Báo cáo Nghiên cứu giao tiếp với công tơ đo đếm điện năng qua internet (Phần 1)

Nội dung text: Báo cáo Nghiên cứu giao tiếp với công tơ đo đếm điện năng qua internet (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU GIAO TIẾP VỚI CÔNG TƠ ÐO ÐẾM ÐIỆN NĂNG QUAS K C 0 0 3 9 INTERNET5 9 MÃ SỐ: T2014-05 S KC 0 0 5 4 8 5 Tp. Hồ Chí Minh, 2014
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU GIAO TIẾP VỚI CÔNG TƠ ĐO ĐẾM ĐIỆN NĂNG QUA INTERNET Mã số: T2014-05 Chủ nhiệm đề tài: GVC. TH.S TRẦN TÙNG GIANG TP. HCM, Tháng 11/Năm 2014
3. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐƠN VỊ: KHOA ĐIỆN- ĐIỆN TỬ BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU GIAO TIẾP VỚI CÔNG TƠ ĐO ĐẾM ĐIỆN NĂNG QUA INTERNET Mã số: T2014-05 Chủ nhiệm đề tài:GVC.TH.S TRẦN TÙNG GIANG Thành viên đề tài: TH.S LÊ TRỌNG NGHĨA TP. HCM, Tháng11/Năm 2014
4. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TÓM TẮT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU GIAO TIẾP VỚI CÔNG TƠ ĐO ĐẾM ĐIỆN NĂNG QUA INTERNET Mã số: T2014-05 Chủ nhiệm đề tài: GVC.TH.S TRẦN TÙNG GIANG TP. HCM, Tháng 11/ Năm 2014
5. Báo cáo đề tài NCKH DANH SÁCH NHỮNG THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI Đơn vị công tác và Nội dung nghiên cứu cụ STT Họ và tên Chữ ký lĩnh vực chuyên môn thể được giao Lê Trọng Nghĩa ii
6. MỤC LỤC Trang Mục lục iii Danh sách các bảng v Danh sách các hình vi Danh mục các chữ viết tắt viii Chương MỞ ĐẦU x Chương 1TỔNG QUAN VỀ ĐO ĐẾM VÀ GIÁM SÁT ĐIỆN NĂNG TỪ XA 1 1.1 Hệ thống đọc chỉ số công tơ từ xa 1 1.2 Hệ thống giám sát điện năng trực tuyến cho các trạm phân phối điện, nhà máy 10 1.2.1 Tính năng cơ bản 10 1.2.2 Mô hình hệ thống 11 Chương 2CÁC CHUẨN TRUYỀN THÔNG VÀ GIAO TIẾP VỚI INTERNET 12 2.1. Giới thiệu đồng hồ EPM5500P 12 2.2 Thiết bị kết nối đồng hồ EPM5500P với máy tính 25 Chương 3GIAO TIẾP VỚI CÔNG TƠ ĐO ĐẾM ĐIỆN NĂNG QUA INTERNET 27 3.1 Giới thiệu tổng quan các thiết bị sử dụng trong đề tài nghiên cứu 27 3.1.1 Chức năng của Atmega162 27 3.1.2 Cấu trúc của ATmega162 29 3.1.3 Một Số modum của ATmegal62 32 3.1.4 AVR Atmega16 Memories 34 3.1.5 Bộ Định thời (Timer/ Counter ) 38 3.1.6 Interrup (Ngắt) 42 3.1.7 USART 44 3.2 IC MAX232 49 3.2.1 Giới thiệu chuẩn RS232 49 3.2.2 IC MAX232 52 Chương 4THIẾT KẾ BỘ GIAO TIẾP VỚI INTERNETVÀ THỬ NGHIỆM 54 4.1 Thiết kế mạch 54 4.1.1 Sơ đồ khối của hệ thống 54 iii
7. 4.1.2 Sơ đồ nguyên lý của các khối 54 4.1.2.1 Khối Nguồn 54 4.1.2.2 Khối Điều Khiển 55 4.1.2.3 Khối Module Sim 900 56 4.2 Thiết kế lưu đồ giải thuật 57 4.3 Thiết kế giao diện thu thập dữ liệu 58 4.4 Lập trình 58 Chương 5: KẾT LUẬN 81 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 81 4.1. Kết luận 81 4.2. Hướng nghiên cứu phát triển 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC Bản sao Thuyết minh đề tài đã được phê duyệt iv
