|
(Ảnh minh họa)
|
Trong một thế giới khi mà truyền thông không dây đang trở thành tiêu chuẩn và lưới điện thông minh đang trở thành hiện thực thì rõ ràng đây là thời điểm thích hợp để bắt đầu triển khai các mạng không dây riêng dành cho các công ty điện lực ở Anh.
Lợi thế của việc có mạng không dây riêng là người điều hành lưới điện không phải lo lắng tốn tiền mua dải thông của ai đó, mạng luôn sẵn sàng bất cứ lúc nào và bất cứ ở đâu khi cần, khả năng chạy nhiều ứng dụng với dải thông rộng, độ trễ thấp và độ bảo mật cao mà chỉ có thể có được khi có mạng riêng.
ABB đã có bước tiến quan trọng vào lĩnh vực này sau khi mua công ty Tropos Networks (trụ sở tại Thung lũng Silicon, bang California, Mỹ) năm 2012. Hiện nay, Tropos nằm trong nhóm sản phẩm Mạng Truyền thông (Communication Networks) của ABB, thế nhưng Tropos đã phát triển loại mạng này từ 8 năm nay, với hơn 850 khách hàng tại 50 quốc gia và có kinh nghiệm triển khai các giải pháp trọn gói từ A đến Z.
Với một danh sách khách hàng bao gồm nhiều tổ chức hàng đầu, từ các công ty điện lực, các công ty khai thác mỏ, dầu và khí tới các “thành phố thông minh”, việc ABB mua lại công ty Tropos Networks mang lại tiềm năng rất lớn, trong đó phải kể đến cơ hội chào bán các mạng không dây của Tropos cho thị trường các công ty điện lực tại Anh.
Mạng và các ứng dụng
Vậy, nói một cách chính xác, mạng không dây riêng đem lại gì? Có hai phạm vi ứng dụng chính là lưới điện thông minh và thành phố thông minh, với các giải pháp dựa trên các mạng của bộ định tuyến và các hệ thống rađio định hướng được sắp xếp theo kết cấu mắt lưới hoặc lưới, cùng với cấu trúc, phần mềm, và quản lý mạng để hỗ trợ các giải pháp.
Các mạng không dây riêng sử dụng các dải tần số khoảng 2,4 GHz và 5 GHz không cần cấp phép. Phần lớn danh mục bằng sáng chế của Tropos bao gồm các công nghệ được phát triển để đảm bảo hoạt động tin cậy và an toàn trong các dải tần số không cần cấp phép.
Các mạng có thể quản lý một tập hợp các ứng dụng trong ngành năng lượng, có thể bao gồm AMI (cơ sở hạ tầng đọc chỉ số công tơ tiên tiến), quản lý và phản ứng với nhu cầu, tự động hóa và kiểm soát phân phối, quản lý mất điện, các ứng dụng cho lực lượng lao động lưu động, tích hợp nguồn điện phân bố và an ninh dùng video. Các mạng được định tuyến cũng có thể tạo điều kiện thuận lợi cho việc tích hợp các thiết bị đời cũ để lại bằng cách hỗ trợ các giao thức tự động hóa như DNP3, Modbus, SEL Mirrored Bit và IEC 61850. Nhưng mạng không dây có thể mang lại các lợi ích nào cho lưới điện của bạn?
Theo báo cáo của nhiều công ty điện lực ở Mỹ có các mạng tương tự đã được triển khai, thì truyền thông thời gian thực trong mạng của họ giờ đây tốt hơn, kết quả là độ tin cậy được cải thiện, quản lý nhu cầu tốt hơn, tổn thất điện năng giảm và chi phí hệ thống thấp hơn. Nhìn xa hơn, các mạng giúp họ tích hợp các nguồn năng lượng tái tạo, và triển khai tự động hóa phân phối.
|
Giải pháp truyền thông trong phân phối điện
|
Một tính năng quan trọng là không bị ràng buộc vào một nhà cung cấp duy nhất, nhờ đó khách hàng được tự do lựa chọn các ứng dụng phù hợp với họ. Có thể chạy bất kỳ ứng dụng nào trên mạng IT của doanh nghiệp hoặc internet.
