Hệ thống SCADA,EMS trong hệ thống điện

A. H th ng SCADA/EMS trong h th ng đi nệ ố ệ ố ệ I. T ng quan:ổ - Trong vi c qu n lý và đi u hành h th ng đi n, h th ng SCADA/EMS đóngệ ả ề ệ ố ệ ệ ố vai trò r t quan tr ng, giúp cho K s đi u hành HTĐ n m b t và s lý chính xác,ấ ọ ỹ ư ề ắ ắ ử theo sát m i di n bi n trong h th ng đi n.ọ ễ ế ệ ố ệ - Trong h th ng SCADA/EMS, thi t b đ u cu i RTU, Gateway là ph n t r tệ ố ế ị ầ ố ầ ử ấ quan tr ng có nhi m v thu th p và ph n ánh tình tr ng c a các thi t b đang thamọ ệ ụ ậ ả ạ ủ ế ị gia ho t đ ng trong HTĐ. Nó là công đo n đ u tiên trong toàn b quá trình s lýạ ộ ạ ầ ộ ử thông tin c a h th ng SCADA/EMS.ủ ệ ố - Ch t l ng c a h th ng SCADA/EMS ph thu c r t nhi u vào kh năngấ ượ ủ ệ ố ụ ộ ấ ề ả ho t đ ng liên t c, n đ nh và tính chính xác c a thi t b đ u cu i. ạ ộ ụ ổ ị ủ ế ị ầ ố - SCADA/EMS là h th ng đi u khi n giám sát và thu th p d li u/qu n lý h th ngệ ố ề ể ậ ữ ệ ả ệ ố đi n, xây d ng trên c s h th ng đo l ng xaệ ự ơ ở ệ ố ườ Nguyên t c làm vi c c a h th ng SCADA nh sau:ắ ệ ủ ệ ố ư + Thu th p d li u:ậ ữ ệ D li u t các tr m bi n áp và các nhà máy đi n đ c chia làm ba lo i chính:ữ ệ ừ ạ ế ệ ượ ạ - D li u tr ng thái: tr ng thái các máy c t, dao cách ly, dao ti p đ a, tr ng tháiữ ệ ạ ạ ắ ế ị ạ v trí các khoá đi u khi n t xa/ t i ch v.v C nh báo c a các b o v . ị ề ể ừ ạ ỗ ả ủ ả ệ - D li u t ng t : Công su t tác d ng MW, ph n kháng MVAr, đi n áp, dòngữ ệ ươ ự ấ ụ ả ệ đi n, v trí n c bi n áp, t n s v.v ệ ị ấ ế ầ ố - D li u tích lu theo th i gian: Đi n năng kWh, kVArh v.v ữ ệ ỹ ờ ệ Các d li u tr ng thái (Digital) t các r le trung gian đ c đ a vào các đ u vàoữ ệ ạ ừ ơ ượ ư ầ s c a RTU. Các d li u t ng t (analog) t cu n th c p c a máy bi n dòng đi nố ủ ữ ệ ươ ự ừ ộ ứ ấ ủ ế ệ và đi n áp đ c đ a vào các b bi n đ i (transducer). Đ u ra c a b bi n đ i đ cệ ượ ư ộ ế ổ ầ ủ ộ ế ổ ượ đ a vào các v đ u vào t ng t c a RTU. T i RTU d li u đ c s hoá và thôngư ỉ ầ ươ ự ủ ạ ữ ệ ượ ố qua kênh truy n (giao th c) g i v trung tâm đi u đ .ề ứ ử ề ề ộ + Đi u khi n:ề ể L nh đi u khi n t h th ng SCADA c a trung tâm đi u đ thông qua kênhệ ề ể ừ ệ ố ủ ề ộ truy n g i đ n RTU (ho c SAS), các l nh đi u khi n có th là:ề ử ế ặ ệ ề ể ể - L nh đóng c t máy c t, dao cách ly, dao ti p đ a (open/close).ệ ắ ắ ế ị - L nh đi u khi n tăng gi m (Raise/Lower)ệ ề ể ả - L nh đi u khi n thay đ i giá tr đ t (Setpoint)ệ ề ể ổ ị ặ + Giám sát: D li u thu th p t các tr m v trung tâm đi u khi n s đ c máy tính x lý:ữ ệ ậ ừ ạ ề ề ể ẽ ượ ử - Hi n th trên các s đ , b ng bi u và các d ng đ th xu h ng.ể ị ơ ồ ả ể ạ ồ ị ướ - Đ i v i d li u tr ng thái (máy c t, dao cách ly, c nh báo v.v ) khi phát hi nố ớ ữ ệ ạ ắ ả ệ ra có s thay đ i tr ng thái h th ng SCADA s phát c nh báo b ng âm thanhự ổ ạ ệ ố ẽ ả ằ và dòng thông báo đ lôi kéo s chú ý c a ng i v n hành.ể ự ủ ườ ậ - Đ i v i d li u giá tr đo xa, d li u nh n đ c s đ c ki m tra so sánh v iố ớ ữ ệ ị ữ ệ ậ ượ ẽ ượ ể ớ các ng ng d i và ng ng trên (đã đ c đ nh tr c), n u giá tr đo đ c bưỡ ướ ưỡ ượ ị ướ ế ị ượ ị vi ph m thì h th ng s phát c nh báo cho ng i v n hành.