8. DANH SÁCH CÁC BẢNG BẢNG TRANG Bảng 2.1:Bảng Địa chỉ dữ liệu bộ nhớ Modbus 23 Bảng 3.1: Bảng chức năng của Bit CS0X 40 Bảng 3.2:Chức năng và vị trí của từng chân 51 v
9. DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hình 1.1: Hệ thống đọc chỉ số công tơ từ xa 2 Hình 1.2: Công tơ điện xoay chiều 1 pha kiểu điện tử công nghệ PLC 3 Hình 1.3: Sơ đồ hoạt động 4 Hình 1.4:Mô hình triển khai hệ thống thu thập dữ liệu đo đếm từ xa 7 Hình 1.5:Hệ thống phần mềm mang tính trực quan, có khả năng tương tác cao đến từng điểm đo trên các sơ đồ vận hành lưới điện 9 Hình 1.6:Hệ thống phần mềm vận hành tương tác 9 Hình 1.7: Mô hình hệ thống 11 Hình 2.1: Hình dạng đồng hồ EPM 5500P 12 Hình 2.2:Ngõ vào số 14 Hình 2.3: Ngõ ra số 15 Hình 2.4: Ngõ ra số 15 Hình 2.5: Ngõ ra relay 16 Hình 2.6: Màn hình mã đăng nhập 17 Hình 2.7: Cài đặt địa chỉ đồng hồ 17 Hình 2.8: Cài đặt tốc độ Baud 18 Hình 2.9: Cài đặt cách đấu dây ngõ vào điện áp 18 Hình 2.10: Cài đặt cách đấu dây ngõ vào dòng điện 19 Hình 2.11: Cài đặt giá trị PT1 19 Hình 2.12: Cài đặt giá trị PT2 20 Hình 2.13: Cài đặt giá trị CT1 20 Hình 2.14: Sơ đồ khối giao tiếp và hiển thị đồng hồ đo lường đa năng với máy tính 21 Hình 2.15:Giao diện của phần mềm EPM 5500P 25 Hình 2.16:Bộ chuyển đổi từ RS485 sang RS232 HEXIN 26 Hình 2.17:Bộ chuyển đổi từ RS232 sang COM Prolific 26 Hình 3.1: Sơ đồ khối kết nối giao tiếp giữa đồng hồ với Internet 27 vi
10. Hình 3.2: Sơ đồ chân của ATmega162 29 Hình 3.3: Cấu trúc của ATmega162 30 Hình 3.4:Bản đồ bộ nhở dữ liệu SRAM 35 Hình 3.5:Đơn vị đếm 39 Hình 3.6: Sơ đồ so sánh ngõ ra 39 Hình 3.7: Trình tự ngắt 43 Hình 3.8: Vector ngắt và Reset chip ATmega16 44 Hình 3.9: Sơ đồ khối bộ USART 45 Hình 3.10: Đơn vị tạo xung clock 46 Hình 3.11: Định dạng khung truyền 47 Hình 3.12: Sơ đồ RS232 50 Hình 3.13: Dạng thức truyền 1 byte dữ liệu theo chuẩn RS232 52 Hình 3.14: Sơ đồ chân và sơ đồ nguyên lý IC MAX232 53 Hình 4.1: Sơ đồ khối của hệ thống 54 Hình 4.2: Sơ đồ nguyên lý Khối Nguồn 54 Hình 4.3: Sơ đồ nguyên lý Khối Điều Khiển 55 Hình 4.4: Sơ đồ nguyên lý Khối Module Sim 900 56 Hình 4.5: Lưu đồ giải thuật 57 Hình 4.6: Giao diện thu thập dữ liệu 58 vii
11. DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TCC - Time Current Characteristic SMS - Short Message Service GSM - Global System for Mobile Communications CDMA - Code Division Multiple Access TDMA - Time Division Multiple Access ETSI - European Telecommunications Standards Institute GPRS - General Packet Radio Service EDGE - Enhanced Datarates for Global Evolution AS-I - Actuator Sensor Interface PROFIBUS - Process Field Bus IC - Integrated Circuit MPI -Message Passing Interface ADC - Analog Digital Converter RAM - Random Access Memory viii
12. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Độc lập - Tự do - Hạnh phúc ĐƠN VỊ KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ Tp. HCM, ngày 7 tháng 11 năm 2014 THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 1. Thông tin chung: - Tên đề tài: Nghiên cứu giao tiếp với công tơ đo đếm điện năng qua Internet. - Mã số: T2014-05 - Chủ nhiệm: GV Trần Tùng Giang - Cơ quan chủ trì: Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh - Thời gian thực hiện:từ 10-1-2014 đến 30-12-2014 2. Mục tiêu:Nghiên cứu việc giao tiếp với công tơ đo đếm điện năng qua Internet nhằm quản lý, giám sát cũng như kiểm soát việc đo đếm điện năng và các thông số: điện áp, dòng điện, tần số, các chỉ tiêu chất lượng điện năng từ xa. 3. Tính mới và sáng tạo:Mạch (Card) kết nối và giao tiếp đồng hồ đo điện năng với Internet. 4. Kết quả nghiên cứu: - Nghiên cứu việc giao tiếp với công tơ đo đếm điện năng và truy nhập các thông số qua Internet. - Khảo sát, tính toán, thử nghiệm nhằm kiểm chứng hiệu quả phương pháp đề xuất. 5. Sản phẩm: Tài liệu báo cáo kết quả nghiên cứu. - Mạch (Card) kết nối và giao tiếp đồng hồ đo điện năng với Internet. 6. Hiệu quả, phương thức chuyển giao kết quả nghiên cứu và khả năng áp dụng: - Được sử dụng làm tài liệu học tập cho sinh viên học các môn: Đo lường cảm biến, hệ thống thu thập dữ liệu và điều khiển, Cung cấp điện. - Sản phẩm của đề tài có thể ứng dụng trong các cơ quan, các công ty điện lực phục vụ công tác đo ghi, giám sát các thông số hệ thống điện từ xa. Trưởng Đơn vị Chủ nhiệm đề tài (ký, họ và tên, đóng dấu) (ký, họ và tên)
13. Chương mở đầu CHƢƠNG MỞ ĐẦU 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài Hệ thống đo đếm và quản lý lưới điện thông minh Smart Grid sử dụng các đồng hồ đo đếm đa năng và thông minh bắt đầu được triển khai và được ứng dụng rộng rải tại Mỹ và Canada những năm gần đây, tuy nhiên, chi phí đầu tư hiện nay còn rất cao. Hệ thống đo đếm công tơ từ xa truyền qua đường dây điện CollectricTM, đây là hệ thống đo lượng điện năng tiêu thụ tiên tiến và thông suốt theo thời gian thực. Với hệ thống này, ngành Điện lực không cần cử nhân viên đi ghi chỉ số công tơ tại các hộ gia đình. Ngoài ra hệ thống này còn cung cấp một số chức năng bổ sung hỗ trợ cho công tác giám sát và quản lý khách hàng cũng thư cung cấp thông tin cho khách hàng. Hệ thống CollectricTM có thể tận dụng được cơ sở hạ tầng sẵn có với những công tơ theo đơn vị KWH. Vì vậy ngành điện không cần phải thay thế các công tơ hiện có mà chỉ phải lắp đặt thêm một số thiết bị là có được hệ thống mới, điều này giúp ngành điện giảm được rất thiếu chi phí