH LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI

C
C
R
UT.L

2.1. Giải pháp phần mềm SCADA Survalent
2.1.1. Tổng quan phần mềm SCADA Survalent

D

Phần mềm Survalent là phần mềm SCADA có bản quyền
thuộc sở hữu của hãng Survalent Technology (Canada).
2.1.2. Trình bày lý thuyết và giải pháp cấu hình cơ sở dữ liệu
2.1.3. Lý thuyết và giải pháp về xây dựng HMI
2.2. Phần mềm bản đồ địa lý Google Earth
2.2.1. Tổng quan phần mềm Google Earth
Google Earth là một chƣơng trình một phần mềm mơ phỏng
quả địa cầu có tên gọi gốc là Earth Viewer. Nó vẽ bản đồ trái đất là
một quả địa cầu ảo 3D, trên đó là những hình ảnh địa lý đƣợc lấy từ
ảnh vệ tinh, các ảnh chụp trên khơng và từ hệ thống thơng tin địa lý
GIS.
2.2.2. Tính năng, ứng dụng cơ bản của Google Earth


6
2.3. Phần mềm thu thập thông tin hiện trƣờng EVNCPC
TTHT
2.3.1. Tổng quan phần mềm thu thập thông tin hiện trường
EVNCPC TTHT

EVNCPC TTHT là ứng dụng đƣợc sử dụng nhằm mục đích
thu thập, tra cứu, chỉnh sửa và bổ sung thơng tin hiện trƣờng trên địa
bàn do Tổng công ty điện lực miền Trung (EVNCPC) quản lý. Phần
mềm do EVNCPC nghiên cứu, phát triển và sử dụng nội bộ.
Phần mềm có khả năng thu thập, tổng hợp thông tin tọa độ cột
điện, hình ảnh cột, số cột, thuộc tính cột… Dữ liệu thu thập từ hiện
trƣờng đƣợc truyền thẳng về trụ sở Cơng ty ngay lập tức, chính xác
và hiệu quả.
2.3.2. Tính năng, cơng cụ cơ bản của EVNCPC TTHT
2.4. Kết luận

C
C
R
UT.L

D

Trong chƣơng này tác giả đã nghiên cứu các phần mềm
SCADA Survalent, phần mềm thu thập thông tin hiện trƣờng
EVNCPC TTHT, phần mềm bản đồ địa lý Google Earth từ các tài
liệu tham khảo.
Các phần mềm hỗ trợ quản lý vận hành lƣới điện đang đƣợc sử
dụng tại Công ty Điện lực Đà Nẵng nhƣ phần mềm SCADA
Survalent, phần mềm bản đồ địa lý Google Earth, phần mềm thu thập
thông tin hiện trƣờng EVNCPC TTHT hiện chỉ hoạt động riêng rẽ,
thiếu kết nối với nhau về dữ liệu, việc thực hiện giải pháp xây dựng
sơ đồ lƣới điện trên bản đồ địa lý và tích hợp bản đồ địa lý và phần
mềm SCADA là một giải pháp nhằm nâng cao khả năng quản lý vận
hành hệ thống điện tại Thành phố Đà Nẵng.

7
CHƢƠNG 3
NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG SƠ ĐỒ LƢỚI ĐIỆN TRÊN
BẢN ĐỒ ĐỊA LÝ, GIẢI PHÁP KẾT HỢP BẢN ĐỒ ĐỊA LÝ
VÀ PHẦN MỀM SCADA
3.1. Xây dựng sơ đồ lƣới điện trên nền bản đồ địa lý
Google Earth
3.1.1. Thu thập tọa độ thiết bị hiện trạng từ phần mềm
EVNCPC TTHT
Chƣơng trình EVNCPC TTHT cung cấp tính năng xuất ra các
thơng tin liên quan đến cột trong một xuất tuyến trung thế. Dữ liệu
xuất ra bao gồm các thông tin về xuất tuyến, trạm 110kV nguồn, số
cột, tọa độ cột (theo hệ tọa độ WGS1984), chiều cao, mã hiệu, nhà

C
C
R
UT.L

sản xuất, … Các thông tin đƣợc cung cấp một cách dễ dàng thông
qua thao tác xuất Excel trên giao diện web của chƣơng trình.

