Định vị và điều phối ứng cứu sự cố lưới điện

- ĐỊNH VỊ VÀ ĐIỀU PHỐI ỨNG CỨU SỰ CỐ LƯỚI ĐIỆN Nguyễn Thị Bích Ngư, Phan Bình Minh và Nguyễn Chí Ngôn Khoa Công nghệ, Trường Đại học Cần Thơ.
- Bản đồ số Google Maps, dịch vụ web, định vị toàn cầu, tin nhắn SMS.
- Giải pháp đề xuất là xây dựng hệ thống giám sát, chủ động phát hiện bất thường trên lưới điện và hiển thị địa điểm xảy ra sự cố lên máy tính quản lý.
- đồng thời gửi cảnh báo điều hướng nhân viên vận hành gần nhất đến điểm cần ứng cứu dựa trên Google Maps.
- Hệ thống nhằm mục tiêu phát hiện sớm, xử lý nhanh, giảm thời gian mất điện, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện và chất lượng dịch vụ.
- Định vị và điều phối ứng cứu sự cố lưới điện.
- Công tác xử lý sự cố lưới điện đòi hỏi phải.
- để xác định được các điểm cảnh báo, vị trí của nhân viên trực vận hành và điều hướng nhân viên đến điểm cảnh báo trên Google Maps thông qua điện thoại.
- Từ đó, nhân viên trực vận hành có thông tin tổng quan về phạm vi sự cố và công tác chuẩn bị xử lý được thuận lợi hơn..
- Vì bị động trong công tác phát hiện khi có sự cố xảy ra làm kéo dài thời gian mất điện nên việc nâng cao hơn nữa tính chủ động trong việc phát hiện, xử lý khi có bất thường trên lưới điện bằng cách tăng cường các hoạt động giám sát, cảnh báo ngay là điều cần thiết để tổ chức xây dựng kế hoạch ứng cứu phù hợp nhằm bảo đảm an toàn hệ thống lưới điện.
- Nghiên cứu Trần Phước Thành và ctv.(2015) xây dựng hệ thống hỗ trợ ứng cứu sự cố an ninh, phát hiện ngay khi có sự cố xảy ra và điều hướng nhân viên ứng cứu.
- Nghiên cứu này mở rộng từ đề tài trên để giám sát lưới điện hạ áp khi có sự cố xảy ra và tham khảo các hệ thống hiện hành của ngành điện, xây dựng công cụ giúp cải thiện hệ thống thu thập và quản lý dữ liệu công tơ nhằm chủ động phát hiện bất thường, giúp giảm thời gian xử lý sự cố mất điện, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện, và có thể thử nghiệm thực tế trong ngành điện..
- 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Tổng quan hệ thống.
- Cảnh báo sự cố lưới điện tự động đòi hỏi các công đoạn: gửi và nhận tín hiệu từ điểm cần giám sát ở các vị trí khác nhau, định vị điểm cảnh báo, xác định vị trí nhân viên gần nhất và điều hướng nhân viên đến điểm cần xử lý.
- Chương trình giám sát từ xa mà ngành điện đang quản lý (Công ty Cổ phần Tư vấn Đầu tư Phát triển Hạ tầng Viễn thông, 2014) chỉ thu thập các thông số và việc hiển thị trạng thái cảnh báo còn thụ động, chưa cảnh báo ngay khi sự cố lưới điện xảy ra và cũng như không định vị được điểm sự cố và vị trí nhân viên vận hành.
- Thực tiễn đặt ra yêu cầu xây dựng một hệ thống định vị ngay khi có sự cố và điều hướng nhân viên vận hành trên Google Maps với thời gian nhanh nhất, đáp ứng nhu cầu giảm thời gian mất điện và nâng cao độ tin cậy cung cấp điện..
- Quá trình thực hiện được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu và được tính toán để xác định nhân viên gần.