đầu tư. Hệ thống này là một bước đột phá về công nghệ truyền thông trên đường dây điện (PLC), sử dụng hệ thống dây điện sẵn có để truyền dữ liệu theo thời gian thực giữa các khách hàng với một thiết bị thu thập và xử lý dữ liệu trung tâm. Đây là một hệ thống Module linh hoạt, nó chỉ đòi hỏi một sự đầu tư ban đầu rất khiêm tốn, quá trình lắp đặt dễ dàng và nhanh chóng. Tuy nhiên, giải pháp này có nhược điểm là dễ bị nhiễu trên đường truyền và do đó cần phải có giải pháp chống nhiễu. Đề tài “Đo đếm điện năng từ xa qua mang RS485” sử dụng bộ vi điều khiển kết hợp với việc truyền dữ liệu qua mạng RS485, giúp đo ghi dữ liệu từ xa, tuy nhiên vì là khoảng cách truyền dữ liệu bị hạn chế. 1.2 Tính cấp thiết của đề tài Hiện nay trong ngành điện, công tác kiểm tra việc sử dụng và tiêu thụ điện năng của khách hàng vẫn sử dụng phương pháp thủ công. Phương pháp này bộc lộ khá nhiều nhược điểm như: mất nhiều thời gian, không kiểm soát được mức tiêu thụ điện năng của các tải và hộ tiêu thụ, khó phát hiện được các hành vi gian lận điện năng Để khắc phục các nhược điểm trên, đề tài: “Nghiên cứu giao tiếp với công tơ đo đếm điện năng qua Internet” nghiên cứu việc giao tiếp với các công tơ điện tử qua Internet, x
14. Chương mở đầu góp phần hỗ trợ cho công tác giám sát và quản lý điện năng từ xa, đồng thời phục vụ cho các môn học: Đo lường điện, Thực tập cung cấp điện để thực hành vận hành việc đo đếm điện năng từ xa qua Internet. 1.3 Mục tiêu – Cách tiếp cận – Phƣơng pháp nghiên cứu 1.3.1 Mục tiêu nghiên cứu - Nghiên cứu việc giao tiếp với công tơ đo đếm điện năng điện tử qua Internet. - Ứng dụng việc giao tiếp với công tơ đo đếm điện năng qua Internet để giám sát và quản lý điện năng từ xa. 1.3.2 Cách tiếp cận - Đọc tài liệu, tìm hiểu các thiết bị hiện có trên thị trường. 1.3.3 Phƣơng pháp nghiên cứu - Khảo sát, tham khảo tài liệu, tổng hợp. 1.4 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu 1.4.1 Đối tƣợng nghiên cứu: Công tơ điện tử đo đếm điện năng. 1.4.2 Phạm vi nghiên cứu - Các chuẩn truyền thông và việc giao tiếp công tơ với Internet. 1.5 Nội dung nghiên cứu PHẦN MỞ ĐẦU Tổng quan về hướng nghiên cứu: tóm tắt các kết quả nghiên cứu ở ngoài nước, tính cấp thiết; mục tiêu; cách tiếp cận; phương pháp nghiên cứu, đối tượng và phạm vi nghiên cứu, nội dung nghiên cứu. Đặt vấn đề và hướng giải quyết vấn đề. PHẦN NỘI DUNG Chương 1: Tổng quan về đo đếm và giám sát điện năng từ xa. Chương 2: Các chuẩn truyền thông và giao tiếp với Internet. Chương 3: Giao tiếp với công tơ đo đếm điện năng qua Internet. Chương 4: Thiết kế bộ giao tiếp với Internet và thử nghiệm. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Trình bày các kết quả đạt được trong đề tài, và hướng nghiên cứu phát triển của đề tài. xi