D

Hình 3.1. Dữ liệu thơ chứa các thơng tin về số cột, tọa độ, xuất tuyến
được xuất từ EVNCPC TTHT
Ngồi ra, trong trƣờng hợp cần lấy thơng tin cột trung thế từ
nhiều xuất tuyến, hoặc thông tin theo một yêu cầu cụ thể, ngƣời dùng

8
có thể sử dụng tính năng nâng cao kết nối đến hệ quản trị cơ sở dữ
liệu MSSQL của chƣơng trình EVNCPC TTHT, thiết lập các truy
vấn SQL để truy xuất dữ liệu theo ý muốn.
3.1.2. Chuẩn hóa thơng tin tọa độ và thể hiện sơ đồ lưới trên nền
bản đồ Google Earth
Sau khi có đƣợc các dữ liệu về số cột, tọa độ, xuất tuyến đƣợc
xuất từ EVNCPC TTHT, để đƣa vào phần mềm Google Earth, chúng
ta thực hiện chuẩn hóa các thơng tin thu thập đƣợc thành một file
Excel chứa các trƣờng phù hợp với yêu cầu của phần mềm Google
Earth để vẽ lƣới điện.
File Excel đƣợc thiết kế chứa các cột cần thiết để nhập vào
chƣơng trình Google Earth bao gồm các cột sau:
Tên cột
Mô tả chức năng
Latitude
Vĩ độ của cột điện. Google Earth sử
dụng hệ tọa độ WGS1984. Các định
dạng hợp lệ bao gồm:
N43 ° 38'19,39 "
43 ° 38'19,39 "N
43 38 19,39
43.6387194444444545
Nếu biểu thị ở dạng thập phân, vĩ độ
bắc là dƣơng, vĩ độ nam là âm.
Nếu trống hoặc không hợp lệ, mục
không đƣợc hiển thị trên Google
Earth.

Longitude
Kinh độ của cột điện. Google Earth
sử dụng hệ tọa độ WGS1984. Các
định dạng hợp lệ bao gồm:
W16 ° 14'28,86 "

D

C
C
R
UT.L


9
Tên cột

Name

Mô tả chức năng
116 ° 14'28,86 "W
-116 14 28,86
-116.2413513485235
Nếu biểu thị dƣới dạng thập phân,
kinh độ đông là dƣơng, kinh độ tây là
âm.
Nếu trống hoặc không hợp lệ, mục
không đƣợc hiển thị trên Google
Earth.
Tên cột điện đƣợc hiển thị bên cạnh

biểu tƣợng trên Google Earth.
Nếu trống, khơng có văn bản đƣợc
hiển thị.
Nếu cột Tên khơng có trong bảng
tính, thì số hàng của bảng tính sẽ
đƣợc hiển thị là số cột
Thơng tin cột điện đƣợc hiển thị
trong “bong bóng” bật lên trong phần
mềm Google Earth.
Biểu tƣợng của cột điện:
1) Một số nguyên từ 1 đến 279 hoặc
301 đến 529, chỉ định một biểu tƣợng
đƣợc chọn từ kho biểu tƣợng của
Google Earth
2) Đƣờng dẫn một biểu tƣợng đƣợc
lƣu trữ trên một trang web.
3) Đƣờng dẫn đến biểu tƣợng trên ổ
cứng máy tính.
Tỉ lệ của biểu tƣợng hiển thị trên

