Design and implementation of an automatic hydrological monitoring system for hydropower plants

Thiết kế, chế tạo hệ thống tự động giám sát thủy văn cho nhà máy thủy điện

Abstract

Nowadays, the management of parameters measured at the power plants is an urgent requirement for each country. The automatic systems measuring process parameters of hydropower plants as well as water management systems have been applied and flourished in the developed countries. Some important parameters of the hydro plants such as rainfall, level of river, level of water reservoir, flow rate of water in canals and rivers, as well as parameters related to safety dams are measured by sensors, processed suitably and sent to the management centre. In Vietnam and Laos so far most hydropower plants do not have an automatic data monitoring system and most parameters are transmitted manually, which is very time consuming and difficult to implement. Therefore, this paper introduces a new real-time, automatic system to overcome these problems. The design includes features such as automatic collecting, processing and transmitting data to the monitoring and management centre. Besides regulating water resources and capacity of the plant to reach the highest efficiency, the parameters of the system also help to assess impact, manage and monitor the environment. The device was designed, created, and used as visualization tool for teaching purposes in the Faculty of Electrical and Electronic Engineering, University of Transport and Communications in Vietnam, and installed as a technology transfer program in the Theun Hinboun hydropower plant, Na Hin village, Borikhamxai province, Lao People's Democratic Republic.

Hiện nay việc quản lý tham số đo đạc tại các nhà máy thủy điện là một yêu cầu cấp bách đối với mỗi quốc gia. Các hệ thống tự động hóa đo các tham số của nhà máy thủy điện cũng như các hệ thống quản lý nguồn nước đã được ứng dụng và phát triển mạnh mẽ ở các nước phát triển. Một số tham số quan trọng của nhà máy thủy điện như lượng mưa, mực nước sông, mực nước hồ chứa, tốc độ của dòng chảy của nước trên các kênh và trên sông, cũng như các tham số liên quan đến độ an toàn của đập, kè bao đều được đo bởi các cảm biến, sau đó được xử lý một cách phù hợp và được đưa về trung tâm quản lý. Tại Việt Nam và Lào cho đến nay hầu hết các nhà máy thủy điện không có hệ thống giám sát dữ liệu tự động và hầu hết các thông số được truyền một cách thủ công rất tốn thời gian và khó khăn để thực hiện. Vì vậy, bài viết này giới thiệu một hệ thống mới tự động thời gian thực nhằm khắc phục những vấn đề này. Hệ thống thiết kế có một số tính năng như tự động thu thập, xử lý dữ liệu và truyền dữ liệu về trung tâm quản lý giám sát. Ngoài việc điều tiết nguồn nước cũng như công suất của nhà máy sao cho đạt hiệu quả cao nhất, các thông số của hệ thống còn giúp đánh giá tác động và quản lý giám sát môi trường. Thiết bị đã được thiết kế, chế tạo thành công, được sử dụng làm công cụ trực quan phục vụ giảng dạy tại khoa Điện-Điện tử trường Đại học Giao thông Vận tải, Việt Nam và được chuyển giao lắp đặt cho nhà máy thủy điện Theun Hinboun, bản Na Hin thuộc tỉnh Borikhamxai, nước Cộng hòa dân chủ nhân dân Lào.