ạ ệ ố ẽ ả ườ ậ II. Các thi t b :ế ị H th ng bao g m nhi u kh i cho phép tuỳ bi n trong h th ng khi b o trìệ ố ồ ề ố ế ệ ố ả các b ph n h p thành. B t c ph n t nào c a h th ng cũng có th đ t c u hìnhộ ậ ợ ấ ứ ầ ử ủ ệ ố ể ặ ấ đ c. Hình 1 là s đ chung c a toàn b c u hình h th ngượ ơ ồ ủ ộ ấ ệ ố Hình 1 C u hình đ c tr ng c a h th ng SCADA/EMSấ ặ ư ủ ệ ố II.1 Các RTU, Gateway Các thi t b RTU có ế ị c u trúc mô-đun khá linh ho t, thu n l i cho m r ngấ ạ ậ ợ ở ộ tr m, tăng s l ng tín hi u n i đ n RTU, m i mođun có kh i x lý và các kh i tínạ ố ượ ệ ố ế ỗ ố ử ố hi u vào/ra, m i kh i x lý có h đi u hành đa nhi m th i gian th c cho phép cóệ ỗ ố ử ệ ề ệ ờ ự th làm vi c đ c l p, nên các mođun có th b trí phân tán t i các t thi t b trongể ệ ộ ậ ể ố ạ ủ ế ị tr m ho c nhi u môđun có th đ c liên k t v i nhau đ tích h p thành 1 RTU t pạ ặ ề ể ượ ế ớ ể ợ ậ trung. Vi c cài đ t c u hình c a RTU có th th c hi n b ng công c ch y trên môiệ ặ ấ ủ ể ự ệ ằ ụ ạ tr ng Windows. ườ Các lo i tín hi u vào raạ ệ : - Các tín hi u tr ng thái: Các tín hi u c a máy c t, dao cách ly các l đ ngệ ạ ệ ủ ắ ộ ườ dây và máy bi n áp, các tín hi u c a dao n i đ t, các tín hi u c nh báo, các tínế ệ ủ ố ấ ệ ả hi u c a r le b o v các l đ ng dây, máy bi n áp, các tín hi u tác đ ngệ ủ ơ ả ệ ộ ườ ế ệ ộ c a h th ng r le b o v các t máy phátủ ệ ố ơ ả ệ ổ - Tín hi u đo l ng:ệ ườ Đ i v i máy bi n áp: ố ớ ế Công su t tác d ng (MW), công su t ph n khángấ ụ ấ ả (MVAR), đi n áp (KV), c ng đ dòng đi n (A) các c p đi n áp khácệ ườ ộ ệ ở ấ ệ nhau c a máy bi n áp, n c c a máy bi n áp. ủ ế ấ ủ ế Đ i v i l đ ng dây: ố ớ ộ ườ Công su t tác d ng (MW), công su t ph n khángấ ụ ấ ả (MVAR), đi n áp (KV), c ng đ dòng đi n (A).ệ ườ ộ ệ Đ i v i t máy: ố ớ ổ Công su t tác d ng (MW), công su t ph n kháng (MVAR),ấ ụ ấ ả đi n áp đ u c c (KV), t ng công su t tác d ng c a nhà máy (MW), t ngệ ầ ự ổ ấ ụ ủ ổ công su t ph n kháng c a nhà máy (MVAR).ấ ả ủ Đ i v i thanh cái: ố ớ đi n áp (KV). ệ Tín hi u đo l ng t n sệ ườ ầ ố Giá tr lu kị ỹ ế: s n l ng trao đ i (MWH, MVARH) ả ượ ổ - Tín hi u c a đi u khi n:ệ ủ ề ể Đi u khi n t máy (AGC)ề ể ổ + Ph ng th c đi u khi n RAISE/LOWER hay SETPOINT. ươ ứ ề ể + Gi i h n đi u ch nh cao c a t máyớ ạ ề ỉ ủ ổ + Gi i h n đi u ch nh th p c a t máyớ ạ ề ỉ ấ ủ ổ + Auto control + Startup + Shutdown Đi u khi n n c máy bi n áp, máy c t, dao cách lyề ể ấ ế ắ II.1.1 Server ng d ng ứ ụ Applications Server (AS) là trái tim c a h th ng. Nó h tr các ng d ngủ ệ ố ỗ ợ ứ ụ m ng và các ch c năng SCADA, qu n lý các trung tâm x lý phân tán và duy trì c sạ ứ ả ử ơ ở d li u quan h . AS có th ho t đ ng trong c u hình "failsafe" v i c s d li u c uữ ệ ệ ể ạ ộ ấ ớ ơ ở ữ ệ ấ hình kép đ m b o không b m t d li u trong tr ng h p s c . AS trao đ i v i cácả ả ị ấ ữ ệ ườ ợ ự ố ổ ớ thành ph n khác c a h th ng qua TCP/IP .ầ ủ ệ ố II.1.2 Server thu nh n d li u ậ ữ ệ Có nhi m v nh b ti n x lý cung c p giao di n v t lý, t p h p và ki mệ ụ ư ộ ề ử ấ ệ ậ ậ ợ ể tra các d li u nh n đ c t đ u cu i r i x lý s b đ AS s d ng. Ngoài ra cònữ ệ ậ ượ ừ ầ ố ồ ử ơ ộ ể ử ụ truy n các l nh giám sát và nh n các ph n h i, theo dõi và đi u khi n đ ng truy nề ệ ậ ả ồ ề ể ườ ề gi a EMS và các đ u cu i.ữ ầ ố II.1.3 Giao ti p ng i máy MMCế ườ MMC là tr m làm vi c d a cùng v i màn hình màu đ ho . M i MMC có thạ ệ ự ớ ồ ạ ỗ ể có đ n 3 màn hình hi n th , m i MMC là m t h th ng máy tính đ y đ v i h đi uế ể ị ỗ ộ ệ ố ầ ủ ớ ệ ề hành, h th ng nh , các c ng truy n tin, đĩa c ng và card giao ti p m ng. Đi u đệ ố ớ ổ ề ứ ế ạ ề ộ viên đ a ra các l nh thông qua bàn phím, chu t, và d a trên menu trên màn hình. ư ệ ộ ự III. Các ph n m m SCADAầ ề : Các ph n m m đ c nhóm vào 4 nhóm: Thu nh n d li u, Giao ti p ng i máy,ầ ề ượ ậ ữ ệ ế ườ Qu n lý SCADA và ng d ng SCADA.