15. Báo cáo đề tài NCKH Chƣơng 1 TỔNG QUAN VỀ ĐO ĐẾM VÀ GIÁM SÁT ĐIỆN NĂNG TỪ XA Một vài năm trở lại đây, cùng với sự phát triển chung của nền kinh tế, ngành điện đã có những bƣớc phát triển vƣợt bậc. Song song với sự phát triển đó thì nhu cầu sử dụng điện năng đã tăng đột biến, tình trạng thiếu điện đã xảy ra ở nhiều địa phƣơng đặc biệt là vào giờ cao điểm. Ngành điện đã phải thực hiện các biện pháp nhằm tiết giảm điện năng tiêu thụ, cắt điện luân phiên, thực hiện và triển khai nhiều chƣơng trình tiết kiệm điện đến tận ngƣời sử dụng. Trƣớc tình hình thực tế trên, nhu cầu đọc chỉ số công tơ từ xa và giám sát điện năng tiêu thụ trực tuyến trở lên cấp bách và cần thiết hơn bao giờ hết đối với cả nhà cung cấp và ngƣời sử dụng điện. Với mong muốn đƣợc chia sẻ với những khó khăn đồng thời góp phần vào sự phát triển chung của ngành điện cũng nhƣ các khách hàng sử dụng điện, chúng tôi đã không ngừng nỗ lực để nghiên cứƣ và tìm kiếm những giải pháp tốt nhất nhằm cung cấp cho khách hàng những sản phẩm, dịch vụ và công cụ cần thiết để chúng ta có những thông tin kịp thời, chính xác giúp cho việc điều hành hoạt động sản xuất kinh doanh đƣợc hiệu quả hơn. 1.1. Hệ thống đọc chỉ số công tơ từ xa. Công nghệ đƣờng truyền GSM/3G Các loại công tơ áp dụng Công tơ ABB (ELSTER) Công tơ Landis Công tơ Actaris Các loại công tơ điện tử một pha và ba pha có hỗ trợ cổng giao tiếp RS232 hoặc RS485. Mô hình hệ thống dùng cho công tơ 3 pha, khách hàng lớn, trạm phân phối 1
16. Báo cáo đề tài NCKH Hình 1.1: Hệ thống đọc chỉ số công tơ từ xa. Giải pháp sử dụng modem GSM/3G và đƣờng truyền internet để thu thập dữ liệu từ các công tơ. Mỗi công tơ đƣợc lắp một modem GSM/3G, modem sẽ kết nối trực tiếp tới một server duy nhất đặt tại công ty điện lực có địa chỉ IP tĩnh thông qua giao thức TCP/IP thay vì kết nối dạng quay số. Điều này sẽ giúp giảm giá thành cƣớc đƣờng truyền cũng nhƣ không gây lãng phí tài nguyên mạng viễn thông GSM/3G. Dữ liệu từ công tơ đƣợc truyền ổn định, tin cậy và tính bảo mật cao. Về cơ bản hệ thống có 3 đặc điểm khác biệt với các công nghệ khác: Sử dụng modem GSM/3G gắn trực tiếp vào công tơ mà không cần module RS232. Sử dụng giao thức TCP/IP để truyền dữ liệu nhằm giảm giá thành cƣớc viễn thông và tăng độ tin cậy, bảo mật. Sử dụng phần mềm quản lý và giám sát trực tuyến, chuyên nghiệp Để đáp ứng nhu cầu quản lý tự động thu thập chỉ số công tơ, giám sát chế độ sử dụng điện của khách hàng, trên thế giới hiện nay sử dụng phƣơng pháp truyền dữ liệu là truyền qua sóng vô tuyến (không dây) và truyền trên đƣờng dây. Việc truyền dữ liệu qua sóng vô tuyến có hạn chế là nếu dùng nguồn phát công suất bé thì sẽ bị hạn chế về khoảng cách từ vị trí lắp đặt công tơ đến bộ tập trung và phải xin phép cơ quan quản lý tần số hoặc nếu thuê các đơn vị cung cấp dịch vụ viễn thông thì chi phí rất đắt vì mỗi vị trí công tơ phải lắp một thuê bao vô tuyến. 2
