Định vị và điều phối ứng cứu sự cố lưới điện

iải 
thuật hệ thống được trình bày ở Hình 1. 
Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ Tập 53, Phần A (2017): 19-28 
 21 
Hình 1: Lưu đồ giải thuật hệ thống 
2.2 Thiết kế thiết bị giám sát điện áp lưới điện 
2.2.1 Thiết bị giám sát điện áp lưới điện 
Để kiểm chứng hệ thống thực hiện được các 
mục tiêu đặt ra, thiết bị được sử dụng là bộ thiết bị 
giám sát điện áp. Sơ đồ khối thiết bị giám sát điện 
áp được trình bày ở Hình 2, thiết bị giám sát điện 
áp thực tế được trình bày ở Hình 3. 
Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ Tập 53, Phần A (2017): 19-28 
 22 
Nguồn
220V/AC
Bộ chuyển đổi 
AC/DC Pin sạc
Vi điều khiển ModuleGSM/GPRS
Bộ chuyển nguồn
Bộ chuyển đổi 
tín hiệu AC
220VAC 5VDC
5VDC 5VDC
5VDC 5VDC
220VAC
Tín hiệu GPIO
Hình 2: Sơ đồ khối thiết bị giám sát điện áp 
 Hình 3: Thiết bị giám sát điện áp 
Thiết bị có thể đo được điện áp từ 0 – 245 VAC 
và gửi cảnh báo SMS với các cấu trúc sau: 
 Khi điện áp U > 235V thiết bị sẽ gửi cảnh 
báo điện áp cao “ALARM HighAcc” 
 Khi điện áp 50V ≤ U ≤ 215V thiết bị sẽ gửi 
cảnh báo điện áp thấp “ALARM LowAcc” 
 Khi điện áp U < 50V thiết bị sẽ gửi cảnh 
báo mất điện áp “ALARM NoAcc” 
 Khi điện áp 215V < U < 235V thiết bị sẽ 
gửi cảnh báo có điện áp “ALARM NormalAcc” 
Thiết bị có thể được lắp đặt dễ dàng và hoạt 
động hiệu quả trong mạng GSM tần số: 
850/900/1800/ 1900 MHz (AIRCOM International, 
2002). Cho phép gửi tín hiệu cảnh báo điện áp 
bằng tin nhắn SMS đến máy tính quản lý. 
Đối với trạm biến áp: quá trình giám sát thực 
hiện theo lưu đồ giải thuật được trình bày ở Hình 4. 
Khi có thay đổi về giá trị điện áp trong phạm vi cài 
đặt: điện áp cao (ALARM HighAcc), điện áp thấp 
(ALARM LowAcc), mất điện (ALARM NoAcc), 
có điện (ALARM Normal Acc), thiết bị sẽ gửi 
thông báo mức điện áp về máy tính quản lý, nhân 
viên quản lý theo dõi giám sát để có kế hoạch điều 
chỉnh vị trí nấc máy biến áp cho phù hợp. 
Đối với khách hàng: quá trình giám sát thực 
hiện theo lưu đồ giải thuật được trình bày ở Hình. 
Khi có thay đổi về giá trị điện áp trong phạm vi cài 
đặt: mất điện (ALARM NoAcc), có điện (ALARM 
Normal Acc), thiết bị sẽ gửi cảnh báo về máy tính 
quản lý và khách hàng (khi có yêu cầu). 
Hình 4: Lưu đồ giải thuật thiết bị giám sát điện áp (trạm biến áp) 
Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ Tập 53, Phần A (2017): 19-28 
 23 
Hình 5: Lưu đồ giải thuật thiết bị giám sát điện 
áp (khách hàng) 
2.2.2 Xác định vị trí cảnh báo 
Thiết bị được lắp đặt cố định tại vị trí cần giám 
sát là thiết bị được trình bày ở Hình 3, sẽ xác định 
được tọa độ tương đối GPS (Global Positioning 
System) tĩnh của thiết bị thông qua Google Maps 
(A. EI-Rabbany, 2002). Khi xảy ra sự cố ở một 
điểm cần giám sát, nơi có lắp đặt thiết bị tự động 
gửi một tin nhắn SMS cảnh báo về máy tính quản 
lý. Hệ thống được phát triển trên nền ngôn ngữ 
PHP (Personal Home Page) kết hợp với hệ quản trị 
cơ sở dữ liệu MySQL để xây dựng các modul bao 
gồm: Modul gửi và nhận tin nhắn SMS (M. 
Ghasemzadeh), modul phân loại tin nhắn liên kết 
cơ sở dữ liệu để truy cập thông tin địa điểm, 
Website hiển thị điểm cần được xử lý trên Google 
Maps (Parkinson, B. W. 1996), (Davis, S. 2006). 
Một tin nhắn mới gửi đến hệ thống sẽ được tiếp 
nhận và lưu vào cơ sở dữ liệu hệ thống thông qua 
modul gửi và nhận tin nhắn SMS. Các modul khác 
sẽ lấy dữ liệu từ cơ sở dữ liệu để xử lý theo yêu 
cầu. Mô hình lưu trữ và xử lý tin nhắn được trình 
bày ở Hình 6. 
SMS
SQL insert SQL select
SQL insertSQL select
Database
MySQL
Hình 6: Mô hình lưu trữ và xử lý tín hiệu 
2.3 Tiếp nhận và xử lý cảnh báo 
2.3.1 Tiếp nhận tín hiệu 
Để truyền nhận tín hiệu SMS giữa thiết bị giám 
sát cảnh báo và máy tính quản lý hay thiết bị di 
động, một modem GSM (USB 3G MF190S- ZTE) 
có gắn thẻ sim, được kết nối với máy tính thông 
qua cổng COM (Communication). Một ứng dụng 
được xây dựng và cài đặt trên máy tính để giao tiếp 
với modem GSM nhờ các tập lệnh AT (Bảng 1), 
đảm nhiệm việc tiếp nhận và gửi tín hiệu SMS. 
Bảng 1: Tập lệnh AT (Attention) 
Lệnh AT Công dụng 
AT + CMGF Định dạng tin nhắn ở dạng TEXT 
AT + CNMI Hiển thị nội dung tin nhắn khi nhận được 
AT + 
CMGD 
Xoá toàn bộ tin nhắn trong bộ nhớ 
SIM 
AT + CMGS Gửi tin nhắn 
AT + CUSD Gửi chuỗi mã lên tổng đài nhà mạng 
Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ Tập 53, Phần A (2017): 19-28 
 24 
2.3.2 Phân tích phạm vi cảnh báo 
Sau khi nhận được tín hiệu cảnh báo từ thiết bị, 
Server sẽ phân tích mã thiết bị có trong cơ sở dữ 
liệu để phân loại cảnh báo thuộc phạm vi trạm biến 
áp hay khách hàng. 
Nếu thiết bị gửi cảnh báo là trạm biến áp thì hệ 
thống sẽ kiểm tra lịch cắt điện. Nếu có lịch cắt điện 
vào khoảng thời gian thiết bị gửi cảnh báo thì chỉ 
hiển thị cảnh báo trên máy tính quản lý, ngược lại 
thì gửi cảnh báo đến nhân viên vận hành và hiển thị 
trên máy tính quản lý. 
Nếu thiết bị gửi cảnh báo là khách hàng thì hệ 
thống sẽ kiểm tra số lượng thiết bị trong cùng một 
trạm biến áp. Nếu số lượng cảnh báo từ 3 thiết bị 
trở lên thì xem như cảnh báo trạm biến áp, ngược 
lại gửi cảnh báo đến nhân viên vận hành và hiển thị 
trên máy tính quản lý. 
2.4 Xác nhận và xử lý cảnh báo 
Nhân viên trực vận hành sau khi nhận được tin 
nhắn cảnh báo phải gửi tin nhắn xác nhận theo mẫu 
về máy tính quản lý, nếu sau 3 phút hệ thống 
không nhận được tin nhắn xác nhận từ nhân viên 
vận hành thứ nhất thì sẽ gửi lại tin nhắn cảnh báo 
đó cho nhân viên gần tiếp theo, chu trình này được 
lặp lại cho đến khi có nhân viên gửi tin nhắn xác 
nhận cảnh báo. 
Sau khi cảnh báo được xử lý xong, thiết bị giám 
sát sẽ gửi tin nhắn báo có điện về hệ thống để cập 
nhật trạng thái bình thường không còn cảnh báo. 
2.5 Xây dựng cơ sở dữ liệu sử dụng MySQL 
Khi nhận được tín hiệu cảnh báo từ điểm giám 
sát, Window Service sẽ đọc dữ liệu từ modem 
GSM, truy cập Web Server để cập nhật thông tin vị 
trí điểm xảy ra cảnh báo. Sau đó, phần mềm sẽ xác 
định điểm cảnh báo và tính toán khoảng cách dựa 
trên dữ liệu kinh độ và vĩ độ để tìm nhân viên trực 
vận hành gần điểm cảnh báo nhất và gửi tín hiệu 
cảnh báo cho nhân viên này (Vargas, G. R et al., 
2004). 
Hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu gồm danh sách 
các thiết bị và danh sách nhân viên trực vận hành. 
Hệ thống này còn cho phép nhà quản trị quản lý 
đối tượng người dùng, nội dung các cảnh báo, thời 
điểm xảy ra, thời gian hoàn tất việc xử lý cảnh báo. 
Hệ cơ sở dữ liệu được xây dựng theo liên kết với 
mô hình (Hình 7). 
id bigint 
site_code nchar[10]
site_name nvarchar[50]
lat float
long float
ite_address ntext
isdn nchar[12]
site_info
id bigint 
type_id int
site_code nchar[50]
time_begin datetime
time_end datetime
id_nv int
alarm_new
id bigint 
type_code nvarchar[50]
type_name nvarchar[50]
alarm_type
id bigint 
ma_nv nvarchar[10]
ten_nv nvarchar[50]
lat_gps float
long_gps float
Isdn nchar[12]
dm_nhanvien
Hình 7: Mối liên kết các khối dữ liệu trong hệ cơ sở dữ liệu SQL (Structured Query Language) 
2.6 Xây dựng phần mềm quản lý Alarm 
Manager 
Phần mềm này được xây dựng bằng công cụ 
Visual Studio 2013, với ngôn ngữ lập trình C#.net 
và hệ quản trị cơ sở dữ liệu SQL Server. Phần mềm 
có nhiệm vụ tự động xử lý các dữ liệu truyền về 
của thiết bị giám sát và nhân viên trực vận hành để 
xác định điểm xảy ra cảnh báo và vị trí nhân viên 
trực vận hành gần nhất, hiển thị lên giao diện ứng 
dụng đã được xây dựng và gửi tin nhắn điều hướng 
nhân viên đến điểm cảnh báo trên Google Maps. 
Phần mềm bao gồm một Window Service chạy nền 
C#.net kết nối và nhận dữ liệu trực tiếp từ modem 
GSM (AIRCOM International, 2002). 
Khi nhận được tín hiệu cảnh báo từ điểm giám 
sát, Window Service sẽ đọc dữ liệu từ modem 
GSM, truy cập Web Server để cập nhật thông tin vị 
trí điểm xảy ra cảnh báo. Sau đó, phần mềm sẽ xác 
định điểm cảnh báo và tính toán khoảng cách dựa 
trên dữ liệu kinh độ và vĩ độ để tìm nhân viên trực 
vận hành gần điểm cảnh báo nhất và gửi tín hiệu 
cảnh báo cho nhân viên này. Nội dung cảnh báo và 
liên kết điều hướng từ vị trí nhân viên đến điểm 
cảnh báo cần xử lý thông qua ứng dụng Google 
Maps đã cài đặt trên điện thoại. 
Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ Tập 53, Phần A (2017): 19-28 
 25 
3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 
3.1 Hiển thị vị trí nhân viên và điểm giám sát 
Nhân viên trực vận hành phải sử dụng điện 
thoại (Smart phone) có hỗ trợ GPS, cài đặt ứng 
dụng Android cho phép truy xuất dữ liệu GPS của 
điện thoại sau mỗi 30 giây và gửi về Web Server 
khi có yêu cầu, để đưa vào cơ sở dữ liệu 
SQLServer được trình bày ở Hình 8. Các dữ liệu 
đưa về bao gồm mã nhân viên trực vận hành (User 
ID), kinh độ (Longitude) và vĩ độ (Latitude) của 
nhân viên. Để sử dụng được chức năng này, yêu 
cầu nhân viên trực vận hành phải bật chức năng 
định vị GPS trên điện thoại (A. EI-Rabbany, 2002). 
Hình 8: Ứng dụng android – GPS Tracking 
Hình 9: Vị trí nhân viên vận hành , điểm giám sát 
Ứng dụng hiển thị vị trí nhân viên và các điểm 
giám sát trực quan trên bản đồ Google Maps, thông 
qua thư viện Google Maps APIs, được cung cấp 
miễn phí bởi Google được trình bày ở Hình 9. 
3.2 Nhận và hiển thị cảnh báo 
Tín hiệu cảnh báo được gửi từ thiết bị giám sát 
đến hệ thống và được hiển thị trên máy tính quản 
lý và âm thanh cảnh báo được trình bày ở Hình 10. 
Hình 10: Giao diện cảnh báo sự cố , không có sự cố 
Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ Tập 53, Phần A (2017): 19-28 
 26 
3.3 Tín hiệu cảnh báo có điều hướng và xác 
nhận 
Để đảm bảo việc tiếp nhận thông tin sự cố và 
xử lý sự cố đạt được hiệu quả cao, nghiên cứu này 
đã thiết kế vòng lặp kiểm tra tin nhắn xác nhận với 
chu kỳ 3 phút. Khoảng thời gian này đủ để nhân 
viên trực vận hành có thể nhắn tin xác nhận. Khi 
đó, hệ thống sẽ không tiếp tục gửi tín hiệu cho 
nhân viên trực vận hành tiếp theo. Nội dung tín 
hiệu cảnh báo và xác nhận của nhân viên trên điện 
thoại được trình bày ở Hình 11. 
Nghiên cứu này chỉ trình bày phần mất điện và 
có điện, trường hợp cao áp và thấp áp cũng tương 
tự và dữ liệu đã được thiết lập sẵn nhưng đòi hỏi 
phải sử dụng máy biến áp tự ngẫu để làm thí 
nghiệm. 
Hình 11: Tín hiệu cảnh báo và xác nhận của 
nhân viên trên điện thoại 
Sau khi nhận được tin nhắn cảnh báo, nhân viên 
trực vận hành xác nhận theo cú pháp trên, sau đó 
chọn vào đường dẫn kèm theo tin nhắn sẽ mở ứng 
dụng Google Maps điều hướng nhân viên đến điểm 
cảnh báo, giúp cho nhân viên nhanh chóng tiếp cận 
điểm cảnh báo trong thời gian ngắn nhất. Kết quả 
hiển thị được trình bày ở Hình 12. 
 Hình 12: Điều hướng nhân viên 
Trạng thái máy chủ quản lý sau khi nhân viên 
vận hành xác nhận xử lý cảnh báo được phản hồi 
về hệ thống trình bày ở Hình 13. 
Hình 13: Hệ thống cập nhật trạng thái khi nhân viên xác nhận xử lý 
Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ Tập 53, Phần A (2017): 19-28 
 27 
Sau khi cảnh báo được xử lý xong, điện được 
khôi phục trở lại, thiết bị sẽ gửi tin nhắn báo có 
điện về hệ thống để cập nhật trạng thái bình thường 
không còn cảnh báo thì mới được xem là hoàn 
thành quá trình xử lý được trình bày ở Hình 14. 
Hình 14: Hoàn tất quá trình xử lý sự cố 
4 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 
Từ kết quả đề tài xây dựng hệ thống hỗ trợ ứng 
cứu sự cố anh ninh, nghiên cứu này được thử 
nghiệm trên 6 thiết bị giám sát được lắp đặt tại các 
vị trí khác nhau. Kết quả kiểm chứng thời gian từ 
lúc thiết bị phát hiện bất thường trên lưới điện đến 
khi nhân viên nhận được cảnh báo điều hướng 
khoảng từ 1 đến 3 phút, đồng thời khách hàng nhận 
được cảnh báo ngay khi có sự cố xảy ra. Kết quả 
kiểm chứng cho phép khẳng định tính khả thi của 
việc xây dựng hệ thống gửi và nhận tín hiệu, hiển 
thị điểm sự cố và điều hướng nhân viên ứng cứu sự 
cố trên Google Maps. Bước đầu cho thấy hệ thống 
nên được thử nghiệm thực tế để hoàn thiện. Khi đó, 
việc kết hợp hệ thống này với Hệ thống thu thập và 
quản lý dữ liệu công tơ sẽ tạo thành một công cụ 
hữu ích, đáp ứng yêu cầu phát hiện sớm và xử lý 
nhanh sự cố. Nó giúp giảm thời gian mất điện kéo 
dài và là mục tiêu quan trọng cần thực hiện trong 
việc nâng cao độ tin cậy cung cấp điện trong thời 
gian tới của ngành điện. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
Phạm Ngọc Quang, Nguyễn Minh Tùng và Nguyễn 
Ngọc Lâm, 2014. Thiết kế và chế tạo thiết bị 
cảnh báo mất điện bằng SMS. Hội nghị Khoa 
học và Công nghệ Điện lực toàn quốc, 06/11 - 
08/11/2014, tại Đà Nẵng. Trang tin điện tử PC 
Đà Nẵng. 
Công ty Cổ phần Tư vấn Đầu tư Phát triển Hạ tầng 
Viễn thông, 2014. Hệ thống thu thập và quản lý 
dữ liệu công tơ, ngày truy cập 26/2/2017. Địa 
chỉ:  
Tạp chí Điện lực chuyên đề Quản lý và Hội nhập, 
2015. Định hướng chiến lược của Đảng Bộ EVN 
giai đoạn 2015-2020, ngày truy cập 26/2/2017. 
Địa chỉ: 
huong-chien-luoc-cua-Dang-Bo-EVN-giai-doan-
2015-2020--6-12-16045.aspx. 
Bích Liên, 2017. Ứng dụng khoa học công nghệ trong 
ngành điện, ngày truy cập 11/3/2017. Địa chỉ: 
https://www.cpc.vn/home/TTuc_Detail.aspx?pm=
ttuc&sj=KHKTCN&id=19430#.WTTrKIWcHIU 
Xuân Tiến, 2017. EVN đã làm tốt nhiệm vụ cung 
ứng đủ điện cho phát triển kinh tế - xã hội, ngày 
truy cập 03/02/2017. Địa chỉ: 
nhiem-vu-cung-ung-du-dien-cho-phat-trien-kinh-
te-xa-hoi-6-12-19343.aspx. 
Mai Phương, 2016. Các chỉ số độ tin cậy cung cấp 
điện tiếp tục cải thiện, ngày truy cập 22/2/2017. 
Địa chỉ: 
cung-cap-dien-tiep-tuc-cai-thien/19542.html 
Elster Metering Limited, "Overview section," in 
A1700 Manual vol. Chapter 2, 5/2007. 
Trần Phước Thành, Nguyễn Chí Ngôn, và Nguyễn 
Thành Đông, 2015. Xây dựng hệ thống hỗ trợ 
ứng cứu sự cố an ninh. Hội nghị toàn quốc lần 
thứ 3 về Điều khiển và Tự động hóa, 2015. Đại 
học Thái Nguyên. 2015: 597-602. 
AIRCOM International Ltd, "GSM Technology for 
Engineers," 2002. 
M. Ghasemzadeh and V. A. Foroushani, 2008, Remote 
management of computer networks by short 
message service, truy cập 15/2/2017. Địa chỉ: 
umber=4580616&isnumber=4580554. 
Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ Tập 53, Phần A (2017): 19-28 
 28 
Goel, U, Shah, K., Qadeer, et al (2011). The personal 
SMS gateway. In Communication Software and 
Networks (ICCSN), IEEE 3rd International 
Conference on (May 2011) (pp. 617-621). IEEE. 
Harper, Leroy D., Computer power management 
system. U.S. Patent No 5,428,790, 1995. 
Parkinson, B.W. and Enge, P.K., 1996. Differential 
gps. Global Positioning System: Theory and 
applications., 2, pp.3-50 
A. EI-Rabbany, GPS the global positioning system, 
2002. 
Davis, S. (2006). Google Maps API, V2: Adding 
Where To Your Applications. 
SIMCom, S. A. (2010). Command 
Manual. Shanghai: SIMCom Wireless Solutions. 
Fan, R. A. N. (2004). Investigation of Internet-based 
SCADA systems: design and 
applications (Doctoral dissertation, King Fahd 
University of Petroleum and Minerals). 
Vargas, G. R., & Shen, A. W. (2004). U.S. Patent 
No. 6,745,048. Washington, DC: U.S. Patent and 
Trademark Office.