ả ứ ụ 1 Thu nh n d li uậ ữ ệ - H th ng thu nh n d li u t p h p d li u g i l nh đi uệ ố ậ ữ ệ ậ ợ ữ ệ ử ệ ề khi n và duy trì các đ ng k t n i t i RTU và các h SCADA khác ể ườ ế ố ớ ệ o Thu nh n d li u RTU - RTU Data Acquisitioậ ữ ệ n (RDA) o Thu nh n d li u t h th ng khác- Computer-to-Computer Remoteậ ữ ệ ừ ệ ố (CCR) o Giám sát đi u khi n - Supervisory Control (SCS) ề ể o Tính toán - Calculations (CAL) 2 Giao ti p ng i máyế ườ - H th ng giao ti p ng i máy cung c p các thao tác hệ ố ế ườ ấ ệ th ng cùng v i th hi n d li u và đi u khi n các thi t b . Các giao ti p th cố ớ ể ệ ữ ệ ề ể ế ị ế ự hi n qua màn hình, bàn phím và các thi t b in. H th ng này cũng cung c pệ ế ị ệ ố ấ console d c u hình và b o trì h th ng. ể ấ ả ệ ố o Giao ti p Console - Console Interface (CIS) ế o Hi n th - Display Retrieval and Update (DRU) ể ị o D li u vào - Data Entry (DES) ữ ệ o Ghi - Logging (LOG) o Bi u đ xu th - Trending (TRN) ể ồ ế o Chuy n đ i Console - Console Switching (CCS) ể ổ 3 Qu n lý SCADAả - H th ng qu n lý SCADA bao g m m t s h th ng conệ ố ả ồ ộ ố ệ ố h n h p dùng b i các h th ng khác. Đó là kh i đ ng, kh i đ ng l i, c nh báo,ỗ ợ ở ệ ố ở ộ ở ộ ạ ả ki m soát l i, và các ch c năng qu n lý khác ể ỗ ứ ả o Startup/Restart Initialization (INI) o C nh báo - Alarms (ALL) ả o H th ng tính toán l i - System Error Accounting (SEA) ệ ố ỗ o Qu n lý - Executive (EXC) ả 4 Các ng d ng SCADAứ ụ - H th ng các ng d ng SCADA bao g m các hàmệ ố ứ ụ ồ th c hi n trình bày d li u m c cao ự ệ ữ ệ ở ứ o Tính toán th i gian th c - RAS Real-Time Calculations (RTC) ờ ự o Mapboard (MBD) o Load Shed Restore (LSR) o Meter Error Monitor (MEM) IV. Đo l ng xa các thông s h th ng đi n (HTĐ)ườ ố ệ ố ệ IV.1. Đo l ng xaườ Giá tr đo l ng và tín hi u tr ng thái:ị ườ ệ ạ - Các giá tr đo l ng trong HTĐ bao g m các đ i l ng v t lýị ườ ồ ạ ượ ậ nh đi n áp, dòng đi n, công su t h u công, vô công, đi n năng tiêuư ệ ệ ấ ữ ệ th , n c máy bi n áp, ụ ấ ế - Tín hi u tr ng thái trong HTĐ cho bi t tr ng thái đóng ho cệ ạ ế ạ ặ m c a các thi t b nh máy c t, dao cách ly và các c nh báo.ở ủ ế ị ư ắ ả - G i chung các giá tr đo l ng và tín hi u tr ng thái là d li uọ ị ườ ệ ạ ữ ệ HTĐ - Đo l ng xa các thông s HTĐ là t ch c h th ng thu th pườ ố ổ ứ ệ ố ậ d li u HTĐ t i các thi t b đ u cu i (RTU-Remote Terminal Unit) vàữ ệ ạ ế ị ầ ố g i v trung tâm đi u khi n (CC-Control Centre).ử ề ề ể - Các kênh vi n thông khác nhau đ m b o liên k t gi a các RTUễ ả ả ế ữ và CC. Đ chính xác các giá tr đo l ngộ ị ườ - Vi c đo l ng các đ i l ng v t lý bao gi cũng đi kèm sai sệ ườ ạ ượ ậ ờ ố - Đ chính xác ch p nh n đ c trong đo l ng d li u HTĐ làộ ấ ậ ượ ườ ữ ệ 1‰ (ph n nghìn). ầ - Vi c đo l ng ph n l n d li u HTĐ đ c th c hi n qua bệ ườ ầ ớ ữ ệ ượ ự ệ ộ chuy n đ i t ng t - s (ADC - Analog Digital Convertor) nên sai sể ổ ươ ự ố ố đây ch y u xác đ nh b ng bi u th c:ở ủ ế ị ằ ể ứ ε=1/2^n. - Trong đó ε là sai s , n là s bit mà ADC dùng đ bi u di n dố ố ể ể ễ ữ li uệ - đây đ chính xác chính là đ phân gi i c a ADC.Ở ộ ộ ả ủ - Ví d ADC 8 bit có đ chính xác 1/2^8=1/256ụ ộ - Trong th c t các b chuy n đ i ADC trong RTU có n>12 doự ế ộ ể ổ đó: εmin=1/2^12=1/5096 Đ chính xác th i gian các tín hi u tr ng tháiộ ờ ệ ạ - Các tín hi u tr ng thái trong HTĐ đ c thu th p v i đ chínhệ ạ ượ ậ ớ ộ xác có th ch p nh n đ c v th i gian là c 2ms.ể ấ ậ ượ ề ờ ỡ - T c là có th phân bi t đ c s thay đ i tr ng thái c a thi tứ ể ệ ượ ự ổ ạ ủ ế b trong 2ms.ị Tín hi u tr ng thái đ n và tín hi u tr ng thái képệ ạ ơ ệ ạ - Các thi t b nh máy c t, dao cách ly, dao ti p đ a, có ít nh tế ị ư ắ ế ị ấ 3 tr ng thái làm vi c:ạ ệ  Tr ng thái đóngạ  Tr ng thái mạ ở  Tr ng thái không xác đ nh - Invalid (l i)ạ ị ỗ - Có 2 cách mã hoá tr ng thái: 1 bit và 2 bit.