17. Báo cáo đề tài NCKH Việc truyền dữ liệu trên đƣờng dây có hai loại: Xây dựng đƣờng dây truyền dữ liệu riêng song song mạng lƣới điện hạ áp. Trƣờng hợp này chi phí đầ u tƣ và quản lý vận hành rất lớn, không khả thi. Sử dụng hệ thống lƣới điện hạ áp hiện hữu làm môi trƣờng truyền dữ liệu. Trƣờng hợp này không tốn chi phí đầu tƣ và quản lý vận hành đƣờng truyền dữ liệu. Giải pháp này đòi hỏi hệ thống lƣới điện hạ thế phải đầu tƣ hoàn chỉnh nhằm chống nhiễu trên đƣờng truyền tín hiệu. . Giới thiệu Công nghệ PLC (Power Line Communication) Công nghệ đo đếm từ xa (AMR) sử dụng công tơ kỹ thuật số. Hệ thống này là một bƣớc đột phá về công nghệ truyền thông trên đƣờng dây điện (PLC), sử dụng hệ thống dây điện sẵn có để truyền dữ liệu theo thời gian thực giữa các khách hàng với một thiết bị thu thập và xử lý dữ liệu trung tâm. Đây là một hệ thống Module linh hoạt, nó chỉ đòi hỏi một sự đầu tƣ ban đầu rất khiêm tốn, quá trình lắp đặt dễ dàng và nhanh chóng.  Cấu trúc cơ bản của Công nghệ PLC CONCENTRATOR: Là thiết bị tập trung lắp đặt trên lƣới điện hạ thế ứng với một trạm. Hình 1.2: Công tơ điện xoay chiều 1 pha kiểu điện Thiết bị này có thể thu thập và xử lý dữ liệu cho 1250tử công ngh tơ.ệ DữPLC liệu từ các thiết bị đầu cuối đƣợc tập trung tại bộ tập trung và đƣợc truyền về máy tính trung tâm qua các cách khác nhau. Thiết bị tập trung cũng có thể truyền lệnh quản lý và các chỉ thị khác tới các thiết bị đầu cuối hai chiều. HHU: Là thiết bị thu thập dữ liệu cầm tay là cầu nối giữa thiết bị tập trung với máy tính trung tâm; nhận dữ liệu từ bộ tập trung và truyền về máy tính trung tâm. HHU còn đƣợc dùng để lập trình cho các thiết bị tập trung và đọc các số liệu từ các thiết bị này để đƣa vào máy tính. ELECTRONIC METERS: Là công tơ kỹ thuật số (bao gồm loại một pha và ba pha), thu thập chỉ số các công tơ và truyền số liệu qua đƣờng dây tải điện. 3
18. Báo cáo đề tài NCKH MODULE PLC: Điều chế sóng mang và giải điều chế tín hiệu. Truyền nhận dữ liệu hai chiều. Khi nhận lệnh đọc dữ liệu công tơ từ bộ tập trung thì Module PLC đọc dữ liệu của công tơ và gởi dữ liệu đó trở về bộ tập trung. Đóng vai trò cả Master và Slave trong truyền nhận dữ liệu. BỘ SERVER: Chứa các phần mềm cần thiết cho quá trình vận hành hệ thống. Nó thu nhận dữ liệu từ các bộ tập trung để sử dụng cho các mục đích của ngành điện.  Nguyên lý hoạt động Hình 1.3: Sơ đồ hoạt động.  