ဓာတ်အားကွန်ယက်များတွင် အသုံးပြုလေ့ရှိသော WAMPAC (Wide Area Monitoring, Protection, and Control) အကြောင်း

 ဒီတစ်ခေါက်တော့ လျှပ်စစ်ဓာတ်အားကွန်ယက်မှာ SCADA စနစ်အပြင် အခြားသုံးတဲ့ WAMPAC (Wide Area Monitoring, Protection, and Control) အကြောင်း လေ့လာမိသလောက် ဖော်ပြသွားပါမယ်။

လျှပ်စစ်ဓာတ်အားကွန်ယက်စနစ်ကြီးများ (Bulk Power Systems) ဟာ အလွန်တရာ ကျယ်ပြန့် ရှုပ်ထွေးလာတဲ့အပြင် နိုင်ငံတွေဟာ နိုင်ငံတစ်ခုနဲ့တစ်ခု (သို့မဟုတ်) နိုင်ငံအများနှင့်ပါ အပြန်အလှန် ချိတ်ဆက်ပြီး ကြီးမားကျယ်ပြန့်တဲ့ ဓာတ်အားကွန်ယက်စနစ်ကို တည်ဆောက်ထားကြပါတယ်။  အရင်က သုံးစွဲခဲ့ကြတဲ့ SCADA စနစ်တွေဟာ စက္ကန့်ပိုင်း (1 to 4 seconds) ကြား ကာလနဲ့သာ ကွန်ယက်အတွင်းရှိ စက်ရုံ၊ ခွဲရုံ များစွာမှ အချက်အလက်များကို စုဆောင်းလေ့ရှိရာ၊ ဓာတ်အားစနစ်၏ မီလီစက္ကန့်အတွင်း လျင်မြန်စွာ ပြောင်းလဲနေသော တုန်ခါမှုများ (Inter-area Oscillations) နှင့် မတည်ငြိမ်မှုများကို ထိရောက်စွာ ကိုင်တွယ်ဖြေရှင်းရန်အတွက် သီးခြားနည်းပညာ တစ်ခုလိုအပ်လာပါတယ်။

ဒါကြောင့် အနောက်နိုင်ငံများ၊ အမေရိကန်နှင့် တရုတ်နိုင်ငံများက ဓာတ်အားကွန်ယက်၏ အရေးပေါ် အခြေအနေများကို မီလီစက္ကန့်ပိုင်းအတွင်းဖြေရှင်းနိုင်ဖို့နဲ့ ကြိုတင်ကာကွယ်ခြင်း(Preventive Action) တွေ ပြုလုပ်နိုင်ဖို့ ခေတ်မီနည်းပညာများ ပေါင်းစပ်ပါဝင်သည့် WAMPAC(Wide Area Monitoring, Protection, and Control) စနစ်ကို ဖန်တီးတည်ဆောက်ခဲ့ကြပါတယ်။ ဒီနည်းပညာမှာ အဓိကအားဖြင့် အလွှာ (၃) ခု ပါဝင်ပါတယ် -

1. Data Acquisition Layer (အချက်အလက်စုဆောင်းခြင်းအလွှာ): ဓာတ်အားပေးစက်ရုံများနှင့် ခွဲရုံများတွင် တပ်ဆင်ထားသော PMU (Phasor Measurement Unit) များနှင့် IED များ။
2. Communication Infrastructure Layer (ဆက်သွယ်ရေးကွန်ရက်အလွှာ): PMU ဒေတာများကို နှောင့်နှေးမှုအနည်းဆုံးဖြင့် ပို့ဆောင်ပေးသည့် OPGW ဖိုက်ဘာကွန်ရက်ပေါ်ရှိ WAMS (Wide Area Measurement System) နှင့် PDC (Phasor Data Concentrator) များ။
3. Control & Decision-Making Layer (ဆုံးဖြတ်ချက်ချမှတ် ထိန်းချုပ်ခြင်းအလွှာ): Control Center ရှိ WAPS (Wide Area Protection System) ဆာဗာများနှင့် AI/Adaptive Control အယ်လဂိုရီသမ်များ။