ạ - Cách mã hoá 1 bit dùng 2 tr ng thái:ạ 0 Tr ng thái đóngạ 1 Tr ng thái mạ ở - Cách mã hoá 2 bit dùng 4 tr ng thái:ạ 00 Invalid 01 Tr ng thái đóngạ 10 Tr ng thái mạ ở 11 Invalid - Cách mã hoá 1 bit không th hi n đ c h t các tr ng thái làmể ệ ượ ế ạ vi c c a thi t b .ệ ủ ế ị - Vi c s d ng 1 ho c 2 bit mã hoá tuỳ thu c vào t m quanệ ử ụ ặ ộ ầ tr ng c a thi t b .ọ ủ ế ị - Máy c t và dao cách ly th ng s d ng mã hóa 2 bitắ ườ ử ụ - Dao cách ti p đ a và c nh báo th ng s d ng mã hóa 1 bitế ị ả ườ ử ụ - Thông th ng cách mã hóa c n th ng nh t t phía thi t b đ nườ ầ ố ấ ừ ế ị ế h th ng đo l ng.ệ ố ườ - Tr ng h p đo l ng s d ng mã hoá 2 bit và thi t b s d ngườ ợ ườ ử ụ ế ị ử ụ mã hoá 1 bit, c n chuy n đ i (b ng R le trung gian 2 ti p đi m) đầ ể ổ ằ ơ ế ể ể t ng thích 2 h th ng.ươ ệ ố - Tuy nhiên cách làm này không ph n nh đúng th c t khi sả ả ự ế ử d ng (ví d tr ng h p m t ngu n nuôi R le trung gian, ). ụ ụ ườ ợ ấ ồ ơ Chu kỳ đo l ng c a RTU và chu kỳ quét c a CCườ ủ ủ - M i RTU có th thu th p hàng trăm giá tr đo l ng và tínỗ ể ậ ị ườ hi u tr ng thái và d li u li u thu th p đ c có th đ c l u tr trongệ ạ ữ ệ ệ ậ ượ ể ượ ư ữ b nh .ộ ớ - Đ i v i các h SCADA/EMS trên HTĐ chu kỳ đo l ng khôngố ớ ệ ườ đòi h i quá nhanh nh trong đo l ng v t lý ỏ ư ườ ậ - Tuy nhiên chu kỳ đo l ng đ c xác đ nh sao cho không quáườ ượ ị ch m đ không b sót di n bi n và cũng không quá nhanh đ khôngậ ể ỏ ễ ế ể quá t i RTUả - Thông th ng đo l ng trên RTU đ c t ch c đ đo và ghiườ ườ ượ ổ ứ ể nh n d li u khi giá tr v t qua ng ng nào đó.ậ ữ ệ ị ượ ưỡ - Thông th ng d li u t RTU đ c g i v CC khi có yêu c uườ ữ ệ ừ ượ ử ề ầ (t CC)ừ - Chu kỳ yêu c u d li u, g i là chu kỳ quét, đ c xác đ nh saoầ ữ ệ ọ ượ ị cho không quá ch m đ d li u không l i th i và không quá nhanh đậ ể ữ ệ ỗ ờ ể CC không quá t i.ả - Đ i v i các h SCADA/EMS chu kỳ quét ch p nh n đ c làố ớ ệ ấ ậ ượ vài giây đ i v i RTU không có ch c năng đi u khi n công su t t máy.ố ớ ứ ề ể ấ ổ - Ng c l i chu kỳ quét có th nh h n và c th là bao nhiêuượ ạ ể ỏ ơ ụ ể thì do thu t toán đi u khi n quy đ nh.ậ ề ể ị Gán nhãn th i gian cho các giá tr đo l ng và tín hi u tr ng tháiờ ị ườ ệ ạ - Các giá tr đo l ng, tín hi u tr ng thái và d li u li u đã thuị ườ ệ ạ ữ ệ ệ th p đ c có th đ c l u tr trong b nh RTU.ậ ượ ể ượ ư ữ ộ ớ - C n gán nhãn th i gian cho các giá tr này. ầ ờ ị - Thông th ng RTU đ c đ ng b th i gian t CC và CC l iườ ượ ồ ộ ờ ừ ạ đ c đ ng b t đ ng h GPS. ượ ồ ộ ừ ồ ồ - Do đó vi c gán nhãn th i gian đ c đòng b trong toàn hệ ờ ượ ộ ệ th ng v i đ chính xác cao.ố ớ ộ Cách ly Galvalnic - Đ đ m b o an toàn, vi c ghép n i RTU v i HTĐ và kênhể ả ả ệ ố ớ vi n thông đòi h i ph i có cách ly Galvalnic ễ ở ả - Ghép n i RTU v i kênh vi n thông th ng thông qua Modem,ố ớ ễ ườ vi c cách ly đ c th c hi n qua bi n áp âm t n c a Modemệ ượ ự ệ ế ầ ủ - Đ i v i ghép n i thu th p tr ng thái vi c cách ly đ c th cố ớ ố ậ ạ ệ ượ ự hi n qua R le trung gian và ghép n i quang đi nệ ơ ố ệ - Đ i v i ghép n i thu th p giá tr đo l ng vi c cách ly đ cố ớ ố ậ ị ườ ệ ượ th c hi n b ng k thu t "t bay" ho c qua ghép n i quang đi n có đự ệ ằ ỹ ậ ụ ặ ố ệ ộ chính xác cao. - K thu t "t bay" cho phép d li u t ng t (đã chuy n đ iỹ ậ ụ ữ ệ ươ ự ể ổ thành dòng ho c áp 1 chi u) n p vào t đi n C giai đo n trích m uặ ề ạ ụ ệ ở ạ ẫ (Sampling) và sau đó t C n i vào m ch đo l ng.