Khía cạnh này được thiết kế để giúp khách hàng “được bảo vệ trong tương lai” trước những thách thức còn chưa được biết đến, có thể sẽ bao gồm các ứng dụng mới, đưa vào sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo và những cải tiến mới có tác động đến nhu cầu của hộ tiêu thụ.
Bởi vì mọi bộ định tuyến trong mạng mắt lưới đều thông minh nên các dữ liệu được định tuyến hiệu quả tới nơi có dung lượng. Do đó độ trễ là tối thiểu, có nghĩa là khách hàng có thể nắm rất rõ tài sản của họ vận hành ra sao.
Các mạng cũng có khả năng mở rộng, có nghĩa là khách hàng có thể chọn phương án khởi đầu với qui mô nhỏ, tăng dần lên khi cần thiết và tùy theo sự phát triển của mạng, mỗi bộ định tuyến thông minh sẽ tự động cấu hình lại chính nó, nên việc phát triển mạng tương đối đơn giản.
Với mỗi bộ định tuyến hoặc đài thu phát sóng rađio đã lắp đặt đại diện cho một nút trên mạng, khách hàng có thể cấu hình, quản lý và theo dõi các mạng lớn có tới hàng ngàn nút, các nút đặt tại các tài sản như trạm biến áp, máy cắt tự động đóng lặp lại, lộ xuất tuyến, dàn tụ điện, bộ điều chỉnh điện áp, thiết bị tích trữ năng lượng, các bộ tập kết AMI, các bộ chỉ báo chạm đất và tài sản di động (xe).
Với một dải các tài sản như vậy, mỗi tài sản đóng vai trò riêng của nó, các bộ định tuyến và thiết bị thu phát sóng rađio được thiết kế sao cho từng thiết bị riêng lẻ phù hợp với vai trò của nó trong mạng mắt lưới. Toàn bộ mạng dựa trên hệ điều hành sử dụng trí thông minh tích hợp trong mỗi bộ định tuyến để theo dõi liên tục mạng như một tổng thể và cung cấp dữ liệu theo các tuyến tối ưu.
Bản thân thiết kế mạng mắt lưới là một yếu tố nữa bổ sung một mức độ tin cậy vốn có vì mạng có thể đối phó với trường hợp sự cố bằng cách truyền dữ liệu theo hướng khác một cách thông minh.
Về mặt vận hành thực tế, mạng mắt lưới có thể được quản lý theo thời gian thực bằng cách sử dụng một hệ thống quản lý trung tâm dựa trên trang web, hệ thống này tích hợp lập bản đồ và cung cấp cho người điều hành khả năng theo dõi và kiểm soát tính năng và bảo mật của mạng, chẩn đoán các vấn đề rắc rối, cài đặt các phần mềm cập nhật và theo dõi tính năng của các bộ định tuyến di động. Thêm vào đó, với mức tiêu thụ điện điển hình chỉ cỡ một vài oát cho mỗi thiết bị, nên chi phí vận hành là thấp.
|
Bộ định tuyến của ABB
|
Bền và tin cậy
Bản thân bộ các định tuyến cần phải được thiết kế để chịu được mọi tác động của thiên nhiên. Cụ thể như sử dụng cấp bảo vệ bằng vỏ ngoài IP67, vỏ hộp loại chống can thiệp, được thiết kế để đối phó với hầu như mọi thách thức về vật lý, một yêu cầu tất yếu bởi vì các bộ định tuyến thường được lắp đặt ngoài trời tại hiện trường.
Do được chế tạo với chất lượng cao và áp dụng các lựa chọn lắp đặt linh hoạt, các mạng riêng ABB Tropos có thể đạt được độ khả dụng hệ thống ở mức trên 99,99%. Công ty thiết kế cho riêng mình các bộ định tuyến lắp đặt ngoài trời chịu được nhiệt độ từ -40 độ C đến +55 độ C, tốc độ gió lên tới 165 dặm/giờ (265 km/h), sử dụng trong các môi trường nhiều cát hoặc bụi và chịu gỉ.
