Vai trò của IoT trong lưới điện thông minh

  • Cập nhật ngày 21/02/2017
Trong thời gian qua, nhiều giải pháp công nghệ xuất hiện và bùng nổ, đã và đang đem lại nhiều lợi ích cho người dùng tại Việt Nam và trên toàn thế giới, điển hình như Điện toán đám mây, Mạng xã hội.... Gần đây nhất là sự xuất hiện của IoT (Internet of Things – Mạng lưới các thiết bị kết nối Internet) được xem là tác nhân có khả năng tạo nên cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4 trên toàn thế giới.


Mô hình lưới điện thông minh (Nguồn: Internet)

Hiện nay, công nghệ IoT đang là xu thế phát triển đối với các tập đoàn công nghệ trên thế giới. IoT cơ bản là sự kết nối của các thiết bị với Internet, trong đó các thiết bị điện phải giao tiếp với nhau và giao tiếp với máy tính bảng cũng như với Internet để tạo thành một hệ thống thông minh trao đổi dữ liệu, điều khiển lẫn nhau. IoT đang trở thành xu hướng công nghệ ảnh hưởng ngày càng lớn tới đời sống của cả thế giới và có ứng dụng vô cùng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực trong tương lai, trong đó có ngành Điện. Sự phát triển của IoT có thể cải thiện đáng kể hiệu suất và khả năng vận hành, triển khai của lưới điện thông minh.

Về cơ bản, lưới điện thông minh là một mạng lưới phát điện, truyền tải, phân phối và tiêu thụ điện nhưng được áp dụng công nghệ thông tin và truyền thông, số hóa dữ liệu và áp dụng các công nghệ hiện đại vào việc điều khiển, kiểm tra, giám sát. Hệ thống cho phép trao đổi thông tin và điện năng hai chiều theo thời gian thực giữa nhà cung cấp và khách hàng sử dụng điện. Nhìn chung lưới điện thông minh là hệ thống cung cấp năng lượng thông qua việc hợp nhất cơ sở hạ tầng điện với cơ sở hạ tầng thông tin liên lạc. Do đó, lượng dữ liệu được thu thập và xử lý thành thông tin phục vụ công tác vận hành, điều khiển khiển hệ thống điện cũng như được lưu trữ cho các mục đích khác nhau theo yêu cầu của các quy định trong quản lý và điều tiết hoạt động điện lực là rất lớn.

Nếu cơ sở hạ tầng công nghệ thông tin – viễn thông không được chuẩn bị tốt thì đây sẽ là rào cản rất lớn cho việc phát triển lưới điện thông minh trong tương lai. Sự xuất hiện của IoT đã phần nào giải quyết được vấn đề này khi một khối lượng lớn dữ liệu tốc độ cao có thể được truyền tải qua giao thức Internet. Bên cạnh đó, đối với khách hàng sử dụng điện, IoT giúp cho việc truyền thông giữa các thiết bị cảm biến với các công tơ thông minh được liên tục, cho phép tự động điều khiển các thiết bị như điều hoà nhiệt độ, lò sưởi, hệ thống ánh sáng... một cách hiệu quả và tiết kiệm năng lượng. Đối với hệ thống điều khiển trạm biến áp, khả năng kết nối trực tiếp với thiết bị và trao đổi dữ liệu với các hệ thống quản lý cho phép phát hiện và xử lý mọi bất thường của hệ thống, giúp cho các công ty điện lực đạt được mục tiêu giảm tổn thất điện năng, giảm thiếu tối đa sự cố mất điện diện rộng mà không cần có sự can thiệp của con người.

Tuy nhiên, lợi ích cốt lõi của IoT trong hệ thống Lưới điện thông minh chính là khối lượng dữ liệu thu thập được bao gồm số liệu thời gian thực và số liệu quá khứ. Các dữ liệu này được thu thập từ rất nhiều nguồn khác nhau của hệ thống điện (hệ thống bảo vệ, điều khiển, công tơ thông minh, các bộ I/O, thiết bị đóng cắt..) tại các trạm biến áp, nhà máy, nhà ở của khách hàng và các thông tin liên quan khác như thời tiết....Các số liệu này sẽ được phân tích, xử lý và sử dụng cho công tác dự báo nhu cầu phụ tải điện từ dài hạn cho đến trung hạn nhằm phục vụ công tác lập kế hoạch cung cấp điện; hạn chế việc tiết giảm điện do thiếu nguồn thông qua cơ chế dịch chuyển phụ tải đỉnh trong giờ cao điểm hoặc trường hợp khẩn cấp. Ngoài ra, IoT có thể thông báo kịp thời cho người sử dụng điện tại hộ gia đình, nhà máy sản xuất và các công ty điện lực về chất lượng điện, thiết bị, tình trạng và vị trí hư hỏng, tình hình tiêu thụ điện năng.

Để đáp ứng nhu cầu phát triển lưới điện thông minh, Trung tâm sản xuất thiết bị đo điện tử Điện lực miền Trung  (CPCEMEC) đã cho ra đời 19 loại công tơ điện tử cơ bản đáp ứng đầy đủ đủ yêu cầu về đo đếm điện năng từ trực tiếp đến gián tiếp, đo đếm theo 2 chiều giao và nhận, phục vụ tốt nhu cầu mua bán điện khi ứng dụng năng lượng tái tạo trong lưới điện thông minh. Các sản phẩm phục vụ giám sát lưới điện cũng đã được CPCEMEC phối hợp, nghiên cứu và phát triển gồm Thiết bị giám sát các thông số vận hành lưới điện hạ thế Router 3 pha lắp tại các được trục và nhánh rẽ của lưới điện phân phối (Hợp tác và triển khai tại Công ty Điện lực Thái Nguyên) và Thiết bị cảnh báo sự cố lưới điện từ xa của đường dây trung thế Remote Alarm (Hợp tác cùng công ty CP Điện lực Khánh Hòa). CPCEMEC cũng đã xây dựng thành công các hệ thống phần mềm giám sát như hệ thống quản lý dữ liệu đo đếm MDMS, hệ thống thu thập dữ liệu công tơ hoàn toàn tự động RF SPIDER, hệ thống giám sát năng lượng mặt trời lắp mái.

Với xu thế phát triển IoT hiện nay, CPCEMEC đang nghiên cứu và thử nghiệm nhiều giao thức IoT khác nhau, các thiết bị tự động hóa và điều khiển từ xa nhằm xây dựng một mạng lưới điện thông minh theo xu hướng IoT cho các thiết bị điện tử khác nhau. Hi vọng trong thời gian không xa, hệ thống IoT sẽ được nghiên cứu và ứng dụng thành công tại Điện lực miền Trung nhằm phục vụ tốt nhất cho công tác sản xuất kinh doanh điện năng của ngành điện.

Kim Chinh