ụ ố ạ ườ - T đi n C t i 1 th i đi m ch đ c n i v i HTĐ ho c m chụ ệ ạ ờ ể ỉ ượ ố ớ ặ ạ đo l ng (qua R le ho c quang đi n) do đó mà RTU đ c cách ly v iườ ơ ặ ệ ượ ớ HTĐ. Giao th c truy n tinứ ề D li u HTĐ đ c trao đ i gi a các bên tham gia truy n tinữ ệ ượ ổ ữ ề (gi a RTU & CC ho c CC&CC) qua đi u khi n c a giao th cữ ặ ề ể ủ ứ truy n tin (Communication Protocol).ề - Giao th c truy n tin là ph n m m đ c cài đ t c 2 bênứ ề ầ ề ượ ặ ở ả tham gia truy n tin.ề - Giao th c truy n tin đ m b o m i lo i d li u đ c truy n tứ ề ả ả ọ ạ ữ ệ ượ ề ừ RTU đ n CC và ng c l i (khi đi u khi n t xa) m t cách an toàn vàế ượ ạ ề ể ừ ộ chính xác. - Giao th c truy n tin s d ng t p h p các câu l nh và d li uứ ề ử ụ ậ ợ ệ ữ ệ có khuôn m u chu n đ 2 phía trao đ i thông tin cho nhau.ẫ ẩ ể ổ - Giao th c truy n tin có c ch phát hi n l i và yêu c u phátứ ề ơ ế ệ ỗ ầ l i đ s a l i.ạ ể ử ỗ - Có nhi u d ng giao th c truy n tin chu n đ c s d ng trongề ạ ứ ề ẩ ượ ử ụ thu th p d li u HTĐậ ữ ệ - Khi đ c thi t k và cài đ t chính xác, giao th c truy n tinượ ế ế ặ ứ ề không gây sai s .ố * Bi n dòng và bi n áp (CT và VT)ế ế CT và VT đ c s d ng r ng rãi trong h th ng đi n.ượ ử ụ ộ ệ ố ệ - Chúng cho phép bi n đ i dòng đi n và đi n áp nh t th sangế ổ ệ ệ ấ ứ dòng đi n và đi n áp nh th , ph c v công tác đo l ng,ệ ệ ị ứ ụ ụ ườ H s bi n đ i c a CT và VT đ c thi t k và chu n hoá theo c pệ ố ế ổ ủ ượ ế ế ẩ ấ đi n áp và dòng đi n.ệ ệ - CT và VT cho phép cách ly nh t th và nh th b ng 2 cu nấ ứ ị ứ ằ ộ dây đ c l p.ộ ậ * B chuy n đ i - Transducer ộ ể ổ - Transducer là các thi t b chuy n đ i các đ i l ng l i ra CTế ị ể ổ ạ ượ ở ố và VT sang dòng đi n có thang chu n hóa: 0-10mA, -5mA-ệ ẩ 5mA, t ng ng v i đ i l ng c n đoươ ứ ớ ạ ượ ầ - T n t i các Transducer dòng, áp, công su t vô công, h uồ ạ ấ ữ công, - Các dòng đi n l i ra các Transducer đ c d n t i l i vào đoệ ở ố ượ ẫ ớ ố l ng c a RTU v i t ng tr dây d n t 0-vài kΩ tuỳ theo nhà ch t o.ườ ủ ớ ổ ở ẫ ừ ế ạ - Vi c s d ng ngu n dòng cho phép n i l i ra Transducer v iệ ử ụ ồ ố ố ớ l i vào đo l ng RTU v i đ dài cáp khác nhau mà v n không nhố ườ ớ ộ ẫ ả h ng t i đ chính xácưở ớ ộ - Vi c s d ng ngu n dòng cũng làm tăng kh năng ch ngệ ử ụ ồ ả ố nhi u. ễ * B chuy n đ i t ng t - s (ADC- Analog Digitalộ ể ổ ươ ự ố Converter) - ADC cho phép s hoá các đi n áp vào thành các giá tr nh phânố ệ ị ị - Vi c t o ra đi n áp l i vào ADC t l i ra dòng đi n c a Transducerệ ạ ệ ở ố ừ ố ệ ủ đ c th c hi n b ng cách m c n i ti p v i 1 đi n tr ,ượ ự ệ ằ ắ ố ế ớ ệ ở - Giá tr c a đi n tr này đ c tính trên thang dòng c a l i ra Transducerị ủ ệ ở ượ ủ ố và thanh áp vào c a ADC. Xem hình v .ủ ẽ - Ví d : Dòng ra c a Transducer bi n thiên t 0-10mA, ng v i đi n ápụ ủ ế ừ ứ ớ ệ vào c a ADC bi n thiên t 0-5V. Ta có:ủ ế ừ 5V R= =500Ω 10mA 0-10mA Cáp d nẫ IV.2. Thi t b thu th p d li uế ị ậ ữ ệ 1. Công ngh RTU t p trungệ ậ - Thi t b RTU đ c xây d ng trên c s k thu t vi x lý. Cácế ị ượ ự ơ ở ỹ ậ ử b vi x lý ngày nay đ c s d ng thu c lo i t 16 bit tr lên.ộ ử ượ ử ụ ộ ạ ừ ở - M i RTU có kh năng ti p nh n hàng trăm l i vào đo l ngỗ ả ế ậ ố ườ và tr ng tháiạ - Trên RTU có nhi u v ch c năng: CPU, b nh , ngo i vi cề ỉ ứ ộ ớ ạ ơ s , l i vào t ng t (AI-Analog Input), l i vào tr ng thái (DI_digitalở ố ươ ự ố ạ Input) - Tuỳ theo dung l ng RTU mà các v AI, DI đ c s d ng v iượ ỉ ượ ử ụ ớ s l ng khác nhau.ố ượ - Các thi t b RTU đ c t ch c thành 3 nhóm, m i nhóm g mế ị ượ ổ ứ ỗ ồ các thi t b l p đ t trong 1 t (có th nhi u h n).ế ị ắ ặ ủ ể ề ơ - T tr m và nhà máy, các tín hi u đ c gom vào m t t g i làừ ạ ệ ượ ộ ủ ọ t tr m.