Phương án bổ sung các bộ định tuyến di động có thiết kế nhỏ hơn và nhẹ hơn so với các bộ định tuyến ngoài trời tương đương, mang lại khả năng mở rộng mạng qua một đơn vị khách hàng, cho dù lực lượng lao động tại hiện trường đang ở đâu.
Các bộ định tuyến di động cho phép bất kỳ chiếc ô tô nào cũng có thể trở thành một nút lưu động trên mạng, cho dù đang di chuyển hoặc đứng yên. Khi di chuyển, các bộ định tuyến di động có thể hỗ trợ thoại, hình ảnh và kết nối dữ liệu và khi ở trạng thái tĩnh tại, có thể cung cấp kết nối với lực lượng lưu động tại hiện trường sử dụng thiết bị cầm tay trong khu vực.
Lực lượng lưu động với máy tính xách tay được ủy quyền cũng có thể hưởng lợi từ việc truy cập di động. Họ được tự do truy cập các ứng dụng văn phòng khi ở hiện trường, hoàn thành và nộp báo cáo, tải thông tin khi họ đang trên đường đi.
Các bộ định tuyến nhỏ hơn (loại nhẹ) có thể sử dụng để mở rộng mạng trong nhà, thậm chí còn có thể được đưa vào trong bo mạch điện phù hợp để tích hợp vào lưới điện thông minh và các thiết bị tự động khác ở hiện trường.
Bảo mật
Khách hàng yêu cầu mạng phải tin cậy, đồng thời lại đảm bảo an ninh, nên điều tối quan trọng là phải tích hợp các biện pháp bảo mật trình độ cao vào các thiết bị của mạng riêng. Mọi thiết bị đều phải trang bị bảo mật nhiều lớp, bao gồm phần mềm VPN cài đặt sẵn và tường lửa, xác nhận RADIUS, mã hóa AES, kiểm soát truy cập khách hàng (Client Access Control), hỗ trợ cho nhiều VLAN, v.v.
Các mạng cũng có tính năng báo động phần mềm, các biện pháp xác nhận và bảo mật để hạn chế truy cập trái phép, cùng với nhiều tính năng khác giúp duy trì tính toàn vẹn của hệ thống.
Một lợi ích nữa cho khách hàng là khả năng thiết lập ưu tiên truyền thông mạng trong hệ thống. Trường hợp sử dụng dải thông trên các mạng khác hoặc trên lưới điện thương mại, khách hàng có thể nhận thấy họ chỉ là một trong số những người sử dụng băng thông. Điều này có thể gây hậu quả nghiêm trọng vào những lúc cao điểm, trong các tình huống khẩn cấp hoặc khi khách hàng tìm cách chuyển lượng dữ liệu lớn. Trong khi đó, mạng không dây riêng cho phép công ty điện lực xác định các ứng dụng nào là tối quan trọng vì liên quan đến nhiệm vụ được giao và xếp chúng vào hàng ưu tiên cao nhất để người điều hành có thể phản ứng ngay, không chậm trễ.
Với mạng mắt lưới không dây thuộc loại các cải tiến tương đối mới, thật thú vị khi nghĩ rằng có thể sẽ còn nhiều ứng dụng khác còn chưa được biết đến để dùng cho mạng và trong tương lai sẽ còn nhiều thách thức buộc ta phải giải quyết.
Về góc độ tài chính
Gần đây, cùng với số lượng các ứng dụng được quản lý qua mạng mắt lưới không dây ngày một nhiều, lợi ích tài chính cho khách hàng cũng không ngừng gia tăng. Thời gian hoàn vốn của một số khách hàng rút ngắn chỉ còn từ 1-3 năm khi tích hợp nhiều ứng dụng trên mạng của họ. Tóm lại, tất cả những điều này có nghĩa là mạng không dây riêng có thể giúp công ty điện lực quản lý hệ thống của họ tốt hơn, hiệu quả hơn.