C
C
R
UT.L

D
Description

Icon

Icon Scale


10
Tên cột
IconAltitude

IconLineColor
HideNameUntilMouseOver

Mô tả chức năng
Google Earth
Chiều cao biểu tƣợng.
Nếu để trống chiều cao mặc định là
0.
Màu của biểu tƣợng.
Tùy chọn hiển thị khi đƣa chuột vào
Icon.
Các giá trị hợp lệ là "True", "Yes",
"x", "False", "No" và để trống. Nếu
“True”, biểu tƣợng đƣợc hiển thị
khơng có nhãn, cho đến khi di chuột
qua, sau đó nhãn đƣợc hiển thị. Nếu
“False”, nhãn ln đƣợc hiển thị.
Nếu có nhiều hàng trong dữ liệu,
nênđể ẩn nhãn để giảm sự lộn xộn
màn hình.
Nếu trống hoặc nếu cột bị bỏ qua,
Tên luôn đƣợc hiển thị, bất kể di
chuột qua.

Màu của đƣờng dây điện

C
C
R
UT.L

D
LineStringColor

File Excel đƣợc thiết kế theo từng sheet để chia đƣờng dây
trong xuất tuyến thành các sheet Đƣờng trục, nhánh rẽ… để dễ dàng
quản lý, thay đổi, bổ sung dữ liệu.


11

Hình 3.2. Dữ liệu chuẩn hóa dưới dạng file Excel bao gồm các
trường phù hợp với Google Earth

C
C
R
UT.L

Sau khi xây dựng đƣợc file Excel, chúng ta tiếp tục thực hiện
chuyển đổi file này sang định dạng .kml (định dạng chuẩn mà

D

Google Earth có thể đọc đƣợc). Để thực hiện cơng đoạn này, chúng
ta có thể sử dụng bất kỳ cơng cụ chuyển đổi Excel sang KML nào
đƣợc cung cấp trên Internet (miễn phí hoặc có phí). Sau khi đã có
đƣợc file KML chƣa các thông tin về sơ đồ lƣới điện mong muốn,
mở file đó bằng chƣơng trình Google Earth Pro, chúng ta có đƣợc
một sơ đồ ban đầu về lƣới điện cần vẽ.
Bằng các bƣớc hoàn thiện trên phần mềm Google Earth sẽ có
đƣợc một sơ đồ lƣới điện hoàn thiện.
3.2. Xây dựng giải pháp kết hợp phần mềm SCADA
Survalent và bản đồ địa lý Google Earth phục vụ cơng tác xác
định khu vực mất điện.
Sau khi có đƣợc các file bản đồ định dạng “*.kml” xuất từ
chƣơng trình Google Earth, tác giả Copy tất cả các file vào một thƣ
mục trong máy tính Operator tại Trung tâm điều khiển.


12
Trong chƣơng trình HMI Smart VU, xây dựng thêm một
trƣờng Pmacro liên kết trong mỗi View thiết bị. Trong một View của
một thiết bị (máy cắt đầu tuyến, Recloser, RMU, LBS phân đoạn) đặt
biểu tƣợng Pmacro chứa liên kết tới đƣờng dẫn tập tin Google Earth
tƣơng ứng với bản đồ của đƣờng dây sau thiết bị đó.
Tác giả đã khai thác thuộc tính của biến trong chƣơng trình
Survalent để cấu hình dữ liệu.

C
C
R
UT.L

D

Hình 3.3. Bản đồ Google Earth kết hợp vào View Recloser 471 Túy
Loan
Khi một máy cắt nhảy do sự cố, nhân viên vận hành trung tâm
điều khiển có thể bấm ngay vào biểu tƣợng Pmacro đó để mở tập tin
Google Earth và bản đồ sẽ hiện ra. Nhƣ vậy bản đồ địa lý Google
Earth đã đƣợc kết hợp vào phần mềm SCADA Survalent thông qua
một biểu tƣợng Pmacro ngay trên màn hình View vận hành.
Nhân viên vận hành kiểm tra giá trị dòng điện ngắn mạch sự
cố tại Relay máy cắt. Căn cứ vào giá trị dòng ngắn mạch, từ các trị
số ngắn mạch đã đƣợc tính tốn từ phần mềm PSS Adept, nhân viên
sẽ xác định đƣợc vị trí sự cố gần đúng. Sau khi kiểm tra vị trí đó trên
bản đồ Google Earth, trực ban Điều độ sẽ gọi điện cho tổ xử lý sự cố


