Tích hợp AM/AF và GIS dùng cho hệ thống phân phối điện

ImageCông ty Chelco (Choctawatchee Electric Cooperative) vừa mới hoàn tất việc số hóa các bản đồ gốc trên giấy, bằng cách sử dụng chương trình AutoCAD, bao gồm 322 bản vẽ tỉ lệ 1:500 và một số có tỉ lệ 1:200.

Chelco có trụ sở tại dải Florida, phía bắc giáp bang Alabama, phía Nam giáp vịnh Mexico, phục vụ 30.000 khách hàng dùng điện trên một vùng diện tích là 1.800 dặm vuông (khoảng 4.700 km2).

Chelco sớm nhận ra lợi ích của bản đồ điện tử. Bằng cách sử dụng các lớp, họ có thể bổ sung thêm vào bản đồ nhiều thông tin so với lượng thông tin hạn chế nhưng lại dày đặc trên bản đồ giấy. Với bản đồ điện tử, họ có thể bổ sung nhiều lớp cho bất kỳ một dạng thông tin nào, ví dụ như đường xá hoặc cột điện dùng chung. Các lớp này có thể được gán những màu khác nhau để việc quan sát được dễ dàng. Do các lớp có thể tùy ý mở ra hoặc tắt đi nên ta có thể quan sát chi tiết từng đặc tính công trình trên bản đồ khi cần thiết. Họ có thể dễ dàng sao chép bản đồ điện tử và đưa lên mạng máy tính nội bộ.

Trên hệ thống bản đồ giấy trước đây, khi một vùng nào đó ký hiệu đã quá dày đặc, Chelco phải lập một bản đồ giấy mới với tỉ lệ lớn hơn. Với loại bản đồ đã được số hóa thì việc này không cần thiết vì ta có thể thu nhỏ hoặc phóng to bản đồ theo bất kỳ tỉ lệ nào.

Dùng bản đồ điện tử có nhiều lợi thế hơn so với bản đồ giấy. Nhưng Chelco cũng lại sớm nhận ra rằng cái mà họ cần không phải chỉ là chiếc bản đồ điện tử mà còn là nhiều hơn thế. Họ muốn có một công cụ có thể tạo ra một bản đồ mở rộng trên toàn hệ thống. Họ muốn tìm hiểu các dữ liệu về hoá đơn tiền điện và có bản đồ tập trung vào địa điểm đã cho. Họ muốn vẽ được loại bản đồ trên đó nêu những thiết bị đã có lịch trình bảo dưỡng. Và họ muốn có thể lần theo được mạch điện của chúng ta và bản đồ sẽ cho biết mạch điện đang cấp điện cho bao nhiêu hộ phụ tải. Tóm lại, Chelco muốn có một hệ thống thông tin địa lý (geographical information system –GIS) đích thực.

Cuộc tìm kiếm

Chelco đã xem xét đánh giá các chương trình ứng dụng làm việc với AutoCAD đã thử kết hợp các file bản đồ riêng lẻ thành một GIS tích hợp. Họ thấy rằng các sản phẩm phần mềm sẵn có chỉ có thể thực hiện được một hoặc hai nhiệm vụ và hiệu quả thì chưa thể chấp nhận được.

Cách đây nhiều năm, họ được giới thiệu các chương trình ArcInfo và ArcView của Viện Nghiên cứu hệ thống môi trường (Environmental System Research Institute – ESRI). Việc đưa Chelco vượt xa hơn các bản đồ điện tử để đi vào thế giới GIS xem ra là một giải pháp tuyệt vời. Các miền quét (coverage) có thể được thực hiện và duy trì trong ArcInfo để sau đó người sử dụng có thể xem thông qua ArcView. Thay vì những bản đồ riêng lẻ, ArcInfo và ArcView xử lý các dữ liệu của chúng tôi (Chelco Services Inc.) như trên một bản đồ mở rộng liên tục. Chelco bắt đầu tìm kiếm một chương trình ứng dụng của đơn vị thứ ba nào đó được thiết kế để sử dụng riêng cho một công ty phân phối điện, nhưng rồi thất vọng vì trên thị trường không thấy có chương trình nào phù hợp với nhu cầu của Chelco.