ủ ạ - T t tr m các tín hi u đ c d n sang t trung gian, t i đâyừ ủ ạ ệ ượ ẫ ủ ạ l p đ t các r le trung gian, các Transducer và các thi t b l khác.ắ ặ ơ ế ị ẻ - T RTU ch a các thi t b đi n t (CPU, b nh , ngo i v , vàoủ ứ ế ị ệ ử ộ ớ ạ ị ra t ng t , s , ) ươ ự ố - Thông th ng RTU có nhi u c a vào ra n i ti p (RS232) ph cườ ề ử ố ế ụ v giao ti p v i CC và giao ti p v i máy tính Laptop khi thay đ i c uụ ế ớ ế ớ ổ ấ hình RTU. - Ph n m m c s d li u cho phép thay đ i thông s trên RTUầ ề ơ ở ữ ệ ổ ố trong quá trình s d ng:ử ụ  S l ng các tín hi u vào raố ượ ệ 0-5V R 500 T RTUủ ADC T ừ CT,VT T tr mủ ạ Transducer  Các thông s c a d li u ố ủ ữ ệ  Cách mã hoá tr ng thái (1 ho c 2 bit)ạ ặ  T c đ truy n tinố ộ ề  Ch n giao th c truy n tinọ ứ ề  - RTU th ng đ c s d ng đ c l p v i các h th ng đoườ ượ ử ụ ộ ậ ớ ệ ố l ng và giám sát các tr m và nhà máy đi n. Đó là các tr m và nhà máyườ ạ ệ ạ đi n s d ng công ngh cũ.ệ ử ụ ệ - Thông th ng t n t i đ vênh v giá tr (sai s ) gi a 2 hườ ồ ạ ộ ề ị ố ữ ệ th ng đo l ng nói trên.ố ườ 2. Công ngh RTU phân tán:ệ - Công ngh này không gom tín hi u vào t tr m,ệ ệ ủ ạ - RTU chia nh thành các ph n nh l p đ t phân tán trong tr mỏ ầ ỏ ắ ặ ạ và nhà máy, - M i ph n nh c a RTU đ m nhi m ch c năng nh c a m tỗ ầ ỏ ủ ả ệ ứ ư ủ ộ RTU nhỏ - Các ph n nh nói trên đ c liên k t v i nhau b ng cáp thôngầ ỏ ượ ế ớ ằ tin và c h th ng làm vi c th ng nh t nh trên 1 RTU.ả ệ ố ệ ố ấ ư - Công ngh RTU phân tán cho phép:ệ  Đ n gi n hoá thi t k RTUơ ả ế ế  Đ n gi n hoá thi t k h th ng, đ c bi t các tr m và nhà máy có các thi tơ ả ế ế ệ ố ặ ệ ở ạ ế b l p đ t quá xa nhau.ị ắ ặ  Đ n gi n hoá vi c l p đ t thi t bơ ả ệ ắ ặ ế ị  Gi m thi u kh i l ng cáp so v i RTU t p trung.ả ể ố ượ ớ ậ  Phù h p xu h ng phát tri n công nghợ ướ ể ệ 3. Công ngh GateWay:ệ - Các tr m và nhà máy m i hi n nay đ u s d ng các thi t bạ ớ ệ ề ử ụ ế ị công ngh s ,ệ ố - Cũng có th s d ng thêm các b thu th p d li u, đi u khi nể ử ụ ộ ậ ữ ệ ề ể giám sát v n năng (PLC-Programmable Logic Control),ạ - B ng công ngh m ng, t t c đ c tích h p vào 1 h th ngằ ệ ạ ấ ả ượ ợ ệ ố g i là H th ng t đ ng hoá tr m & nhà máy.ọ ệ ố ự ộ ạ - Nh v y các thi t b đi n và h th ng thu th p d li u, giámư ậ ế ị ệ ệ ố ậ ữ ệ sát, đi u khi n đã đ c thi t k trong th th ng nh t. ề ể ượ ế ế ể ố ấ - Vi c cung c p thông tin cho các trung tâm đi u khi n c p trênệ ấ ề ể ấ (CC) ch là 1 ph n nh c a h th ng t đ ng hoá tr m & nhà máy.ỉ ầ ỏ ủ ệ ố ự ộ ạ - Sai s c a CC chính là sai s c a h th ng t đ ng hoá tr mố ủ ố ủ ệ ố ự ộ ạ & nhà máy. - Đ k t n i v i CC ch c n kênh truy n, thi t b ghép n iể ế ố ớ ỉ ầ ề ế ị ố truy n tin phù h p và th ng nh t khai báo d li u trao đ i thông tin.ề ợ ố ấ ữ ệ ổ IV.2. Đi u khi n t xaề ể ừ 1. T ng quan:ổ - Đi u khi n t xa hi n nay đ c tri n khai trên c s côngề ể ừ ệ ượ ể ơ ở ngh truy n s li u.ệ ề ố ệ - D i góc đ truy n s li u b n ch t đi u khi n t xa làướ ộ ề ố ệ ả ấ ề ể ừ truy n 2 lo i d li u:ề ạ ữ ệ  D li u v n i dung đi u khi n (đi u khi n cái gì)ữ ệ ề ộ ề ể ề ể  D li u v b n thân l nh đi u khi n (hành đ ng đi u khi n)ữ ệ ề ả ệ ề ể ộ ề ể - N u coi đi u khi n g m 2 b c: b c 1 là d l nh và b c 2ế ề ể ồ ướ ướ ự ệ ướ là l nh, ta có th hi u "đi u khi n cái gì" là b c 1 và "hành đ ng đi uệ ể ể ề ể ướ ộ ề khi n" là b c 2.ể ướ - B n thân c c u nh n l nh đi u khi n t xa c a thi t b đãả ơ ấ ậ ệ ề ể ừ ủ ế ị đ c thi t k theo tri t lý đi u khi n nói trên.ượ ế ế ế ề ể - Giao th c truy n tin đã cho phép các lo i d li u đ c truy nứ ề ạ ữ ệ ượ ề đi an toàn và chính xác gi a 2 thi t b .