- điểm cảnh báo nhất, sau đó gửi tin nhắn cảnh báo và đường dẫn mở ứng dụng Google Maps điều hướng nhân viên này đến điểm đặt thiết bị thông qua một modem GSM (Global System for Mobile Communications).
- Sau khi nhận được tin nhắn, nhân viên gửi tin nhắn xác nhận về hệ thống theo cú pháp được thiết lập sẵn.
- Nếu sau 3 phút, hệ thống chưa nhận được tin nhắn xác nhận sẽ gửi tin nhắn cảnh báo đến nhân viên gần tiếp theo đồng thời gửi tin nhắn huỷ lệnh cho nhân viên trước đó, chu trình này được lặp lại cho đến khi có nhân viên gửi tin nhắn xác nhận (hệ thống không gửi tin nhắn cùng lúc đến tất cả nhân viên vì cùng lúc có đến 2, 3 nhân viên cùng xử lý 1 sự cố, mất nhiều chi phí)..
- Hoạt động của hệ thống: Hệ thống bắt đầu nhận tín hiệu từ thiết bị giám sát sẽ phân tích nhận diện sự cố:.
- Nếu sự cố là trạm biến áp, hệ thống kiểm tra trong lịch cắt điện nếu đúng thì hiển thị cảnh báo trên máy tính quản lý và kết thúc, nếu không có trong lịch cắt điện thì hệ thống cảnh báo trên máy tính quản lý và gửi tin nhắn cho nhân viên gần thứ nhất chờ xác nhận phản hồi và kết thúc.
- Sau thời gian qui ước, nếu không nhận được tin nhắn xác nhận thì hệ thống sẽ gửi cảnh báo cho nhân viên gần tiếp theo, đồng thời hủy lệnh cho nhân viên trước đó, chờ xác nhận của nhân viên tiếp theo, quá trình được lặp lại đến khi có nhân viên xác nhận xử lý quá trình kết thúc..
- Nếu không phải là trạm biến áp, sự cố là khách hàng hệ thống kiểm tra số cảnh báo được gửi đến, nếu đúng thì gửi cảnh báo đến khách hàng, hệ thống cảnh báo trên máy tính quản lý và gửi tin nhắn cảnh báo cho nhân viên gần thứ nhất chờ xác nhận phản hồi.
- Sau thời gian qui ước, nếu không nhận được tin nhắn xác nhận, hệ thống sẽ gửi cảnh báo cho nhân viên gần tiếp theo đồng thời hủy lệnh cho nhân viên trước đó và chờ xác nhận của nhân viên tiếp theo, quá trình được lặp lại đến khi có nhân viên xác nhận xử lý.
- Sau khi kiểm tra cảnh báo được gửi đến, nếu sai hệ thống kiểm tra lịch cắt điện quay lại trường hợp trạm biến áp và kết thúc quá trình.
- Trong trường hợp số cảnh báo gửi đến lớn hơn qui ước, hệ thống kiểm tra lại lịch cắt điện trở và về trường hợp trạm biến áp.
- Lưu đồ giải thuật hệ thống được trình bày ở Hình 1..
- Tín hiệu GPIO.
- Hình 2: Sơ đồ khối thiết bị giám sát điện áp.
- Hình 3: Thiết bị giám sát điện áp Thiết bị có thể đo được điện áp từ 0 – 245 VAC và gửi cảnh báo SMS với các cấu trúc sau:.
- 235V thiết bị sẽ gửi cảnh báo điện áp cao “ALARM HighAcc”.
- Khi điện áp 50V ≤ U ≤ 215V thiết bị sẽ gửi cảnh báo điện áp thấp “ALARM LowAcc”.
- 50V thiết bị sẽ gửi cảnh báo mất điện áp “ALARM NoAcc”.
- 235V thiết bị sẽ gửi cảnh báo có điện áp “ALARM NormalAcc”.
- Thiết bị có thể được lắp đặt dễ dàng và hoạt động hiệu quả trong mạng GSM tần số:.