Ƣu điểm của công nghệ Đây là công nghệ đƣợc đánh giá là ứng dụng tốt nhất trên lƣới hạ thế (dƣới 600V) cho việc thu thập dữ liệu, giám sát và điều khiển tải dành cho vùng nông thôn, khu nông nghiệp, nơi mật độ khách hàng thấp, rải rác. Đây là công nghệ dựa trên cơ sở hạ tầng lƣới điện hiện có, không yêu cầu lắp đặt một hệ thống đƣờng dây riêng, cho phép truy cập đến mọi điểm với vùng phủ đến khách hàng dùng điện là 100%. Thiết bị có giá thành tƣơng đối thấp, dễ dàng lắp đặt.  Khuyết điểm của công nghệ Vấn đề nhiễu và suy giảm tín hiệu phụ thuộc cấu trúc lƣới điện và phụ tải trên lƣới lúc thực hiện truyền dẫn dữ liệu giữa các công tơ với nhau và giữa công tơ với DCU 4
19. Báo cáo đề tài NCKH làm giảm hiệu quả công nghệ. Các tác nhân chủ yếu là do phụ tải năng, liên tục thay đổi, các phụ tải dân dụng gây ra các nguồn nhiễu. Để khắc phục khuyết điểm trên, công nghệ mới hiện nay cho phép cải thiện đáng kể chất lƣợng truyền dữ liệu trên đƣờng dây điện bằng các bộ lọc (Filters) và bộ lặp tín hiệu (Repeaters). Nếu việc ứng dụng PLC chỉ dừng lại ở nhu cầu đọc công tơ từ xa (AMR) và điều khiển tải (LC) thì ảnh hƣởng trên không quá cao. Khả năng truyền xa nhờ bộ Repeater cho phép đạt hiệu quả trên 600m (bán kính cấp điện của trạm biến áp phân phối là dƣới 1000m). Theo công nghệ mới, các công tơ ở gần cũng có thể tích hợp bộ nhớ và trao cầu thông tin với nhau.  Ứng dụng Công nghệ PLC vào hệ thống đo ghi từ xa khách hàng sau trạm công cộng ở TCT Điện lực Miền Nam Hiện trạng: Hiện nay, EVN SPC đang quản lý trên 5 triệu điểm đo đếm bán điện cho khách hàng, trong đó khách hàng mua điện phía sau trạm công công chiếm đa số (hơn 4,95 triệu khách hàng). Các điểm đo đếm điện năng này đều dùng công tơ cảm ứng cơ khí; chỉ có một số rất ít điểm của khách hàng sản xuất kinh doanh theo quy định thì đƣợc lắp đặt công tơ điện tử 3 biểu giá. Về nghiệp vụ kinh doanh hiện nay, hàng tháng các đơn vị phải cử nhân viên (hoặc dịch vụ bán lẻ điện năng) đến tận địa điểm lắp đặt công tơ để đọc và ghi chỉ số điện khách hàng sử dụng. Công tác ghi chỉ số, phúc tra ghi chỉ số đều thực hiện bằng phƣơng pháp thủ công. Mặt hạn chế của công nghệ đo đếm điện năng và ghi chỉ số thủ công là khi số khách hàng phát triển thêm thì các đơn vị phải bổ sung nhân lực. Với việc sử dụng công tơ cơ khí, tổn hao bên trong công tơ cao đồng thời không thể thực hiện chức năng giám sát chống lấy cắp điện. Do việc ghi chỉ số điện bằng phƣơng pháp thủ công có tình trạng ghi không đúng sản lƣợng điện khách hàng đã sử dụng, làm ảnh hƣởng đến tổn thất điện năng, không thể kiểm tra ngăn chặn hết tiêu cực trong quản lý do có yếu tố con ngƣời tác động. Để khắc phục hạn chế này hiện nay các đơn vị phải tăng cƣờng công tác kiểm tra, bổ sung nhân lực, tăng khối lƣợng phúc tra ghi chỉ số, việc này làm tăng chi phí.  Ứng dụng công nghệ PLC ở EVN SPC 5