ữ ế ị - Giao di n ng i máy c a các l nh đi u khi n đ c thi t kệ ườ ủ ệ ề ể ượ ế ế thân thi n và đ m b o an toàn v k thu t và v trách nhi m pháp lýệ ả ả ề ỹ ậ ề ệ c a ng i đi u khi n (m t kh u, n i dung l nh và l nh, )ủ ườ ề ể ậ ẩ ộ ệ ệ 2. Đi u khi n đóng/m (on/off):ề ể ở - Đi u khi n đóng/m áp d ng cho các thi t b có 2 tr ng tháiề ể ở ụ ế ị ạ nh máy c t và dao cách ly.ư ắ - Đây là d ng đi u khi n đ n gi n nh tạ ề ể ơ ả ấ 2. Đi u khi n tăng/ gi m:ề ể ả - Đi u khi n tăng/gi m áp d ng cho các thi t b có nhi u tr ngề ể ả ụ ế ị ề ạ thái nh thi t b chuy n đ i n c bi n áp, tăng gi m công su t tư ế ị ể ổ ấ ế ả ấ ổ máy, - Đ đi u khi n tăng gi m giá tr nào đó c a thi t b thì b nể ề ể ả ị ủ ế ị ả thân thi t b cũng đã đ c thi t k đ tăng gi m giá tr t ng b c (stepế ị ượ ế ế ể ả ị ừ ướ by step) mà ph ng pháp đi u khi n s yêu c u.ươ ề ể ố ầ B. Ph n c ng thi t b đ u cu i RTU, GateWay.ầ ứ ế ị ầ ố 1.1C u t o chungấ ạ Trong h th ng SCADA, RTU, Gateway là thi t b đ u cu i thu th p d li u, mã hóaệ ố ế ị ầ ố ậ ữ ệ theo giao th c chu n và truy n d li u v trung tâm.ứ ẩ ề ữ ệ ề RTU bao g m c ng truy n thông tin v trung tâm đi u khi n, các kênh vào ra (IO)ồ ổ ề ề ề ể nh : Đo l ng, c m bi n, ch th tr ng thái, đi u khi n. RTU cũng có th thu th pư ườ ả ế ỉ ị ạ ề ể ể ậ tín hi u t các thi t b thông minh khác (IED).ệ ừ ế ị - RTU là thi t b chuyên d ng có ế ị ụ c u trúc modun khá linh ho t, m i modun có m tấ ạ ỗ ộ kh i x lý và các kh i tín hi u vào/ra, thu n l i cho vi c thu th p các tín hi u hi nố ử ố ệ ậ ợ ệ ậ ệ ệ có và tín hi u m r ng.ệ ở ộ M i kh i x lý có h đi u hành đa nhi m th i gian th c cho phép có th làm vi cỗ ố ử ệ ề ệ ờ ự ể ệ đ c l p nên các modun có th đ c b trí phân tán t i các t thi t b trong tr mộ ậ ể ượ ố ạ ủ ế ị ạ (RTU phân tán) ho c nhi u modun có th đ c liên k t v i nhau đ tích h p thành 1ặ ề ể ượ ế ớ ể ợ RTU t p trung. ậ Vi c cài đ t c u hình c a RTU có th th c hi n b ng công c ch y trên môi tr ngệ ặ ấ ủ ể ự ệ ằ ụ ạ ườ Windows. Cùng v i s phát tri n c a công ngh và đ ti t ki m chi phí đ u t , đ i v i cácớ ự ể ủ ệ ể ế ệ ầ ư ố ớ tr m/nhà máy m i xây d ng công ngh s d ng c ng Gateway đ cung c p s li uạ ớ ự ệ ử ụ ổ ể ấ ố ệ SCADA v các trung tâm đi u đ đã đ c áp d ng. Đây là công ngh s d ng vi cề ề ộ ượ ụ ệ ử ụ ệ ghép n i h th ng đi u khi n tr m/nhà máy (SAS/DCS) có các giao th c truy n tinố ệ ố ề ể ạ ứ ề [...]... sẽ chuyển từ điện áp 1 chiều thành điện áp 220VAC Hoạt động trong chế độ vận hành bình thường +Hệ thống UPS trong chế độ vận hành bình thường liên tục cấp nguồn ổn định và liên tục cho hệ thống máy tính chủ tại Trung tâm Điều độ HTĐ Quốc gia - Hoạt động trong chế độ vận hành bằng nguồn Ắc quy khi xảy ra 1 trong các trường hợp sau: + Mất điện lưới + Có điện lưới nhưng thông số kỹ thuật (điện áp, tần... ắc quy 220VDC 2 Hệ thống Máy phát điện - Diesel 2.1 Tổng quan - Máy phát Diesel, cũng được sử dụng làm hệ thống nguồn dự phòng tại A0, sử dụng khi mất nguồn lưới 2.2 Đặc điểm kỹ thuật - Công suất động cơ Diesel: 30 KVA - Có Máy phát và Ắc quy để khởi động Diesel - Khi mất điện lưới, hệ thống Diesel sẽ tự khởi động để cấp điện cho phụ tải 3 Hệ thống thông tin liên lạc 3.1 Tổng quan - Hệ thống thông tin... Digital Output và Digital Input (DI) Trong đó vỉ DI có thể dùng ở dạng Single DI (SDI) hoặc Double DI (DDI) C 1 1.1 - Các thiết bị phụ trợ cho hệ thống SCADA/EMS Nguồn UPS Tổng quan Hệ thống UPS là hệ thống đảm bảo cấp nguồn liên tục cho hệ thống SCADA tại Trung tâm Hệ thống bao gồm 2 bộ UPS 911 được đấu song song Mỗi bộ UPS được nối với 2 tổ ắc quy 220VDC Khi mất điện