Nhóm sản phẩm công tơ điện tử và hệ thống Hệ thống RF-SPIDER - Ảnh: TRƯỜNG TRUNG

Đó thực sự là một cuộc "cách mạng", một đổi thay quá lớn - ông Trần Dũng, nhắc nhớ hình ảnh thường gặp cách đây không lâu.

Từ sáng kiến do ông và các cộng sự ở CPCEMEC thực hiện, ngành điện đã triển khai áp dụng rộng rãi làm thay đổi hoàn toàn bộ mặt quản lý cấp điện cho hơn 4 triệu hộ gia đình ở miền Trung - Tây nguyên.

Đi giải bài toán trèo cột điện

Ký ức về những người công nhân trèo cột để ghi số điện hẳn nhiều người vẫn chưa quên. Nhưng nhiều năm trở lại đây, việc ghi số điện thủ công này không còn áp dụng nữa. Đã vậy không chỉ ngành điện mà cả người dân đều có thể xem số điện nhà mình mọi lúc, mọi nơi miễn là có kết nối mạng. Làm sao để có sự chuyển mình thần kỳ như vậy?

Câu hỏi này chúng tôi đã đặt ra với nhóm nghiên cứu do thạc sĩ Trần Dũng, giám đốc Trung tâm sản xuất thiết bị đo điện tử Điện lực miền Trung (CPCEMEC) chủ trì. Ông Dũng nói từ những năm 2000 trở đi, nhu cầu tự động hóa lưới điện đáp ứng lộ trình xây dựng lưới điện thông minh được chú tâm đầu tư.

Tuy nhiên lực cản lớn nhất chính là công cụ để tự động hóa khâu đo đếm và ghi chỉ số điện của người dân chủ yếu vẫn được thực hiện thủ công…. Một loạt hạn chế được chỉ ra như việc tốn công sức lao động khi công nhân phải gõ cửa từng nhà, trèo đèo lội suối để đến từng cột điện ghi chỉ số điện. Đã vậy quá trình ghi số đến in hóa đơn trải qua nhiều khâu thực hiện thủ công dẫn đến phát sinh các sai sót không mong muốn, số liệu cung cấp chậm, không liên tục.

Nghiên cứu việc giải bài toán tự động hóa từ các nước tiên tiến, ông Dũng nhận thấy có nhiều công nghệ khác nhau. Nhưng không thể áp dụng tại nước ta do chi phí thiết bị, vận hành cao. Nhóm "nghiên cứu, thiết kế và chế tạo hệ thống thu thập chỉ số công tơ tự động phục vụ công tác quản lý điều hành kinh doanh điện năng của ngành Điện - RF-SPIDER" của CPCEMEC bắt tay vào nghiên cứu với mục tiêu ban đầu là để xóa việc đi "ghi chỉ số điện thủ công" nhằm giải phóng sức lao động, đồng thời loại trừ các sai sót không mong muốn do thực hiện thủ công, tai nạn khi leo trèo, tăng năng suất lao động.

Thạc sĩ Trần Dũng, giám đốc Trung tâm sản xuất thiết bị đo điện tử Điện lực miền Trung (CPCEMEC) chủ nhiệm đề tài- Ảnh: TRƯỜNG TRUNG

Đặt bút vẽ những mô hình công tơ điện tử, ông Dũng nói CPCEMEC đã thiết kế những công tơ điện tử có thể chuyển dữ liệu cho nhau trong khoảng cách đến 200m. Điểm chuyển cuối cùng của công tơ sẽ chuyền về hệ thống DCU trong vòng bán kính nửa cây số nhờ sử dụng riêng tần số thấp 408,925 MHz để phát và thu thập dữ liệu công tơ từ xa hoàn toàn tự động. Sau đó từ các DCU này, dữ liệu của hơn 4 triệu khách hàng miền Trung - Tây Nguyên truyền theo hệ thống mạng về nằm gọn ở một trung tâm dữ liệu đầu não tại Đà Nẵng.

Công nghệ giá rẻ ứng dụng thực tế

Khi nhóm bắt tay vào nghiên cứu, việc triển khai công tơ điện tử thay thế cho công tơ cơ khí truyền thống đã được thực hiện ở một số nơi. Lúc bấy giờ công nhân điện lực làm công tác ghi chỉ số được trang bị thiết bị cầm tay.

Chỉ cần có mặt cách công tơ khoảng 20-65m là có thể đọc được dữ liệu. "Chúng tôi đưa ra một giải pháp thu thập dữ liệu công tơ hoàn toàn mới, hoàn toàn tự động - gọi là hệ thống RF-SPIDER, đáp ứng đầy đủ các chức năng như một mạng lưới không dây Wireless Mesh Network.

Công tơ điện tử và Hệ thống RF-SPIDER áp dụng cho các loại điện áp khách nhau- Ảnh: TRƯỜNG TRUNG

"Chúng tôi tính toán lắp trên các trụ điện, hệ thống này có thể thu thập dữ liệu từ các công tơ trong bán kính 500m và có thể đọc dữ liệu bất cứ khi nào. Như vậy chi phí bỏ ra là rất thấp vì chỉ dựa vào cơ sở vật chất có sẵn của hệ thống lưới điện hiện có. Không những giá rẻ mà còn cải thiện được một số hạn chế khoảng cách truyền tin trên cơ sở băng tần số hữu hạn được cấp phép"- ông Dũng nói.

Theo kỹ sư Thái Thành Nam - phó giám đốc Trung tâm, thành viên nhóm nghiên cứu, với thế mạnh là một đơn vị xuất phát từ IT, nhóm nghiên cứu đã mang đến một giải pháp hoàn chỉnh từ phần mềm, phần cứng, và hạ tầng mạng và trên hết là tối ưu với điều kiện chi phí của ngành điện, làm chủ hoàn toàn công nghệ, tiết kiệm được nguồn chi phí lớn so với nhập khẩu và thuê chuyên gia nước ngoài.

Nhờ xây dựng hệ thống thu thập chỉ số công tơ từ xa hoàn toàn tự động nên việc thu thập chỉ số công tơ được thực hiện từ xa ở bất kỳ thời điểm nào hoặc tự động theo thời gian đặt sẵn trong hệ thống. Đồng thời tạo nên công cụ để người sử dụng cùng với ngành điện "giám sát khâu ghi chỉ số điện" và chủ động theo dõi tình hình sử dụng điện của mình ở hiện tại và quá khứ….

Khi đưa vào thí điểm, so sánh hệ thống RF-SPIDER mang ưu điểm của các mạng sử dụng chuẩn Zigbee vừa ổn định, linh hoạt và có khả năng mở rộng. Đồng thời sử dụng tần số phù hợp đã cải thiện được một số hạn chế Zigbee gặp phải như độ can nhiễu, khoảng cách truyền tin và đặc biệt là vấn đề trên cơ sở băng tần được cấp phép.

"Nếu xét đến tình trạng của Việt Nam nói riêng và các nước đang phát triển nói chung, việc lắp đặt các hệ thống như trên ở tần số vô tuyến 2,4 GHz dễ gây nhiễu, chi phí đầu tư lớn và không làm chủ được công nghệ. RF-SPIDER đã giải quyết được bài toán này với giá thành thành hợp lý, từ đó mới có thể được đưa vào sử dụng và mang lại hiệu quả kinh tế" - kỹ sư Nam giải thích.

Cán bộ Trung tâm sản xuất thiết bị đo điện tử Điện lực miền Trung (CPCEMEC) tiếp tục nghiên cứu các ứng dụng mới- Ảnh: TRƯỜNG TRUNG

Sáng kiến nền tảng cho…các sáng kiến

Từ sáng kiến đi đến thực tiễn là một quá trình không đơn giản, nhất là khi phải áp dụng cho hàng loạt đối tượng khách hàng. Anh Hà Đức Tường Quân, trưởng phòng Nghiên cứu - Phát triển CPCEMEC, cho biết hệ thống bắt đầu thí điểm thử nghiệm tại Điện lực Bắc Sông Hương (Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế) nhờ lắp trên cơ sở 522 điểm đo đã lắp đặt công tơ điện tử năm 2014. Kết quả mang đến bất ngờ, 100% công tơ thu thập được dữ liệu hàng giờ theo cài đặt.

Nhưng bất ngờ hơn cả, nơi đầu tiên trên cả nước chấm dứt hoàn toàn việc đi ghi số điện, người dân tự mình theo dõi chỉ số điện hàng ngày, quá khứ trên máy tính, điện thoại thông minh lại chính là đảo Lý Sơn (tỉnh Quảng Ngãi).

Trên cơ sở thử nghiệm thành công, cuối năm 2014 khi đảo Lý Sơn chính thức hòa lưới điện quốc gia nhờ việc kéo cáp ra đảo, Tổng Công ty Điện lực miền Trung (EVNCPC) đã táo bạo áp dụng hệ thống RF-SPIDER cho toàn đảo. Một lần nữa, hệ thống này chứng tỏ hữu hiệu bằng việc chạy trơn tru. Từ bước thành công này, những người kỹ sư của EVNCPC trở thành một trong những người đầu tiên trong cả nước và là một trong số ít những nhà sản xuất trên thế giới nghiên cứu và ứng dụng thành công công nghệ RF-Spider này.

Hơn 4 triệu khách hàng ở 13 tỉnh miền Trung và Tây nguyên được đã sử dụng công tơ điện tử kết nối Hệ thống RF-SPIDER và có thể theo dõi chỉ số điện gia đình tức thời để kiểm soát chỉ số điện- Ảnh: TRƯỜNG TRUNG

Với ứng dụng này, hiệu quả trước mắt giải quyết việc tự động hóa khâu đo đếm, ghi nhập chỉ số, loại trừ các sai sót không đáng có phát sinh đối với việc quản lý vận hành của ngành điện. Tuy nhiên, cái được lớn hơn rất nhiều lần đó là trên cơ sở số liệu chính xác, kịp thời, liên tục, ngành điện đã chủ động tạo ra các công cụ để khách hàng cùng giám sát khâu đo đếm, ghi số nhằm minh bạch hóa trong công tác cung cấp dịch vụ của ngành điện, đồng thời cũng hỗ trợ phát hiện các bất thường đối với hệ thống điện của khách hàng, điều này trước đây không thể thực hiện kịp thời, liên tục, từ xa. Đây chính là minh chứng sinh động cho sự chuyển mình mạnh mẽ của ngành điện coi khách hàng là trung tâm để phục vụ.

Lần lượt trong những năm qua, hệ thống RF-SPIDER đã được triển khai thành công kết nối 4 triệu khách hàng ở 13 tỉnh thuộc Tổng công ty Điện lực miền Trung và các Tổng công ty khác thuộc EVN. Không những vậy, hệ thống này còn được xuất ngoại áp dụng tại Điện lực Bolikhamxay - Lào và được nhiều quốc gia Đông Nam Á nghiên cứu, học hỏi.

Dùng Google Earth để tích hợp quản lý vận hành hệ thống điện

TTO - Thay vì quản lý vận hành theo từng vị trí như cách làm truyền thống, một ứng dụng của nhóm kỹ sư Công ty TNHH MTV Điện lực Đà Nẵng (PC Đà Nẵng) kết hợp dữ liệu đầu vào trên nền tảng Google Earth để tối ưu hóa công việc.