- Cho phép gửi tín hiệu cảnh báo điện áp bằng tin nhắn SMS đến máy tính quản lý..
- Khi có thay đổi về giá trị điện áp trong phạm vi cài đặt: điện áp cao (ALARM HighAcc), điện áp thấp (ALARM LowAcc), mất điện (ALARM NoAcc), có điện (ALARM Normal Acc), thiết bị sẽ gửi thông báo mức điện áp về máy tính quản lý, nhân viên quản lý theo dõi giám sát để có kế hoạch điều chỉnh vị trí nấc máy biến áp cho phù hợp..
- Hình 5: Lưu đồ giải thuật thiết bị giám sát điện áp (khách hàng).
- 2.2.2 Xác định vị trí cảnh báo.
- Thiết bị được lắp đặt cố định tại vị trí cần giám sát là thiết bị được trình bày ở Hình 3, sẽ xác định được tọa độ tương đối GPS (Global Positioning System) tĩnh của thiết bị thông qua Google Maps (A.
- Khi xảy ra sự cố ở một điểm cần giám sát, nơi có lắp đặt thiết bị tự động gửi một tin nhắn SMS cảnh báo về máy tính quản lý.
- Hệ thống được phát triển trên nền ngôn ngữ PHP (Personal Home Page) kết hợp với hệ quản trị cơ sở dữ liệu MySQL để xây dựng các modul bao gồm: Modul gửi và nhận tin nhắn SMS (M..
- Ghasemzadeh), modul phân loại tin nhắn liên kết cơ sở dữ liệu để truy cập thông tin địa điểm, Website hiển thị điểm cần được xử lý trên Google Maps (Parkinson, B.
- Một tin nhắn mới gửi đến hệ thống sẽ được tiếp nhận và lưu vào cơ sở dữ liệu hệ thống thông qua modul gửi và nhận tin nhắn SMS.
- Các modul khác sẽ lấy dữ liệu từ cơ sở dữ liệu để xử lý theo yêu cầu.
- Mô hình lưu trữ và xử lý tin nhắn được trình bày ở Hình 6..
- Hình 6: Mô hình lưu trữ và xử lý tín hiệu 2.3 Tiếp nhận và xử lý cảnh báo.
- Để truyền nhận tín hiệu SMS giữa thiết bị giám sát cảnh báo và máy tính quản lý hay thiết bị di động, một modem GSM (USB 3G MF190S- ZTE).
- AT + CMGF Định dạng tin nhắn ở dạng TEXT AT + CNMI Hiển thị nội dung tin nhắn khi nhận.
- 2.3.2 Phân tích phạm vi cảnh báo.
- Sau khi nhận được tín hiệu cảnh báo từ thiết bị, Server sẽ phân tích mã thiết bị có trong cơ sở dữ liệu để phân loại cảnh báo thuộc phạm vi trạm biến áp hay khách hàng..
- Nếu thiết bị gửi cảnh báo là trạm biến áp thì hệ thống sẽ kiểm tra lịch cắt điện.
- Nếu có lịch cắt điện vào khoảng thời gian thiết bị gửi cảnh báo thì chỉ hiển thị cảnh báo trên máy tính quản lý, ngược lại thì gửi cảnh báo đến nhân viên vận hành và hiển thị trên máy tính quản lý..
- Nếu thiết bị gửi cảnh báo là khách hàng thì hệ thống sẽ kiểm tra số lượng thiết bị trong cùng một trạm biến áp.
- Nếu số lượng cảnh báo từ 3 thiết bị trở lên thì xem như cảnh báo trạm biến áp, ngược lại gửi cảnh báo đến nhân viên vận hành và hiển thị trên máy tính quản lý..
- 2.4 Xác nhận và xử lý cảnh báo.