13
Điện lực báo vị trí sự cố và tổ xử lý sự cố sẽ nhanh chóng chạy thẳng
đến vị trí đã đƣợc tính tốn.
3.3. Giải pháp vận hành kết hợp định vị tổ trực xử lý sự cố
tại các Điện lực
Khi xảy ra sự cố trên lƣới điện, điều độ viên sẽ thông báo cho
tổ trực xử lý sự cố của đơn vị quản lý vận hành lƣới điện đó thông tin
về sự cố: tên thiết bị thay đổi trạng thái, tín hiệu tác động, giá trị
dịng ngắn mạch và yêu cầu tổ trực kiểm tra đƣờng dây. Do địa bàn
quản lý rộng, địa hình phức tạp, việc di chuyển tìm vị trí xử lý sự cố
gặp nhiều khó khăn do mất nhiều thời gian di chuyển. Việc nắm
đƣợc vị trí của các tổ trực xử lý sự cố giúp điều độ viên dự đốn
chính xác hơn thời gian tiếp cận khu vực sự cố. Từ đó sắp xếp, điều

C
C
R
UT.L

phối việc xử lý sự cố. Đặc biệt trong mùa mƣa bão, sự cố xảy ra ở
nhiều khu vực trên lƣới điện Đà Nẵng, việc nắm đƣợc thời gian tiếp

D

cận khu vực sự cố của các tổ trực thuộc các Điện lực khác nhau giúp
điều độ viên tập trung cho việc xử lý sự cố tại khu vực mà tổ trực đã
tiếp cận đƣợc. Đối với các trƣờng hợp sự cố lớn, xảy ra nhiều khu
vực, Điện lực tăng cƣờng thêm các nhóm để hỗ trợ xử lý, giảm thời
gian mất điện của khách hàng, việc nắm đƣợc vị trí của từng tổ trực
giúp điều độ viên điều động nhóm trực gần điểm sự cố đến xử lý
nhanh hơn, tránh đƣợc trƣờng hợp điều động các nhóm đi lịng vịng,
ảnh hƣởng đến thời gian khắc phục sự cố.
Đối với Trung tâm điều khiển Đà Nẵng, tại máy tính Điều độ
trực ban đƣợc kết nối phần mềm Google Earth. Sau khi đăng nhập tài
khoản Google, ở mục chia sẻ vị trí, điều độ viên sẽ thấy đƣợc vị trí
của các tổ trực. Để phân biệt giữa các tổ trực, các địa chỉ email đƣợc
đặt tên theo số thứ tự để phân biệt giữa các Điện lực.


14

Hình 3.4. Định vị một thiết bị của tổ trực XLSC D3 – Điện lực
Sơn Trà
Kết hợp thông tin từ vị trí sự cố đƣợc hiển thị trên màn hình

máy tính SCADA Operator và vị trí tổ trực xử lý sự cố trên máy
Điều độ trực ban, công tác điều động nhân lực của Trực ban đƣợc
thực hiện dễ dàng và chính xác hơn nhiều so với trƣớc đây. Nhân
viên tổ trực XLSC nhờ sự chỉ đƣờng của Điều độ sẽ nhanh chóng
đến hiện trƣờng sự cố, giảm thiểu thời gian mất điện cho khách hàng.