Mùa xuân năm 1996, Chelco thấy có bài trên một tạp chí thương mại viết về chính sản phẩm họ đang cần. Bài báo khẳng định rằng công ty Utility Automation (UA2000) đã tích hợp thành công việc lập và vào sổ lệnh công tác, bản đồ đường xe tải, dữ liệu hoá đơn tiền điện và báo mất điện. Ngay lập tức, Chelco thu xếp tổ chức cuộc trình diễn thử.

Ngay tại cuộc trình diễn đầu tiên phần mềm do UA2000 phát triển, Chelco hiểu rằng họ đã tìm đến đúng nơi đúng chỗ. Cuộc trình diễn vận dụng vào một đơn vị phân phối điện với 38.000 tài khoản, tức là 38.000 hộ tiêu thụ điện. Phần mềm có thể hiển thị toàn bộ hệ thống phân phối điện ở dạng một bản đồ mở rộng trên toàn hệ thống, nhanh hơn so với AutoCAD vẽ dù chỉ một trong số các bản đồ giấy được số hóa của chúng tôi.

UA2000 có một sản phẩm làm việc với ArcInfo và ArcView của ESRI, có thể lập và vào sổ các lệnh công tác cũng như các kiểm kê tại hiện trường bằng cách sử dụng laptop (máy tính xách tay) chạy trong môi trường Windows. Cũng có thể dùng laptop để hiển thị các bản đồ về hệ thống đường xe tải. Sản phẩm này giao tiếp với phần mềm lập hóa đơn của Chelco có thể cập nhật thường xuyên các thay đổi trong các bản đồ hay các dữ liệu hoá đơn tiền điện. Sản phẩm có thể giao tiếp với mọi hệ SCADA mà họ có thể lập. Sản phẩm cung cấp một ứng dụng gọi báo mất điện, có trả lời điện thoại tự động. Sản phẩm còn có một giao tiếp dễ sử dụng để thay thế các bản đồ giấy về đường xe tải để dùng tại hiện trường. Sản phẩm đáp ứng thậm chí còn vượt quá mọi nhu cầu cần tìm kiếm cũng như các tính năng kỹ thuật cần thiết.

Xắn tay vào cuộc

Mùa hè năm 1996, Chelco ký một thỏa thuận với UA2000 về việc chuyển đổi các bản đồ điện tử hiện có của họ thành các vùng quét của ArcInfo và cung cấp tất cả các công cụ phần mềm cần thiết để có thể khai thác các khả năng của một hệ GIS đích thực. Chelco cung cấp cho UA2000 một mẫu các dữ liệu hoá đơn tiền điện và tất cả các bản đồ điện tử của họ từ AutoCAD. Sau khi gửi các bản đồ này cho UA2000, Chelco giữ lại các bản sao trên giấy của tất cả các lệnh công tác mới cần phải nhập vào hệ thống ArcInfo mới một khi họ nhận được sản phẩm từ công ty UA2000.

Mùa thu năm 1997, Chelco đưa hệ thống mới này vào làm việc. ArcInfo đóng vai trò cốt lõi của hệ thống này. Mỗi đêm, hệ thống thực hiện công việc xử lý đêm, thực tế cho thấy hệ thống làm việc ổn định và hiệu quả. Trong công việc xử lý đêm, ArcInfo nhận mọi lệnh công tác định sẵn từ bộ phận kỹ thuật và tự động nhập các lệnh đó vào hệ thống. Nó nhận các dữ liệu hoá đơn tiền điện mới nhất từ phần mềm lập hoá đơn của Chelco và cập nhật các bản đồ cũng như hệ thống trả lời điện thoại tự động các cuộc gọi báo mất điện. Ban đêm, nó kiểm tra tính đầy đủ của tất cả các dữ liệu và lập nhật ký các lỗi. Phần nhật ký lỗi này được Phòng bản đồ kiểm tra lại vào ngày hôm sau để hiệu chỉnh những chỗ cần thiết, chẳng hạn như dữ liệu hóa đơn tiền điện không tương ứng với dữ liệu ghi trên bản đồ. Nhân viên Phòng bản đồ cũng có thể thấy một cách trực quan bất kỳ đoạn đường dây nào chẳng may bị tách ra khỏi nguồn điện để tiến hành chỉnh sửa sai sót. Công việc xử lý đêm sau đó chuyển mọi thông tin đã được cập nhật về cho mạng nội bộ (LAN) của chúng tôi, cũng vào ban đêm.