20. Báo cáo đề tài NCKH EVN SPC đã triển khai thí điểm giai đoạn 1 hệ thống đo ghi từ xa (công nghệ PLC) khách hàng sau trạm biến áp công cộng tại 3 tỉnh Tiền Giang, Đồng Nai và Bà Rịa – Vũng Tàu với số lƣợng 2.835 công tơ. Kết quả sau 03 tháng sử dụng, tỷ lệ truyền dữ liệu thành công đạt 99% và tỷ lệ chính xác đạt gần 100%. Hiệu quả về công tác kinh doanh: Việc áp dụng công nghệ mới này sẽ mang lại các lợi ích sau đây: Về phía Điện lực: Giảm chi phí do không còn ghi điện thủ công; Giảm tổn hao bên trong công tơ qua đó góp phần giảm TTĐN toàn Tổng công ty; Tính đúng TTĐN tại các trạm công cộng và TTĐN chung toàn đơn vị khi áp dụng đầy đủ chƣơng trình đo ghi từ xa các khách hàng trạm chuyên dùng; Giám sát chặt chẽ chế độ sử dụng điện của khách hàng, ngăn ngừa việc lấy cắp điện; Chốt chỉ số điện năng tiêu thụ theo đúng thời điểm; Về phía khách hàng: Nắm chính xác thông tin lƣợng điện năng tiêu thụ; Biết rõ và chính xác về hóa đơn tiền điện; Nắm đƣợc các thông tin về mất điện và khả năng tái lập; Có đƣợc dịch vụ khách hàng nhanh chóng và tốt hơn; Đƣợc cảnh báo lƣợng tiêu thụ vƣợt mức đăng ký hay nguy cơ trả tiền điện lớn. Từ những lợi ích mà công nghệ PLC mang lại, trong thời gian tới, Tổng công ty Điện lực miền Nam tiếp tục triển khai thí điểm giai đoạn 2 tại 08 Công ty Điện lực với số lƣợng là 30.000 công tơ gồm Tiền Giang, Bà-Rịa Vũng Tàu, Đồng Nai, Đồng Tháp, Cần Thơ, Bình Dƣơng, Long An và Bình Thuận. Thời gian thực hiện từ nay đến hết Quý I/2012. 6
21. Báo cáo đề tài NCKH Hình 1.4: Mô hình triển khai hệ thống thu thập dữ liệu đo đếm từ xa. Mục tiêu đặt ra về công nghệ với EVNCPC trong vấn đề này là: Xây dựng đƣợc hệ thống thu thập và các phần mềm quản lý tƣơng ứng với hệ thống đo đếm hiện nay của EVNCPC, phù hợp với các qui định kinh doanh điện phục vụ thị trƣờng phát điện cạnh tranh; hệ thống thu thập dữ liệu đo đếm phải có khả năng kết nối để thu thập dữ liệu trực tiếp theo thời gian yêu cầu đến Công tơ đang sử dụng hiện nay trong hệ thống điện của EVNCPC bằng các đƣờng truyền khác nhau (ADSL, cáp quang, CDMA, GSM, EDGE, 3G, ); hệ thống phần mềm quản lý và ứng dụng phải có khả năng trao đổi hai chiều với hệ thống của EVN, EVNCPC và mở rộng cho các Công ty Điện lực, phải có khả năng cung cấp dữ liệu cho các hệ thống quản lý kinh doanh theo nhiều cấp, hệ thống quản lý kinh doanh của các đơn vị khác, cũng nhƣ hệ thống SCADA, đồng thời có khả năng cung cấp dịch vụ truy cập dữ liệu và thông tin đến thời gian thực cho các khách hàng đƣợc cấp quyền truy cập thông qua giao diện Web. Từ những yêu cầu này, CPC IT&T đã triển khai xây dựng Hệ thống thu thập và quản lý đo đếm điện năng gồm các chức năng chính sau: . Thông tin điểm đo: 7
22. S K L 0 0 2 1 5 4