- Nhân viên trực vận hành sau khi nhận được tin nhắn cảnh báo phải gửi tin nhắn xác nhận theo mẫu về máy tính quản lý, nếu sau 3 phút hệ thống không nhận được tin nhắn xác nhận từ nhân viên vận hành thứ nhất thì sẽ gửi lại tin nhắn cảnh báo.
- đó cho nhân viên gần tiếp theo, chu trình này được lặp lại cho đến khi có nhân viên gửi tin nhắn xác nhận cảnh báo..
- Sau khi cảnh báo được xử lý xong, thiết bị giám sát sẽ gửi tin nhắn báo có điện về hệ thống để cập nhật trạng thái bình thường không còn cảnh báo..
- 2.5 Xây dựng cơ sở dữ liệu sử dụng MySQL Khi nhận được tín hiệu cảnh báo từ điểm giám sát, Window Service sẽ đọc dữ liệu từ modem GSM, truy cập Web Server để cập nhật thông tin vị trí điểm xảy ra cảnh báo.
- Sau đó, phần mềm sẽ xác định điểm cảnh báo và tính toán khoảng cách dựa trên dữ liệu kinh độ và vĩ độ để tìm nhân viên trực vận hành gần điểm cảnh báo nhất và gửi tín hiệu cảnh báo cho nhân viên này (Vargas, G.
- Hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu gồm danh sách các thiết bị và danh sách nhân viên trực vận hành..
- Hệ thống này còn cho phép nhà quản trị quản lý đối tượng người dùng, nội dung các cảnh báo, thời điểm xảy ra, thời gian hoàn tất việc xử lý cảnh báo..
- Hệ cơ sở dữ liệu được xây dựng theo liên kết với mô hình (Hình 7)..
- Hình 7: Mối liên kết các khối dữ liệu trong hệ cơ sở dữ liệu SQL (Structured Query Language) 2.6 Xây dựng phần mềm quản lý Alarm.
- Phần mềm này được xây dựng bằng công cụ Visual Studio 2013, với ngôn ngữ lập trình C#.net và hệ quản trị cơ sở dữ liệu SQL Server.
- Phần mềm có nhiệm vụ tự động xử lý các dữ liệu truyền về của thiết bị giám sát và nhân viên trực vận hành để xác định điểm xảy ra cảnh báo và vị trí nhân viên trực vận hành gần nhất, hiển thị lên giao diện ứng dụng đã được xây dựng và gửi tin nhắn điều hướng nhân viên đến điểm cảnh báo trên Google Maps..
- C#.net kết nối và nhận dữ liệu trực tiếp từ modem GSM (AIRCOM International, 2002)..
- Khi nhận được tín hiệu cảnh báo từ điểm giám sát, Window Service sẽ đọc dữ liệu từ modem GSM, truy cập Web Server để cập nhật thông tin vị trí điểm xảy ra cảnh báo.
- Sau đó, phần mềm sẽ xác định điểm cảnh báo và tính toán khoảng cách dựa trên dữ liệu kinh độ và vĩ độ để tìm nhân viên trực vận hành gần điểm cảnh báo nhất và gửi tín hiệu cảnh báo cho nhân viên này.
- Nội dung cảnh báo và liên kết điều hướng từ vị trí nhân viên đến điểm cảnh báo cần xử lý thông qua ứng dụng Google Maps đã cài đặt trên điện thoại..
- 3.1 Hiển thị vị trí nhân viên và điểm giám sát Nhân viên trực vận hành phải sử dụng điện thoại (Smart phone) có hỗ trợ GPS, cài đặt ứng dụng Android cho phép truy xuất dữ liệu GPS của điện thoại sau mỗi 30 giây và gửi về Web Server khi có yêu cầu, để đưa vào cơ sở dữ liệu SQLServer được trình bày ở Hình 8.
- Các dữ liệu đưa về bao gồm mã nhân viên trực vận hành (User ID), kinh độ (Longitude) và vĩ độ (Latitude) của nhân viên.
- Để sử dụng được chức năng này, yêu cầu nhân viên trực vận hành phải bật chức năng.