WAMPAC စနစ်၏ အခြေခံအကျဆုံးနှင့် အရေးအပါဆုံး Hardware ပစ္စည်းမှာ PMU ဖြစ်ပါတယ်။ သာမန် မီတာများ၊ IED များက RMS (Root Mean Square) တန်ဖိုးများကိုသာ တိုင်းတာနိုင်သော်လည်း PMU များက လျှပ်စစ်လှိုင်း၏ Magnitude (ပမာဏ) နှင့် Phase Angle (ဖေစ့်ထောင့်) နှစ်မျိုးစလုံးကို တစ်ပြိုင်နက် တိုင်းတာပေးနိုင်ပါတယ်-

• GPS Time Stamping: ကွန်ယက်အတွင်း အနှံ့အပြားတွင် ရှိနေသော PMU များက ကီလိုမီတာ ရာပေါင်းများစွာ ကွာဝေးကြသော်လည်း ၎င်းတို့ တိုင်းတာလိုက်သော ဒေတာများကို အချိန်အတိအကျ (Microsecond-level precision) ဖြင့် နှိုင်းယှဉ်နိုင်ရန်အတွက် GPS (Global Positioning System)၊ PPS (Pulse Per Second) အချက်ပြမှုကို အသုံးပြုပြီး အချိန်မှတ် (Timestamp) ပြုလုပ်ပေးပါတယ်။
• Reporting Rate: 50Hz (သို့မဟုတ် 60Hz) စနစ်များအတွက် PMU သည် တစ်စက္ကန့်လျှင် ဒေတာဘောင်(Frames) အကြိမ်ရေ ၅၀ မှ ၁၀၀ အထိ (သို့မဟုတ် ထို့ထက်ပို၍လည်း) ထုတ်လွှတ်ပေးနိုင်ပါတယ်။

·        Synchrophasors: အဲဒီလို အချိန်ကိုက် တိုင်းတာရရှိလာသော Phasor တန်ဖိုးများကို Synchrophasors ဟုခေါ်ဆိုပြီး၊ အဲဒါတွေက ဓာတ်အားကွန်ယက်တစ်ခုလုံး၏ တည်ငြိမ်မှု အခြေအနေကို အချိန်နှင့်တပြေးညီ (Real-time vector state) ဖော်ပြပေးနိုင်ပါတယ်။

ခွဲရုံ၊ စက်ရုံ အသီးသီးရှိ PMU များမှ ထွက်လာသော ဒေတာစီးဆင်းမှု(Data Streams) များကို ထိန်းချုပ်ရေးစင်တာ(Control Center) သို့ စနစ်တကျ ပို့ဆောင်ရန် WAMS(Wide Area Measurement System) စနစ်ကို အသုံးပြုပြီး PDC (Phasor Data Concentrator) များ ပါဝင်ပါတယ်-

• ခွဲရုံအဆင့်၊ စက်ရုံအဆင့်နဲ့ ဒေသအဆင့်ထိန်းချုပ်ရေး စင်တာ (Sub-control Center) နှင့် ဗဟိုအဆင့်ထိန်းချုပ်ရေးစင်တာ(Central Control Center) တို့တွင် PDC များကို အဆင့်ဆင့် ထားရှိကြပါတယ်။
• PDC ၏ အဓိက လုပ်ပေးတာက အောက်ပါအတိုင်း ဖြစ်ပါတယ်-
1. နေရာအမျိုးမျိုးမှ ရောက်လာသော PMU ဒေတာများကို အချိန်အလိုက် စုစည်းပေးခြင်း (Time-alignment / Sorting)၊
2. ကွန်ရက်ကြန့်ကြာမှု (Network Jitter) ကြောင့် နောက်ကျကျန်ခဲ့သော ဒေတာများကို စစ်ထုတ်ခြင်းနှင့် ပေါင်းစပ်ခြင်း၊
3. မလိုအပ်သော ဒေတာထပ်နေမှုများကို ဖယ်ရှားပြီး WAPS ဆာဗာများဆီသို့ သန့်စင်ပြီးသား ဒေတာစီးဆင်းမှုကို ပို့ဆောင်ပေးခြင်း၊

