Ứng dụng công nghệ 4.0 trong quản lý an toàn công trình thủy điện: Nâng cao hiệu quả quản lý, vận hành

Ứng dụng hàng loạt công nghệ mới

Trước đây, tại các nhà máy thủy điện, việc rà soát khi xuất hiện bất thường trên công trình, nhà máy, hay việc thu thập thông tin, kiểm soát dữ liệu quan trắc được thực hiện thủ công. Việc nhập, truy xuất dữ liệu từ hệ thống cũng mất nhiều thời gian, khiến các báo cáo đánh giá công trình không đảm bảo tính thời sự. Những năm gần đây, với việc ứng dụng mạnh mẽ các công nghệ của cuộc Cách mạng công nghiệp 4.0, các hoạt động trên đã được cập nhật tự động, các dữ liệu được truyền về các trung tâm điều khiển để lực lượng kỹ sư, công nhân quản lý, vận hành theo dõi theo thời gian thực. Từ đó, đưa ra các quyết định kịp thời, góp phần nâng cao hiệu quả trong hoạt động sản xuất, kinh doanh, đảm bảo an toàn các công trình.

Đặc biệt, nếu trước đây, các nhà máy thủy điện được quản lý, giám sát riêng lẻ thì từ tháng 4/2021 đến nay, với việc ứng dụng mạnh mẽ các công nghệ hiện đại, 5 nhà máy thủy điện lớn của EVN gồm: Sơn La, Hòa Bình, Lai Châu, Huội Quảng và Bản Chát được quản lý tập trung tại Trung tâm Kiểm soát an toàn công trình (thuộc Công ty Thủy điện Sơn La).

Cụ thể, các nhà máy đã được lắp đặt đầy đủ các thiết bị quan trắc chính đảm bảo giám sát đầy đủ trạng thái an toàn công trình như: Quan trắc chuyển vị, thấm và áp lực thủy tĩnh, nhiệt độ công trình; giám sát về khí tượng thủy văn và quan trắc động đất… Hiện 5 nhà máy đã lắp đặt trên 2.798 cảm biến/thiết bị hiện đại của các nước trên thế giới. Toàn bộ các thiết bị đều được kết nối, thu thập thông qua các phần mềm giám sát thu thập, lưu trữ và phân tích số liệu. Điển hình, kết nối thu thập số liệu về hệ thống quan trắc tự động (ADAS) với tần suất thu thập là 1 giờ/lần bằng phần mềm Loggernet/Multilogger. Theo dõi, kiểm soát dữ liệu bằng phần mềm Online Vista Data Vision (VDV) với các tính năng thời gian thực, tự động gửi cảnh báo về hiện tượng mất tín hiệu, giá trị quan trắc vượt giới hạn tính toán thiết kế, lập báo cáo tự động đến chủ đập và người quản lý vận hành theo dõi an toàn đập. Ứng dụng các phần mềm quan trắc địa chấn công trình như Scream, Reftek, GeoDAS; Phần mềm phân tích đánh giá an toàn ổn định công trình như Ansys, Surfer, Picnet… 

Bên cạnh đó, các nhà máy thủy điện cũng ứng dụng máy bay không người lái vào kiểm tra công trình, lập bản đồ địa hình; ứng dụng thiết bị camera dưới nước, camera các hố khoan để quan trắc, kiểm tra các hạng mục công trình thủy công phần ngập nước và kiểm tra, quan trắc các hố khoan tiêu thoát nước thân đập; áp dụng thí điểm BIM (mô hình thông tin công trình) trong quản lý vận hành đập; nghiên cứu áp dụng robot vào kiểm tra tình trạng thiết bị tại các công trình thủy điện. Đồng thời, xây dựng cơ sở dữ liệu dùng chung để cập nhật, số hóa hồ sơ tài liệu thiết kế, hoàn công của các công trình đảm bảo an toàn, an ninh thông tin; tạo tính chủ động cho các nhà máy trong công tác thu thập số liệu khí tượng thủy văn, tính toán dự báo lưu lượng nước về hồ, dự báo sự gia tăng mực nước hồ chứa, lập kế hoạch cho các đơn vị vận hành hồ chứa thủy điện trên bậc thang sông Đà…