C
C
R
UT.L

D

3.4. Kết luận
Việc xây dựng một sơ đồ lƣới điện trực quan trên bản đồ địa lý
đƣợc thực hiện qua nhiều bƣớc, từ bƣớc lấy toạ độ trực tiếp từ hiện
trƣờng của CBCNV đến bƣớc nhập vào chƣơng trình thu thập thơng
tin hiện trƣờng EVNCPC TTHT, sau đó đƣợc chuẩn hố dữ liệu, vẽ
sơ đồ trên phần mềm Google Earth và hiệu chỉnh, cuối cùng kết hợp
vào phần mềm SCADA để phục vụ quản lý vận hành. Kết quả
nghiên cứu trong chƣơng này mang lại một sơ đồ lƣới điện trên bản
đồ địa lý một cách hồn chỉnh, phục vụ nhiều cho cơng tác QLVH
lƣới điện phân phối tại Công ty điện lực Đà Nẵng.


15
CHƢƠNG 4
ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ QUẢN LÝ VẬN HÀNH LƢỚI ĐIỆN
PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG KHI ỨNG DỤNG GIẢI
PHÁP KẾT HỢP BẢN ĐỒ ĐỊA LÝ VÀ HỆ THỐNG SCADA

4.1. Hiệu quả nâng cao độ tin cậy cung cấp điện
4.1.1. Tổng quan về phần mềm PSS/ADEPT
Phần mềm tính tốn lƣới điện PSS/ADEPT (Power System
Simulator/Advanced Distribution Engineering Productivity Tool) của
hãng Shaw Power Technologies là phần mềm tiện ích mơ phỏng hệ
thống điện và là cơng cụ phân tích lƣới điện phân phối
4.1.2. Tính tốn hiệu quả nâng cao độ tin cậy do sự cố kỹ
thuật lưới điện phân phối huyện Hòa Vang bằng module DRA:
4.1.2.1. Tập tin từ điển dữ liệu cấu trúc
Tập tin từ điển dữ liệu cấu trúc có tên là pti.con. Mỗi hạng
mục trong tập tin từ điển dữ liệu cấu trúc chứa thanh ghi dữ liệu cơ
sở và có thể chứa bất kỳ số thanh ghi nào sau đây: Các thanh ghi dữ
liệu 2 pha, các thanh ghi dữ liệu 1 pha, thanh ghi dữ liệu định mức và
thanh ghi dữ liệu độ tin cậy.
4.1.2.2. Phương pháp tính tốn thơng số độ tin cậy từ các sự
cố đã xảy ra

C
C
R
UT.L

D

Suất sự cố thiết bị ( ): Suất sự cố thiết bị là số lần hỏng hóc
của một đơn vị thiết bị trong một đơn vị thời gian và đƣợc tính theo
cơng thức:

Thời gian trung bình sửa chữa sự cố:

16
4.1.2.3. Lựa chọn các xuất tuyến chính của huyện Hịa Vang
để đưa vào tính tốn
Tác giả chọn lƣới điện phân phối thuộc huyện Hịa Vang với 02
xuất tuyến chính là xuất tuyến 471 TBA 110kV Cầu Đỏ và xuất
tuyến 471 TBA 220kV Hịa Khánh để áp dụng tính tốn độ tin cậy,
sau đó sẽ mở rộng ra cho các lƣới điện phân phối khác.
4.1.2.4. Thu thập số liệu thực tế lưới điện phân phối huyện
Hòa Vang
Bảng 4.1. Thống kê số lượng thiết bị trên lưới điện phân phối huyện
Hòa Vang
Thiết
bị

MC
(cái)

Recloser
(cái)

Số
lƣợng

2

16

DCL
(cái)

FCO
(cái)

MBA
(cái)

DUT

C
C
R
.L
55

455

405

ĐZ
(km)
243,595

Kết quả của các thơng số cƣờng độ hỏng hóc sự cố trung bình và
thời gian sửa chữa sự cố trung bình của các phần tử trên lƣới nhƣ
sau:
λMBA = 0,0057 (l/năm)
TMBA = 1 giờ
λĐD = 0,4 (l/km.năm)
TĐD = 0,7 giờ

λFCO = 0,002 (l/năm)
TFCO = 0,8 giờ
λMC = 0,0001 (l/năm)
TMC = 1 giờ
λREC = 0,0001 (l/năm)
TREC = 1 giờ
λDCL = 0,0062 (l/năm)
TDCL = 0,8 giờ
4.1.2.5. Các bước thực hiện tính tốn độ tin cậy do sự cố kỹ
thuật của lưới điện phân phối huyện Hòa Vang sử dụng module DRA
trong phần mềm PSS/ADEPT
Bƣớc 1: Xây dựng sơ đồ lƣới điện cần tính tốn trên phần mềm
PSS/ADEPT.