lưới, nguồn được cấp từ các tổ... chấp hành Đối với hệ thống SCADA đang sử dụng tại điều độ quốc gia, dữ liệu AOT được sử dụng để điều chỉnh P, Q của các tổ máy phát Tủ RTU Dữ liệu điện Tủ ghép nối Hệ thống ầu Ra số (Digital Output-DOT) Tương TI TAE12dữ liRTU- ầu vào số, sử dụng 1 hoặc 2 bit để điều khiển vị trí các thiết tự như ệu đ CT1 A điện như: Vị trí máy cắt, dao cách ly, tiếp TM-RTU X1 1 X xxx 1 x TM bị trong hệ thống địa x 1... điều độ A0, A1, A2, A3 hiện tại không theo dõi tần số HTĐ qua hệ thống SCADA/EMS Công tác quản lý vận hành Hệ thống đo tần số là do phòng Công Nghệ - Trung tâm Điều độ HTĐ Quốc gia thiết kế chế tạo nên công tác kiểm tra, sửa chữa là hoàn toàn làm chủ; Bình thường có thể kiểm tra tình trạng của hệ thống: +Kiểm tra tình trạng hoạt động của hệ thống qua việc giám sát qua giao diện chương trình tần số riêng... theo thời gian, theo số hiệu cuộc gọi ID - Lưu trữ dữ liệu trên ổ cứng của máy - Hệ thống hoạt động một cách an toàn và tin cậy trong quản lý truy nhập dữ liệu thông qua tên và mật khẩu 6 6.1 - Hệ thống đo tần số và giám sát hoà đồng bộ -DHZ Tổng quan Hệ thống đo tần số được bao gồm thiết bị đo lường đặt tại các nhà máy điện quan trọng của HTĐ và tại phòng điều khiển A0, A1, A2, A3 Các điểm đo tần số... và cách ly điện giữa RTU và hệ thống điều khiển Trạm, nhà máy điện, người ta sử dụng Rơle trung gian có điện áp phù hợp với điện áp tín hiệu tương ứng Dữ liệu đầu ra tương tự (Analog Output-AOT) Tương tự như dữ liệu đầu vào tương tự, AOT được mã hóa bằng 16 bit để điều chỉnh các đại lượng biến đổi liên tục Lệnh điều chỉnh gửi từ các trung tâm điều độ tới RTU biến đổi D/A thành tín hiệu dòng điện (mA)... viên trực tại các trạm và các nhà máy điện trong công tác điều hành hệ thống điện 3.2 Kênh trực thông - Kết nối trực thông (hotline) là kết nối thoại trực tiếp giữa 2 trạm; Người gọi chỉ cần nhấc tổ hợp điện thoại, cuộc gọi sẽ tự động kết nối với đầu xa (địa chỉ đầu xa đã được định trước); - Hiện tại có trên 60 kênh trực thông kết nối giữa A0 với các trạm, nhà máy điện, các Trung tâm Điều độ và các Trung... tải 3.3 Kênh quay số - Kênh quay số để kết nối thuê bao với tổng đài (ngành điện hoặc bưu điện) Việc liên lạc với một thuê bao khác thực hiện bằng quay số điện thoại yêu cầu Hiện tại tổng đài điều độ cũng có kết nối với một số thuê bao quay số ngành điện và Bưu điện 3.4 Kênh bộ đàm - Ngoài cách liên lạc qua điện thoại quay số và điện thoại trực thông như đã nêu ở trên, còn sử dụng phương thức liên lạc... các hệ thống khác 1 2 n TỔNG ĐÀI Bàn phím 1 Điện thoại 1 Consol 1 Ghi âm (kênh 1) Nguồn UPS Bàn phím 2 Điện thoại 2 Bàn phím 3 Điện thoại 3 Consol 3 Consol 2 Ghi âm (kênh 2) Ghi âm (kênh 3) Sơ đồ ghép nối LSZ với các kênh liên lạc tại A0 Thiết bị Ghi âm Tổng quan - Ghi âm các cuộc đàm thoại của KS điều hành với trực ca của nhà máy và trạm điện, nhằm phục vụ cho phân tích các tình huống sự cố trong . chuy n đ i ADC trong RTU có n>12 doự ế ộ ể ổ đó: εmin=1/2^12=1/5096 Đ chính xác th i gian các tín hi u tr ng tháiộ ờ ệ ạ - Các tín hi u tr ng thái trong HTĐ đ c thu th p v i đ chínhệ ạ ượ ậ ớ. đi u hành HTĐ n m b t và s lý chính xác,ấ ọ ỹ ư ề ắ ắ ử theo sát m i di n bi n trong h th ng đi n.ọ ễ ế ệ ố ệ - Trong h th ng SCADA/EMS, thi t b đ u cu i RTU, Gateway là ph n t r tệ ố ế ị ầ ố. ph n ánh tình tr ng c a các thi t b đang thamọ ệ ụ ậ ả ạ ủ ế ị gia ho t đ ng trong HTĐ. Nó là công đo n đ u tiên trong toàn b quá trình s lýạ ộ ạ ầ ộ ử thông tin c a h th ng SCADA/EMS.ủ ệ ố -