- Hình 9: Vị trí nhân viên vận hành , điểm giám sát Ứng dụng hiển thị vị trí nhân viên và các điểm.
- 3.2 Nhận và hiển thị cảnh báo.
- Tín hiệu cảnh báo được gửi từ thiết bị giám sát đến hệ thống và được hiển thị trên máy tính quản lý và âm thanh cảnh báo được trình bày ở Hình 10..
- 3.3 Tín hiệu cảnh báo có điều hướng và xác nhận.
- Để đảm bảo việc tiếp nhận thông tin sự cố và xử lý sự cố đạt được hiệu quả cao, nghiên cứu này đã thiết kế vòng lặp kiểm tra tin nhắn xác nhận với chu kỳ 3 phút.
- Khoảng thời gian này đủ để nhân viên trực vận hành có thể nhắn tin xác nhận.
- Khi đó, hệ thống sẽ không tiếp tục gửi tín hiệu cho nhân viên trực vận hành tiếp theo.
- Nội dung tín hiệu cảnh báo và xác nhận của nhân viên trên điện thoại được trình bày ở Hình 11..
- Nghiên cứu này chỉ trình bày phần mất điện và có điện, trường hợp cao áp và thấp áp cũng tương tự và dữ liệu đã được thiết lập sẵn nhưng đòi hỏi phải sử dụng máy biến áp tự ngẫu để làm thí nghiệm..
- Hình 11: Tín hiệu cảnh báo và xác nhận của nhân viên trên điện thoại.
- Sau khi nhận được tin nhắn cảnh báo, nhân viên trực vận hành xác nhận theo cú pháp trên, sau đó.
- chọn vào đường dẫn kèm theo tin nhắn sẽ mở ứng dụng Google Maps điều hướng nhân viên đến điểm cảnh báo, giúp cho nhân viên nhanh chóng tiếp cận điểm cảnh báo trong thời gian ngắn nhất.
- Hình 12: Điều hướng nhân viên.
- Trạng thái máy chủ quản lý sau khi nhân viên vận hành xác nhận xử lý cảnh báo được phản hồi về hệ thống trình bày ở Hình 13..
- Hình 13: Hệ thống cập nhật trạng thái khi nhân viên xác nhận xử lý.
- Sau khi cảnh báo được xử lý xong, điện được khôi phục trở lại, thiết bị sẽ gửi tin nhắn báo có điện về hệ thống để cập nhật trạng thái bình thường.
- không còn cảnh báo thì mới được xem là hoàn thành quá trình xử lý được trình bày ở Hình 14..
- Hình 14: Hoàn tất quá trình xử lý sự cố 4 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT.
- Từ kết quả đề tài xây dựng hệ thống hỗ trợ ứng cứu sự cố anh ninh, nghiên cứu này được thử nghiệm trên 6 thiết bị giám sát được lắp đặt tại các vị trí khác nhau.
- Kết quả kiểm chứng thời gian từ lúc thiết bị phát hiện bất thường trên lưới điện đến khi nhân viên nhận được cảnh báo điều hướng khoảng từ 1 đến 3 phút, đồng thời khách hàng nhận được cảnh báo ngay khi có sự cố xảy ra.
- Kết quả kiểm chứng cho phép khẳng định tính khả thi của việc xây dựng hệ thống gửi và nhận tín hiệu, hiển thị điểm sự cố và điều hướng nhân viên ứng cứu sự cố trên Google Maps.
- Bước đầu cho thấy hệ thống nên được thử nghiệm thực tế để hoàn thiện.
- Khi đó, việc kết hợp hệ thống này với Hệ thống thu thập và quản lý dữ liệu công tơ sẽ tạo thành một công cụ hữu ích, đáp ứng yêu cầu phát hiện sớm và xử lý nhanh sự cố.
- Thiết kế và chế tạo thiết bị.
- Xây dựng hệ thống hỗ trợ ứng cứu sự cố an ninh