17

Hình 4.1. Sơ đồ lưới điện XT 471 Hịa Khánh 220 trên PSS ADEPT
Bƣớc 2: Nhập các thông số độ tin cậy đầu vào cho mỗi phần tử.

C
C
R
UT.L

D

Hình 4.2. Cấu hình chức năng DRA một dao cách ly trên PSS Adept
Bƣớc 3: Chạy bài toán DRA.
Bƣớc 4: Xuất Report từ chƣơng trình DRA

4.1.2.6. Kết quả tính tốn các chỉ tiêu độ tin cậy do sự cố kỹ
thuật của lưới điện phân phối 22 kV huyện Hịa Vang trước khi có
chương trình


18
Bảng 4.2. Bảng tổng hợp kết quả độ tin cậy do sự cố kỹ thuật LĐPP
22 kV huyện Hòa Vang khi chưa có chương trình
Xuất
tuyến
471
Cầu

SAIDI

Tổng

SAIFI

KH

(l/năm)

h/

CAIDI

CAIFI

Phút/

KH/năm KH/năm

(l/năm)

h/

Phút/

KH/năm KH/năm

14213 14,5034

8,45

507

14,5034

0,58

34,8

4384

5,58

335

7,6048

0,7345

44,07

Đỏ
471
Hịa
Khánh
220

7,6048

C
C
R
UT.L

4.1.2.7. Kết quả tính tốn các chỉ tiêu độ tin cậy do sự cố kỹ
thuật của lưới điện phân phối 22 kV huyện Hòa Vang sau khi đưa hệ
thống vào vận hành:
Khi đƣa chƣơng trình vào thử nghiệm, từ việc thống kê thời
gian tìm kiếm vị trí sự cố của các nhân viên thao tác lƣu động đƣợc
thống kê trong Hồ sơ quan lý độ tin cậy lƣời điện của Phòng Điều
độ, tác giả thấy rằng thời gian xử lý sự cố đƣợc giảm đƣợc trung bình
20 phút/sự cố nhờ khả năng định hƣớng vị trí, tìm kiếm nhanh vị trí
sự cố nên các thơng số cƣờng độ hỏng hóc trung bình khơng thay đổi
và thời gian sửa chữa sự cố trung bình của các phần tử trên lƣới điện
sau khi sử dụng chƣơng trình nhƣ sau:
λMBA = 0,0057 (l/năm)

TMBA = 0,7 giờ
λĐD = 0,07 (l/km.năm)
TĐD = 0,4 giờ
λFCO = 0,002 (l/năm)
TFCO = 0,5 giờ
λMC = 0,0001 (l/năm)
TMC = 0,7 giờ
λREC = 0,0001 (l/năm)
TREC =0,7 giờ
λDCL = 0,0062 (l/năm)
TDCL = 0,5 giờ

D


19
Kết quả tính tốn SAIFI, SAIDI, CAIFI, CAIDI sự cố của lƣới
điện phân phối 22 kV huyện Hòa Vang xuất từ chƣơng trình DRA
của phần mềm PSS/ADEPT sau khi đƣa chƣơng trình vào vận hành
nhƣ bảng sau:
Bảng 4.3. Bảng tổng hợp kết quả độ tin cậy do sự cố kỹ thuật LĐPP
22 kV huyện Hòa Vang sau khi đưa chương trình vào vận hành
SAIDI
Xuất

Tổng

SAIFI

tuyến

KH

(l/năm)

