Làm cách nào để lưu trữ dữ liệu đồng bộ pha

Dữ liệu đồng bộ pha (Synchrophasor data) là các dữ liệu đo lường trên hệ thống điện phân phối được đồng bộ thời gian bằng GPS. Không như các dữ liệu đo dòng, áp, tần số tách biệt giữa các hệ thống riêng rẽ thông thường, các dữ liệu đồng bộ pha cho phép việc so sánh chúng với nhau trên toàn hệ thống phân phối.

Các dữ liệu này cho phép tính toán tổng trở hệ thống, phát hiện các hư hỏng thiết bị, dự báo tải, và lập kế hoạch cho hê thống dưới sự ảnh hưởng ngày càng tăng của các nguồn phát năng lượng tái tạo và ắc quy lưu trữ năng lượng.

Dữ liệu đồng bộ pha được thu thập thông qua các thiết bị gọi là Phasor Measurement Unit, hay PMU ( tạm dịch là Thiết bị đo pha). Hiện nay các thiết bị này đã được trang bị trên các recloser của lưới phân phối, như các recloser OSM đi kèm tủ điều khiển RC-20 của NOJA Power.

Câu hỏi còn lại là: Vậy sau khi thu thập, các dữ liệu này nên lưu trữ ở đâu và làm cách nào để phân tích chúng? Trong bài viết này chúng tôi cung cấp một vài lựa chọn dưới dạng nguồn mở để thực hiện điều này.

Trung tâm thu thập dữ liệu pha (Phasor Data Concentration – PDC)

Dữ liệu đồng bộ pha từ nhiều thiết bị PMU khác nhau được phân luồng (stream) tới một hệ thống thu thập dữ liệu, được gọi là Trung tâm thu thập dữ liệu pha hay PDC. Hệ thống này sắp xếp dữ liệu dựa trên thời gian được gán với chúng, nhờ đó, các luồng dữ liệu pha có thể được so sánh và phân tích thông qua các ứng dụng phần mềm khác.

Một trong các lựa chọn sử dụng các ứng dụng nguồn mở là ‘openPDC’ của Grid Protection Alliance. Hệ thống này dùng nhiều giao thức để thu thập dữ liệu như giao thức đồng bộ pha IEEE C37.118 hay giao thức IEC 61850-90-5.

NOJA Power đã sử dụng openPDC của GPA trong dự án thử nghiệm Thu thập dữ liệu đồng bộ pha cho lưới phân phối dưới sự hỗ trợ của Cục năng lượng tái tạo Australia (ARENA), trong đó dữ liệu từ 100 tủ điều khiển RC-20 của NOJA Power từ một hệ thống phân phối được thu thập để phân tích.

Thông tin về OpenPDC được xem tại trang web của Grid Protection Alliance https://www.gridprotectionalliance.org/phasor-PDC.html

Hệ thống lưu trữ dự liệu – OpenHistorian 2

Khi đã thu thập được các luồng dữ liệu đồng bộ pha, các kỹ sư có thể cần phải sao lưu các thông tin này để phân tích sau. Dữ liệu thu được từ các hệ thống thu thập dữ liệu (PDC) có thể được chuyển đến một instance của phần mềm Historian, là phần mềm có thể sao lưu dữ liệu đồng bộ pha, SCADA và các thông tin điều khiển quá trình.

OpenHistorian là một ứng dụng nguồn mở để lưu trữ dữ liệu PMU, cung cấp một lựa chọn ‘kho lưu trữ’ cho các thông tin về hệ thống điện.

Một hệ thống phân phối với 100 thiết bị đo pha (PMU) sẽ tạo ra khoảng 3 TB dữ liệu trong 320 ngày nếu tốc độ cập nhật là 30 lần một giây.

Các dữ liệu này có thể dùng cho các công tác phân tích sau sự cố, lập mô hình hệ thống, dự báo trạng thái hay bảo dưỡng theo dự đoán

Kết luận

“Đồng bộ pha là một công cụ đo lường quan trọng cho công tác lập kế hoạch phát triển lưới, điều khiển và phân tích phán đoán sự cố,” Tổng giám đốc điều hành NOJA Power Neil O'Sullivan cho biết.

“Vì các hệ thống thông tin hiện đại cho phép truyền tải dữ liệu lớn với chi phí ngày càng thấp, ngày càng nhiều các công ty điện lực tận dụng chức năng đo dữ liệu pha và truyền luồng dữ liệu này từ các tủ điều khiển RC-20. Các khách hàng của chúng tôi đang xem xét khả năng truyền luồng dữ liệu này đến trung tâm dữ liệu của họ hoặc qua các dịch vụ đám mây như Azure để lưu trữ và phân tích trong tương lai. Về bản chất, chúng ta có thể thấy dữ liệu đồng bộ pha được truyền trực tiếp đến các hệ thống quản lý lưới phân phối, cung cấp các tính năng đo đếm tức thời, phân tích, điều khiển và bảo vệ.”

“Chúng tôi cũng cung cấp khả năng lưu trữ dữ liệu đồng bộ pha trong chính tủ RC-20. Dữ liệu này sau đó có thể được trích xuất và import vào các công cụ nói trên như là bước đầu tiên cho các dự án phân tích dữ liệu đồng bộ pha. Nhờ các luồng dữ liệu đồng bộ pha từ các thiết bị như recloser của NOJA Power, các kỹ sư điện lực hiện nay có thể đạt được các chỉ tiêu hệ thống phân phối với độ chính xác và chi tiết gấp hàng lũy thừa so với các công nghệ trước đây.”

Hệ quả của việc suy giảm quán tính của một hệ thống là sự biến đổi nhanh hơn của nó. Độ phân giải cao của dữ liệu đồng bộ pha chính là kỹ thuật giúp hiểu rõ phản ứng của lưới phân phối dưới ảnh hưởng ngày càng tăng của các nguồn phát năng lượng tái tạo.

Để biết thêm chi tiết, truy cập www.nojapower.com.vn hay liên hệ nhà phân phối của NOJA Power gần nhất.