WAMS စနစ်မှတဆင့် ရောက်ရှိလာသော ဒေတာများကို ဗဟိုထိန်းချုပ်ရေးစင်တာရှိ WAPS (Wide Area Protection System) က အောက်ပါအတိုင်း ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာ လုပ်ဆောင်ပါတယ် -

• State Estimation (စနစ်အခြေအနေ ခန့်မှန်းခြင်း): တစ်နိုင်ငံလုံးရှိ ဗို့အား၊ ဓာတ်အား စီးဆင်းမှုနှင့် Phasor Angle ကွာခြားချက်များကို အသုံးပြု၍ ဓာတ်အားလိုင်း၏ လက်ရှိ တည်ငြိမ်မှုကို Mathematical Model များဖြင့် အမြဲတမ်း Real Time တွက်ချက်နေပါတယ်။
• Transient Stability Assessment (TSA): ဓာတ်အားလိုင်းတွင် ကြီးမားသော Fault ဖြစ်ပွားသည့်အခါ ဓာတ်အားပေးစက်များ အချင်းချင်း ထပ်တူညီယှဉ်တွဲ မောင်းနှင်ခြင်း (Synchronism) ပျက်ယွင်းတော့မလား၊ ဓာတ်အားပေးစက်များ မတည်ငြိမ်မှု (Angle Instability / Voltage Collapse) ဖြစ်တော့မလား ဆိုတာကို AI နှင့် Machine Learning အခြေပြု အယ်လဂိုရီသမ်များဖြင့် မီလီစက္ကန့်ပိုင်းအတွင်း ကြိုတင်ခန့်မှန်းပါတယ်။
• Adaptive Tripping & Control Actions:
• တွက်ချက်တွေ့ရှိချက်အရ အခြေအနေ ဆိုးရွားနိုင်တယ်ဆိုပါက ရိုးရိုး SCADA ကဲ့သို့ လူကထိုင်စောင့်မောင်းနှင်နေရန် မလိုတော့ဘဲ WAPS က အလိုအလျောက် ဖြုတ်ချမှုကို ပြုလုပ်ခြင်း(Adaptive Tripping) ဆောင်ရွက်ပါတယ်။
• လိုအပ်ပါက ဝန်ပိုစီးနေသော လိုင်းများကို ဖြတ်တောက်ခြင်း (Line Tripping)၊ အရေးပေါ် အခြေအနေတွင် သုံးစွဲဝန်အားများကို ဖြတ်ချခြင်း (Under-Frequency Load Shedding- UFLS) သို့မဟုတ် ဓာတ်အားပေးစက်များ၏ ထုတ်လုပ်မှုကို ချက်ချင်း ထိန်းညှိပေးခြင်းတို့ကို ဆောင်ရွက်ပါတယ်။
• ဒါက ဧရိယာတစ်ခုက အပြစ်တစ်ခု၊ မတည်ငြိမ်မှု တစ်ခုနဲ့ ဓာတ်အားကွန်ယက်ကြီး တစ်ခုလုံးကို ပြိုလဲမသွားအောင် ကာကွယ်နိုင်ပါတယ်။

အဲဒီလိုလုပ်နိုင်ဖို့ WAMPAC စနစ်အတွင်း ပါဝင်တဲ့ PMU, PDC နှင့် Control Center များ အချင်းချင်း ချိတ်ဆက်ရာတွင် အောက်ပါ နိုင်ငံတကာ စံနှုန်း ဆက်သွယ်ရေး Protocol များကို မဖြစ်မနေ အသုံးပြုကြရပါတယ် -