Phòng bản đồ và Phòng điều độ là các đơn vị đầu tiên sử dụng phần mềm mới này. Phòng bản đồ của Chelco bắt đầu công việc đòi hỏi nhiều công sức là nhập tất cả các lệnh công tác đã thực hiện trong quá trình chuyển đổi. Các đơn vị nhỏ mới thành lập và các kế hoạch làm việc được nhập vào hệ thống này. Các điều độ viên của chúng tôi được huấn luyện theo hệ thống mới này và nhanh chóng nhận ra các ích lợi của việc gõ bàn phím để nhập dữ liệu vào một tài khoản của hộ tiêu thụ điện, và không những chỉ nhìn thấy vị trí hộ tiêu thụ điện mà còn có thể thu nhỏ bản đồ để biết được hộ tiêu thụ này dùng điện từ trạm biến áp nào. Chỉ cần nhắp chuột vi tính trên bản đồ là có thể nhận được các dữ liệu về hoá đơn tiền điện. Và những hạn chế do gianh giới bản đồ giấy cũ gây nên cũng không còn nữa.

Tiếp đó, các nhân viên kỹ thuật được trang bị laptop. Đó là các máy Pentium 166 với dung lượng bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên (RAM) là 16 Mb. Chương trình ArcView được nạp cùng với chương trình ứng dụng của UA2000 với các công cụ phần mềm mới để họ làm việc nhanh hơn và hiệu quả hơn. Các kỹ sư được huấn luyện về hệ thống mới này và được khuyến khích tạo các lệnh công tác để kiểm nghiệm. Công tác kiểm kê xí nghiệp của Chelco bây giờ có thể tiến hành theo từng lệnh công tác mới. Qua mỗi đêm, thông tin về các công việc đã được thực hiện đều được nhập vào các bản đồ để các bộ phận còn lại của công ty có thể biết vào ngày hôm sau. Các kỹ sư có thể truy cập thông tin về nhu cầu và sử dụng điện của hộ tiêu thụ từ laptop của mình ngay tại hiện trường.

Phòng kỹ thuật giờ đây có thể tạo ra những bản đồ chuyên dùng hỗ trợ cho công tác thiết kế và quy hoạch. Một trong những công trình đầu tiên đó là Bản đồ lão hóa cáp ngầm. Tuổi của cáp ngầm được mã hóa theo màu, giúp cho việc lập lịch trình thay thế. Chỉ có thể vẽ bản đồ các đường dây ba pha để phòng trường hợp đấu nối các đường dây. Những bản đồ về dây dẫn hoặc máy biến áp đáp ứng một số tiêu chí nhất định giờ đây có thể vẽ chỉ sau vài giây. Từ nay, chúng tôi khỏi cần phải giữ một lúc hai bộ bản đồ (bản đồ quy hoạch và bản đồ thiết kế chi tiết). Do các bản đồ mới của chúng tôi thực sự là loại mở rộng trên toàn hệ thống (các đường biên trên các bản đồ chi tiết cũ giờ đây không còn nữa) nên có thể quan sát được toàn bộ bất cứ công trình nào, để rồi in hoặc vẽ.

Khi Phòng vận hành chúng tôi được Chelco cấp phát laptop, chúng tôi đã tăng dung lượng RAM lên tới 32 Mb. Họ mở khoá đào tạo cho những ai tự nguyện đến dự, và rồi trong hai tháng đầu của lớp đào tạo đã có 100% nhân viên đến tham gia. Ban đầu, cũng có những phản ứng khác nhau đối với các bản đồ mới này. Tuy nhiên, sau khi được đào tạo và sử dụng công cụ mới này thì hầu hết các nhân viên vận hành đều phấn khởi đón nhận sự đổi mới này. Cũng dễ dàng thấy được các bản đồ computer mới này đã làm cho công việc của họ thuận lợi như thế nào. Trước đây, có thể phải mất vài phút để định vị được một hộ phụ tải thuộc khu vực đông dân cư trên bản đồ giấy, còn nay, chỉ cần gõ lên bàn phím máy vi tính là có thể tìm được ngay một hộ phụ tải bất kỳ.