Nâng cao chất lượng dự báo, tăng năng suất lao động

Ông Nguyễn Việt Anh - Giám đốc Trung tâm Kiểm soát an toàn công trình cho biết, việc ứng dụng công nghệ vào quan trắc đập đã giúp người quản lý vận hành giám sát được nhiều công trình trên một phần mềm ở bất kỳ nơi nào chỉ bằng thiết bị thông minh (smartphone). Đặc biệt, dữ liệu quan trắc được cập nhật liên tục tần suất đọc 1 lần/giờ giúp người quản lý vận hành có phương án ứng xử kịp thời nhận cảnh báo hiện tượng bất thường như động đất, thiên tai, điều tiết lũ... Đồng thời, chủ động cập nhật thông tin theo thời gian thực trong công tác tính toán, dự báo lưu lượng nước về các hồ chứa, từ đó đề xuất phương án vận hành điều tiết hồ chứa đảm bảo an toàn, nâng cao hiệu quả sản xuất điện.

Các chuyên gia và các nhà máy thủy điện tham quan, học tập kinh nghiệm tại Trung tâm Kiểm soát an toàn công trình

Các công nghệ cũng giúp người quản lý, vận hành tính toán, phân tích đánh giá an toàn, tính ổn định công trình thông qua việc xây dựng báo cáo số, cập nhật số liệu tự động giảm thời gian, nhân công thực hiện, giảm sai số khi thực hiện bằng thủ công. Số hóa về cơ sở dữ liệu dùng chung để lưu trữ khoa học, đồng bộ chung cho các nhà máy như hồ sơ thiết kế, hoàn công, hồ sơ sửa chữa, vận hành để phục vụ cho công tác theo dõi, đánh giá an toàn công trình, thuận tiện khi tra cứu hồ sơ...

Công nghệ máy bay không người lái giúp các nhà máy chủ động trong công tác kiểm tra công trình, đặc biệt phạm vi hành lang bảo vệ công trình, hành lang bảo vệ hồ chứa để kịp thời phát hiện các hành vi xâm lấn… Không chỉ có vậy, công nghệ này còn giúp giảm nhân công và thời gian kiểm tra hiện trường, cập nhật thông tin nhanh chóng để đề xuất phương án xử lý đảm bảo an toàn, an ninh công trình, đặc biệt đối với các công trình trọng điểm liên quan đến an ninh quốc gia. Ứng dụng camera dưới nước, camera hố khoan… giúp các nhà máy chủ động trong công tác kiểm tra các hạng mục công trình phần ngập nước/vị trí khó tiếp cận để phục vụ công tác khảo sát lập biên bản hiện trường, phương án kỹ thuật, không cần phải mất chi phí thuê đơn vị tư vấn vào thực hiện.

Cũng theo ông Nguyễn Việt Anh, hiện nay, Trung tâm Kiểm soát an toàn công trình được các Bộ, Hội đồng tư vấn an toàn công trình trên bậc thang thủy điện sông Đà và EVN đánh giá cao. Bước đầu đã hoàn thiện mô hình tổ chức phối hợp giữa các công ty, thực hiện kết nối, xử lý dữ liệu để giám sát tập trung, nâng cao hiệu quả sử dụng nguồn nhân lực trong công tác phối hợp hỗ trợ chuyên môn giữa các đơn vị trong công tác phân tích, đánh giá an toàn 5 công trình. 

Từ những hiệu quả mang lại, hiện nay, Công ty Thủy điện Sơn La đang được EVN giao khảo sát các công trình Thủy điện Ialy, Sesan 4 để kết nối vào Trung tâm Kiểm soát an toàn công trình, hướng tới mục tiêu trong tương lai có thể quản lý, giám sát từ xa các công trình thủy điện lớn trên cả nước.

Với việc ứng dụng hiệu quả các thành tựu của cuộc cách mạng 4.0, công nghệ số, các nhà máy thủy điện của EVN không chỉ quản lý an toàn, hiệu quả các công trình thủy điện mà còn góp phần đảm bảo an toàn cho hạ du, được các Bộ, ngành ghi nhận và đánh giá cao.