• IEEE C37.118 (Standard for Synchrophasor Measurements for Power Systems): PMU များနှင့် PDC များအကြား ဒေတာဖလှယ်ရာတွင် အသုံးအများဆုံးနှင့် အဓိကကျသော စံနှုန်း Protocol ဖြစ်ပါတယ်။
• IEC 61850-90-5: Substation Automation အတွက် သုံးသော IEC 61850(ယခင် Post များတွင် ဖော်ပြထားပါတယ်။) ကို ကျယ်ပြန့်သော WAN ကွန်ရက်များ (Wide Area Networks) ထက်တွင်ပါ Synchrophasor ဒေတာများ လုံခြုံစွာ ပို့ဆောင်နိုင်ရန် တိုးမြှင့်ထုတ်လုပ်ထားသော စံနှုန်း Protocol ဖြစ်ပါတယ်။
• IEC 60870-6 (ICCP - Inter-Control Center Communications Protocol): ဒေသအဆင့် ထိန်းချုပ်ရေး စင်တာ (Sub-control Center) နှင့် ဗဟိုအဆင့်ထိန်းချုပ်ရေး စင်တာ(Central Control Center) အကြား ဒေတာဖလှယ်ရန် အသုံးပြုပါတယ်။

ဒီလိုနည်းပညာကို သုံးစွဲမယ်ဆိုရင်တော့ အင်ဂျင်နီယာများ ရင်ဆိုင်ရသည့် အဓိက စိန်ခေါ်မှုများကို အောက်ပါအတိုင်း ဖော်ပြကြပါတယ်-

1. Cybersecurity (ဆိုက်ဘာလုံခြုံရေး): ဤစနစ်သည် အဓိက အခြေခံ အဆောက်အအုံ(Critical National Infrastructure) ဖြစ်သောကြောင့် ဆိုက်ဘာ တိုက်ခိုက်ခံရပါက ကြီးမားသည့် Blackout ကြီးများ ဖြစ်ပေါ်နိုင်စရာ ရှိတာကြောင့် End-to-end Encryption နှင့် Firewall လုံခြုံရေးများကို တင်းကျပ်စွာ တပ်ဆင်ရပါတယ်။
2. Latency & Reliability (နှောင့်နှေးမှုကင်းစင်ရေးနှင့် ယုံကြည်စိတ်ချရမှု): မီလီစက္ကန့်ပိုင်းအတွင်း ဆုံးဖြတ်ချက်ချရသည့်အတွက် ဆက်သွယ်ရေးလိုင်း (OPGW / MPLS-TE) တွင် နှောင့်နှေးမှု (Delay) သို့မဟုတ် Packet Loss လုံးဝ မရှိသလောက် နည်းပါးရမှာ ဖြစ်ပါတယ်။
3. Data Quality & Bad Data Handling: PMU များမှ တိုင်းတာရာတွင် ဆူညံသံများ (Noise) သို့မဟုတ် အမှားအယွင်းပါလာပါက PDC နှင့် WAPS ဆာဗာများက ၎င်းတို့ကို ချက်ချင်း စစ်ထုတ်ပေးနိုင်သော Bad Data Detection စနစ် အားကောင်းရန် လိုအပ်ပါတယ်။

ဒါတွေကတော့ ဓာတ်အားကွန်ယက်စနစ်ရဲ့ မီလီစက္ကန့်ပိုင်းအတွင်း မတည်ငြိမ်မှုကနေ ဓာတ်အား ကွန်ယက် တစ်ခုလုံး ပြိုလဲမသွားအောင်လို့ အသုံးပြုကြတာ ဖြစ်ပါတယ်။ ခေတ်မီ တန်ဖိုးကြီးပေမယ့် ဓာတ်အားပြတ်တောက်မှုများကြောင့် ဆုံးရှုံးမှုများကို လျှော့ချနိုင်ကြဖို့နဲ့ နိုင်ငံများပေါင်းစုပြီး ဓာတ်အား ကွန်ယက်များ ချိတ်ဆက်အသုံးပြုကြရမှာ တစ်ဘက်နှင့်တစ်ဘက် နစ်နာမှုများမရှိနိုင်စေဖို့ နည်းပညာနဲ့ ဖြေရှင်းဆောင်ရွက်ကြတာ ဖြစ်ပါတယ်။ မြန်မာနိုင်ငံမှာတော့ SCADA စနစ်ကို အသုံးပြုနေတယ်လို့ MOEP Website မှာ တွေ့ပါတယ်။ ဒီစနစ်တော့ သုံးမသုံး မသိသေးပါဘူး။

တစ်စုံတစ်ခုအသုံးဝင်မယ်လို့ ယူဆပါတယ်။