Bản đồ đường xá trên giấy trước đây thường phải hai năm mới được cập nhật lại. Giờ thì các bản đồ này có thể được cập nhật hằng ngày bằng cách nhập vào mạng LAN và truyền phiên bản mới nhất của bộ bản đồ cùng với các dữ liệu hoá đơn tiền điện. Sử dụng laptop ta có thể lần theo các đường dây về phía nguồn cũng như về phía phụ tải. Lần về phía nguồn để biết nguồn cung cấp điện tại bất cứ điểm nào trên hệ thống. Còn lần về phía phụ tải thì sẽ biết được tất cả những hộ tiêu thụ được cấp điện tính từ điểm đã chọn, tổng dung lượng kVA và số máy biến áp được đấu nối vào. Việc này rất nhanh chóng, mạch dài nhất cũng chỉ cần 10 đến 15 s, còn đối với những mạch ngắn hơn thì hầu như tức thời.

Hiện nay, Phòng tiếp thị có thể lập ra những bản đồ cho toàn hệ thống theo những yêu cầu đã chọn, chẳng hạn như công suất điện lớn hơn một giá trị nào đó. Họ có thể nhanh chóng lập một bản đồ thể hiện tất cả các hộ phụ tải điện đã được mã hóa bằng màu theo mức tiêu thụ. Một trong số những bản đồ đầu tiên được lập là tấm bản đồ toàn hệ thống với tổng số 30.000 hộ phụ tải dùng để thấy được một cách trực quan sự phân bố mật độ phụ tải trên hệ thống. Hệ thống có thể lập những bản đồ loại này chỉ trong thời gian vài giây, và sau đó là vẽ.

Kết luận

Chelco đã tích hợp thành công AM/FM với GIS. Bộ bản đồ này rất năng động. Toàn bộ công ty có thể khai thác những ưu thế của bộ bản đồ và các dữ liệu hoá đơn tiền điện mới nhất này. Phần mềm cho bản đồ đường xá sử dụng dễ và nhanh. Nếu gộp tất cả các bản vẽ AutoCAD cũ của Chelco lại thì chiếm khoảng 920 Mb. Lượng dữ liệu này chuyển vào ArcInfo và ArcView thì chỉ chiếm chưa đầy 90 Mb. Còn nếu nén lại thì chỉ còn là 40 Mb dùng để truyền dữ liệu từ mạng LAN.

Các cuộc gọi báo mất điện cũng được xử lý hiệu quả hơn trong công tác điều độ cũng như vận hành. Trước đây, khó có thể nhận được những thông tin về hệ thống điện của chúng tôi thì nay đã có thể truy cập dễ dàng. Hiện nay chúng tôi có khả năng đưa các dữ liệu GPS và SCADA vào trong các bản đồ của chúng tôi một khi có quyết định thực hiện. Việc lập, xử lý và nhập các lệnh công tác đã giúp Chelco hợp lý hóa công việc hằng ngày và do đó hoạt động phân phối điện hiệu quả hơn.

ESRI đã tạo sẵn phần mềm ArcExplorer trên trang web của mình, và nhiều nhân viên của Chelco đã sử dụng nó để đọc bản đồ hệ thống này. Ngày nay, mọi nhân viên trong công ty đều có quyền truy cập hệ thống GIS của chúng tôi. Chelco cũng đang cân nhắc phát hành một số thuộc các dữ liệu này lên mạng Internet để xem bằng ArcExplorer. Tiềm năng về những cách thức mới để sử dụng các dữ liệu đáng giá này của Chelco là vô hạn vì GIS của Chelco là một GIS tích hợp.

Hệ thống GIS tích hợp này đã tác động tích cực đến mọi đơn vị trong công ty. Có thể nói rằng Chelco đã tìm ra từ trong GIS một bảo bối để áp dụng vào hệ thống phân phối điện.

Sưu tầm từ Internet

Leave a Reply

Thư điện tử của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *