Nhận thấy tầm quan trọng của chuyển đổi số trong quản lý điều hành các hoạt động sản xuất kinh doanh, cũng như trong công tác quản lý kỹ thuật, khai thác, sử dụng tài nguyên nước hiệu quả, Công ty Cổ phần Thủy điện Sông Ba Hạ (SBH) đã triển khai áp dụng chuyển đổi số trong công tác giám sát mực nước hồ chứa Nhà máy Thủy điện Sông Ba Hạ.
Giao diện của phần mềm giám sát và truyền dữ liệu
Sự cần thiết của việc ứng dụng chuyển đổi số trong công tác giám sát mực nước hồ chứa
Quá trình vận hành hồ chứa thủy điện Thủy điện Sông Bạ Hạ bắt buộc phải đảm bảo yếu tố vận hành nhà máy an toàn, ổn định, vừa tuân thủ các quy định pháp lý nhà nước, vừa đảm bảo an toàn cho vùng hạ du, đặc biệt là trong mùa mưa bão.
Để theo dõi, giám sát mực nước hồ chứa, lưu lượng về hồ, lưu lượng xả duy trì dòng chảy tối thiểu, lưu lượng xả qua tràn, nhà máy nhằm phục vụ công tác PCTT & TKCN cũng như thực hiện truyền dữ liệu đến các cơ quan quản lý nhà nước theo đúng yêu cầu tại Thông tư 17/2021/TT-BTNMT của Bộ Tài nguyên và Môi trường quy định về giám sát khai thác, sử dụng tài nguyên nước, SBH đã đầu tư các thiết bị quan trắc và các thiết bị truyền thông phụ trợ, các thiết bị cảm biến,bộ điều khiển logic lập trình PLC (viết tắt của Programmable Logic Controller) và đã tiến hành lập trình lấy dữ liệu từ các thiết bị này, đồng thời xây dựng trang web để đưa các tín hiệu này online lên mạng internet đảm bảo truyền dữ liệu về Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Phú Yên theo quy định.
Sơ đồ truyền thông tin dữ liệu tổng thể
Nguyên lý và phương thức vận hành các thiết bị quan trắc vào công tác giám sát mực nước hồ chứa
Nguyên lý quan trắc tại khu vực đập xả tràn: tín hiệu thiết bị quan trắc mực nước thượng lưu thông qua các bộ chuyển đổi tín hiệu sẽ được kết nối đến các bộ truyền thông datalogger trước khi truyền về đơn vị giám sát. Khi quan trắc lưu lượng xả qua tràn, 12 thiết bị quan trắc ở mỗi cửa van cung quan trắc độ mở và giá trị này được PLC chuyển đổi từ tín hiệu xung sang tín hiệu điện để thực hiện tính toán lưu lượng. Thông số độ mở này kết hợp với tín hiệu quan trắc mực nước thượng lưu sẽ tính được lưu lượng xả qua cửa van cung bằng phần mềm tính toán. Qua đó, bộ phận chuyên môn sẽ vận hành điều tiết nước qua tràn hợp lý, đảm bảo an toàn cho công trình, thiết bị.
Tại phía sau cửa tràn, lắp đặt 2 camera giám sát việc vận hành xả nước cho 12 cửa xả. Các tín hiệu này được kết nối về đầu ghi camera ở nhà điều hành nhà máy để lưu trữ thông tin và truyền về đơn vị chức năng giám sát. Hình ảnh camera được theo dõi trực tiếp trên phần mềm giám sát.
Nguyên lý quan trắc lưu lượng xả qua nhà máy là tín hiệu công suất của hai tổ máy được trích từ đường tín hiệu của nhà máy, tín hiệu này sẽ được đưa đến datalogger chuyển thông tin đến bộ xử lý tín hiệu đã được tích hợp công thức tính toán từ công suất tổ máy sang lưu lượng của tuabin. Tại khu vực hạ lưu nhà máy thiết bị quan trắc mực nước tại hạ lưu nhà máy sẽ kết nối trực tiếp về bộ datalogger trung tâm trong phòng giám sát và được truyền về đơn vị chức năng quản lý để đưa ra cách sử dụng nguồn nước hợp lý.
Các tín hiệu của hệ thống quan trắc tự động tại các khu vực xuất ra từ các thiết bị đo, thiết bị phân tích sẽ kết nối trực tiếp với thiết bị datalogger tại phòng giám sát của nhà máy. Dữ liệu này sẽ được truy xuất bởi phần mềm để theo dõi, thống kê, xuất dữ liệu, … Các thông số quan trắc được gửi về cơ quan chức năng dưới dạng file *.txt theo địa chỉ IP tĩnh do cơ quan chức năng cung cấp. Ngoài ra, có thể giám sát dữ liệu quan trắc thông qua ứng dụng trên điện thoại (IOS, Android) thuận lợi cho quá trình quản lý và báo cáo thông tin. Trường hợp phát hiện không tuân thủ quy định thì hệ thống sẽ tự động thông báo, cảnh báo đến phòng chức năng bằng thư điện tử, tin nhắn điện thoại và các hình thức thông báo tự động khác.
Sơ đồ nguyên lý quan trắc lưu lượng xả qua tràn
Hình lắp đặt thiết bị tại Cửa van cung
Quan trắc mực nước thượng lưu hồ chứa
Phương thức truyền dữ liệu dựa theo nguyên lý sau:
Kết quả đạt được khi ứng dụng chuyển đổi số vào công tác giám sát mực nước hồ chứa
Việc ứng dụng chuyển đổi số trong công tác giám sát tự động, trực tuyến các thông số: mực nước hồ; lưu lượng xả qua nhà máy; lưu lượng xả qua tràn đã mang lại nhiều hiệu quả rõ rệt như: tăng cường năng lực theo dõi, giám sát các công trình, cung cấp số liệu quan trắc tài nguyên nước phục vụ đánh giá hiện trạng, xu hướng khả năng khai thác, cảnh báo suy kiệt, ô nhiễm nguồn nước, đảm bảo an toàn cho người dân vùng hạ lưu; nâng cao chất lượng kiểm soát các hoạt động khai thác, sử dụng tài nguyên nước, giảm chi phí trong việc quản lý các dữ liệu, thông tin và quản lý tài nguyên nước./.
Thanh Điền - Hồng Thanh