471
Cầu
Đỏ

h/
KH/nă

Phút/
KH/nă

m

m

5,49

330

1421 14,503
3
4

471
Hịa
4384 7,6048

Khán
h 220

CAIDI
CAIFI
(l/năm)

14,503
4

h/
KH/nă

Phút/
KH/nă

m

m

0,37

22,2

C
C
R
UT.L

D

3,30

198

7,6048

0,43

25.8

4.1.2.8. Kết luận
Bảng 4.4. Bảng tổng hợp so sánh kết quả độ tin cậy do sự cố kỹ thuật
LĐPP 22 kV huyện Hòa Vang trước và sau khi đưa chương trình vào
vận hành
SAIDI
Xuất tuyến

Tổng
KH

471 Cầu Đỏ

14213

507

4384

335

471 Hòa
Khánh 220

Trƣớc
Sau giải
giải
pháp
pháp

CAIDI
Tỉ lệ
giảm
(%)

Trƣớc
giải
pháp

Sau
giải
pháp

Tỉ lệ
giảm (%)

330

34,9%

34,8

22,2

36,2%

198

40,8%

44,07

25,8

41,4%


20
Qua kết quả tính tốn ở bảng, ta thấy việc ứng dụng giải pháp
kết hợp bản đồ địa lý và hệ thống SCADA vào lƣới điện trung thế
hiện trạng của huyện Hòa Vang giúp nâng cao độ tin cậy, giảm thời
gian mất điện cho hệ thống là rất đáng kể.
4.2. Hiệu quả nâng cao chất lƣợng công tác Điều độ hệ
thống điện

C
C
R
UT.L

D

Hình 4.3. Sơ đồ lưới điện trên bản đồ địa lý trên màn hình HMI
SCADA
Giải pháp kết hợp bản đồ địa lý và hệ thống SCADA hiện
đang đƣợc vận hành thử nghiệm tại Trung tâm điều khiển hệ thống
điện Đà Nẵng. Trƣớc đây, khi chƣa có giải pháp này, điều độ viên
trực ban khi xảy ra sự cố trên lƣới điện phải sử dụng sơ đồ lƣới điện
in bằng giấy, từ các dữ liệu về sự cố đƣa ra phán đốn vị trí sự cố và
gọi điện cho tổ trực Xử lý sự cố tại các Điện lực đến vị trí sự cố. Sau
khi có sự hỗ trợ của phần mềm Google Earth, Điều độ viên có thể dự
đốn chính xác vị trí sự cố và điều động ngay tổ trực xử lý sự cố đến
hiện trƣờng kiểm tra, giảm thời gian tìm kiếm sự cố.
Một ứng dụng của giải pháp nữa trong công tác Điều độ là sử
dụng trong chƣơng trình đào tạo Điều độ viên mới. Điều độ viên mới


21
trong những tháng đầu tiên phải trực tiếp đi hiện trƣờng nắm lƣới
điện, nhờ sự hỗ trợ của chƣơng trình các kỹ sƣ mới sẽ nắm bắt nhanh
hơn vị trí, tọa độ địa lý của các tuyến đƣờng dây, vị trí của các thiết
bị điện quan trọng trên địa lý. Nhờ vậy, công tác đào tạo Điều độ
viên mới sẽ trực quan, sinh động và nhanh chóng hơn nhiều so với
trƣớc đây.
4.3. Hiệu quả nâng cao chất lƣợng công tác chăm sóc
khách hàng
Giải pháp đang đƣợc tiếp tục nghiên cứu để có thể thao tác
trên máy tính của bộ phận chăm sóc khách hàng của Cơng ty. Những
nhân viên trực chăm sóc khách hàng của cơng ty thƣờng xun nhận
đƣợc cuộc gọi hỏi về thời gian, phạm vi mất điện khi có sự cố xảy ra.

Trong các trƣờng hợp này, nhân viên CSKH thƣờng dựa vào dữ liệu
trên phần mềm OMS để trả lời mất nhiều thời gian tra cứu, kiểm tra.
Áp dụng giải pháp này, nhân viên CSKH sẽ trực quan thấy ngay khu
vực mất điện theo thời gian thực (đƣợc cập nhật nhờ liên kết với hệ
thống SCADA), nhờ đó sẽ nhanh chóng có câu trả lời cho khách
hàng sử dụng điện. Hiện tại, giải pháp của tác giả có thể hiển thị
đƣợc khu vực mất điện đến TBA phân phối (lƣới trung thế), trong
thời gian tới khi đƣợc phát triển liên kết với hệ thống đo xa từ cơng
tơ hạ áp đo xa, nhân viên CSKH có thể thấy đƣợc từng khách hàng lẻ
bị mất điện khi có sự cố hạ áp.

D

C
C
R
UT.L


22

Hình 4.4. Sơ đồ khu vực mất điện hiển thị trên màn hình của tổ
CSKH

C
C
R
UT.L

4.4. Kết luận

Trong chƣơng này, tác giả đã đƣa ra giải pháp tính tốn hiệu
quả của Giải pháp kết hợp bản đồ địa lý và hệ thống SCADA trên
lƣới điện phân phối Công ty Điện lực Đà Nẵng bằng phần mềm
PSS/ADEPT
Giải pháp kết hợp bản đồ địa lý và hệ thống SCADA mang lại
nhiều hiệu quả cả về độ tin cậy cung cấp điện, hiệu quả trong cơng
tác điều độ hệ thống điện và chăm sóc khách hàng sử dụng điện.
Những hiệu quả kể trên đã đem lại lợi ích nhiều mặt cho cơng ty
Điện lực Đà Nẵng cả về mặt kinh tế và uy tín đối với khách hàng.

D


23
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. Kết luận
Giải pháp kết hợp bản đồ địa lý và hệ thống SCADA để nâng
cao hiệu quả quản lý vận hành lƣới điện thực hiện theo định hƣớng
lƣới điện thông minh của EVNCPC cũng nhƣ EVN dựa trên cơ sở sử
dụng các phần mềm hiện có tại Trung tâm điều khiển Cơng ty Điện
lực Đà Nẵng và phần mềm dùng chung của EVNCPC đã nâng cao rõ
rệt hiệu quả quản lý vận hành lƣới điện tại công ty, cụ thể:
- Xây dựng đƣợc một sơ đồ lƣới điện trung thế hoàn chỉnh
thành phố Đà Nẵng trên nền bản đồ địa lý Google Earth một cách
hoàn chỉnh, đáp ứng nhu cầu xác định cụ thể vị trí, hƣớng tuyến
đƣờng dây, thiết bị trên bản đồ địa lý một cách nhanh chóng, chính
xác.
- Kết hợp với việc tính tốn bảo vệ relay, từ giá trị dịng điện
ngắn mạch khi sự cố xảy ra thu thập qua hệ thống SCADA, các Điều
độ viên nhanh chóng xác định vị trí sự cố trên bản đồ địa lý để thơng

báo với tổ xử lý sự cố nhanh chóng đến hiện trƣờng xử lý, giảm thời
gian mất điện khách hàng, nâng cao chỉ số độ tin cậy cung cấp điện
của Công ty.
- Nâng cao hiệu quả chăm sóc khách hàng khi nhân viên trực
CSKH thơng tin nhanh chóng khu vực mất điện khi khách hàng cần
cung cấp thông tin.
- Công tác vận hành điều độ hệ thống điện có thêm cơng cụ hỗ
trợ, giảm thời gian tra cứu dữ liệu bằng bản in giấy, đồng thời nâng
cao hiệu quả khi đào tạo Điều độ viên mới.

C
C
R
UT.L

D

2. Kiến nghị
Trên cơ sở các kết quả đạt đƣợc của luận văn, tác giả có một
số kiến nghị nhƣ sau: