Hệ thống thông tin Điện Lực Tìm hiểu hệ thống SCADA và ứng dụng lắp đặt hệ thống EMP, EMS trong hệ thống điện lực SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) là một hệ thống thu thập dữ liệu, giám sát và điều khiển các quá trình từ xa. Người vận hành có thể nhận biết và điều khiển hoạt động của các thiết bị qua máy tính và mạng truyền thông. Nói cách khác, SCADA thường được dùng để chỉ tất cả các hệ thống máy tính được thiết kế để thực hiện các chức năng sau: • Thu thập dữ liệu từ các thiết bị công nghiệp hoặc các cảm biến. • Xử lý và thực hiện các phép tính dựa trên các dữ liệu thu thập được. • Hiển thị các dữ liệu thu thập được và kết quả xử lý. • Nhận các lệnh từ người điều hành và gửi các lệnh đó đến các thiết bị của nhà máy. • Xử lý các lệnh điều khiển tự động hoặc bằng tay một cách kịp thời và chính xác.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN BÁO CÁO MÔN: THỰC TẬP HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐIỆN LỰC ĐỀ TÀI: Tìm hiểu hệ thống SCADA và ứng dụng lắp đặt hệ thống EMP, EMS trong hệ thống điện Giảng viên hướng dẫn : TS. Lê Anh Ngọc Sinh viên thực hiện : Lại Thị Quỳnh Anh Đặng Thi Thúy Phượng Lớp : Đ6-CNTT Hà Nội, tháng 5 năm 2015 LỜI CẢM ƠN Trong quá trình thực tập này, chúng em luôn nhận được sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của TS. Lê Anh Ngọc - giảng viên khoa Điện Tử Viễn Thông trường Đại học Điện lực, thầy đã giành nhiều thời gian hướng dẫn, giúp đỡ tận tình chúng em trong quá trình thực tập. Chúng em xin chân thành cảm ơn sâu sắc tới các thầy cô giáo trong trường Đại học Điện Lực và đặc biệt các thầy cô trong khoa Công Nghệ Thông Tin, những giảng viên đã tận tình giảng dạy và truyền đạt cho chúng em những kiến thức, kinh nghiệm quý báu trong suốt những năm học tập và rèn luyện ở trường Đại học Điện Lực. Hà Nội, ngày 19 tháng 05 năm 2015 Sinh viên thực hiện: Lại Thị Quỳnh Anh Đặng Thi Thúy Phượng MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT STT TỪ VIẾT TẮT Ý NGHĨA 1 HTTT Hệ thống thông tin 2 IS Hệ thống thông tin (Information System) 3 TPS Hệ thống xử lý giao dịch (Transaction processing system) 4 MIS Hệ thống thông tin quản lý (Management information system) 5 DSS Hệ thống hỗ trợ quyết định (Decision support system) 6 EIS Hệ thống thông tin điều hành (Excutive information system) 7 IEDs Các thiết bị điện tử thông minh (Intelligent Electronuc Devices) 8 RTU Thiết bị đầu cuối (Remote Terminal Unit) 9 PLC Bộ điều khiển lập trình (Programmate Logic Controllers) 10 EMS Hệ thống quản lý năng lượng (Energy Management system) 11 EMP Giải pháp quản lý năng lượng (Energy Management Platform) 12 SCADA Hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu (Supervisory Control And Data Acquisition) 13 GUI Màn hình giao diện đồ họa (Graphical User Interface) 14 CFE Máy chủ truyền thông (Communication Front End) LỜI MỞ ĐẦU Hệ thống điện bao gồm các nhà máy điện, hệ thống lưới truyền tải, lưới phân phối và các phụ tải tiêu thụ điện. Chúng có quan hệ gắn bó với nhau thành một thể thống nhất, nếu bị phá vỡ thì sẽ xảy ra những hậu quả nặng nề cho toàn hệ thống, ảnh hưởng đến nền kinh tế toàn quốc. Do đó đòi hỏi một sự quản lý, giám sát, điều khiển vận hành hệ thống an toàn, tin cậy cho toàn hệ thống. Cùng với sự phát triển của hệ thống điện hiện đại, các thiết bị điện ứng dụng công nghệ tân tiếnđã giúp cho vấn đề quản lý, giám sát, điều khiển vận hành hệ thống điện trở nên đơn giản, dễ dàng hơn rất nhiều. Một trong các hệ thống có khả năng trợ giúp đắc lực đó là hệ thông điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition). Ngày nay, hệ thống SCADA ngày càng gần gũi hơn đối với các kỹ sư, kỹ thuật viên và sinh viên ngành hệ thống điện và việc trang bị chúng cho hệ thống điện là hết sức cần thiết. Các hãng điện tử trên thế giới đã chế tạo, lắp đặt nhiều mô hình SCADA khác nhau: đối với hệ thống điện, nhà máy điện, lưới điện hạ thế, công ty,… để quản lý vận hành các sơ đồ lưới cũng như các thiết bị kỹ thuật số. Trong bộ môn “Thực tập Các hệ thống thông tin điện lực” của kỳ này, nhóm chúng em lựa chọn đề tài “Tìm hiểu hệ thống SCADA và ứng dụng lắp đặt hệ thống EMP, EMS trong hệ thống điện.” để kết thúc môn học. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐIỆN LỰC 1.1. Giới thiệu chương. Chương này cho ta cái nhìn tổng quan về hệ thống thông tin điện lực, hiểu được các thành phần và cấu trúc của hệ thống thông tin điện lực. 1.2. Giới thiệu tổng quan về hệ thống thông tin điện lực. 1.2.1. Khái niệm hệ thống Trong các hoạt động của con người, các thuật ngữ như hệ thống triết học, hệ thống pháp luật, hệ thống kinh tế, hệ thống thông tin đã trở nên quen thuộc. Một cách đơn giản và vấn tắt, ta có thể hiểu: Hệ thống là một tập hợp vật chất và phi vật chất như người, máy móc, thông tin, dữ liệu, các phương pháp xử lý, các qui tắc, quy trình xử lý, gọi là các phần tử của hệ thống. Trong hệ thống, các phần tử tương tác với nhau và cùng hoạt động để hướng tới mục đích chung. 1.2.2. Khái niệm thông tin Là một loại tài nguyên của tổ chức, phải được quản lý chu đáo giống như mọi tài nguyên khác. Việc xử lý thông tin đòi hỏi chi phí về thời gian, tiền bạc và nhân lực. Việc xử lý thông tin phải hướng tới khai thác tối đa tiềm năng của nó. 1.2.3. Khái niệm về hệ thống thông tin (HTTT) Hệ thống thông tin (Information System - IS) là một hệ thống mà mục tiêu tồn tại của nó là cung cấp thông tin phục vụ cho hoạt động của con người trong một tổ chức nào đó. Ta có thể hiểu hệ thống thông tin là hệ thống mà mối liên hệ giữa các thành phần của nó cũng như mối liên hệ giữa nó với các hệ thống khác là sự trao đổi thông tin. Hình 1. 1: Biểu diễn mối liên hệ các thành phần trong hệ thống thông tin. 8 Hệ thống thông tin là một hệ thống bao gồm con người, dữ liệu, các quy trình và công nghệ thông tin tương tác với nhau để thu thập, xử lý, lưu trữ và cung cấp thông tin cần thiết ở đầu ra nhằm hỗ trợ cho một hệ thống. Hệ thống thông tin hiện hữu dưới mọi hình dạng và quy mô. Hệ thống thông tin trong một tổ chức có chức năng thu nhận và quản lý dữ liệu để cung cấp những thông tin hữu ích nhằm hỗ trợ cho tổ chức đó và các nhân viên, khách hàng, nhà cung cấp hay đối tác của nó. Ngày nay, nhiều tổ chức xem các hệ thống thông tin là yếu tố thiết yếu giúp họ có đủ năng lực cạnh tranh và đạt được những bước tiến lớn trong hoạt động. Hầu hết các tổ chức nhận thấy rằng tất cả nhân viên đều cần phải tham gia vào quá trình phát triển các hệ thống thông tin. Do vậy, phát triển hệ thống thông tin là một chủ đề ít nhiều có liên quan tới bạn cho dù bạn có ý định học tập để trở nên chuyên nghiệp trong lĩnh vực này hay không. Các HTTT có thể được phân loại theo các chức năng chúng phục vụ. • Hệ thống xử lý giao dịch (Transaction processing system - TPS) là một hệ thống thông tin có chức năng thu thập và xử lý dữ liệu về các giao dịch nghiệp vụ. • Hệ thống thông tin quản lý (Management information system - MIS) là một hệ thống thông tin cung cấp thông tin cho việc báo cáo hướng quản lý dựa trên việc xử lý giao dịch và các hoạt động của tổ chức. • Hệ thống hỗ trợ quyết định (Decision support system - DSS) là một hệ thống thông tin vừa có thể trợ giúp xác định các thời cơ ra quyết định, vừa có thể cung cấp thông tin để trợ giúp việc ra quyết định. • Hệ thống thông tin điều hành (Excutive information system - EIS) là một hệ thống thông tin hỗ trợ nhu cầu lập kế hoạch và đánh giá của các nhà quản lý điều hành. • Hệ thống chuyên gia (Expert System) là hệ thống thông tin thu thập tri thức chuyên môn của các chuyên gia rồi mô phỏng tri thức đó nhằm đem lại lợi ích cho người sử dụng bình thường. • Hệ thống truyền thông và cộng tác (Communication and collaboration system) là một hệ thống thông tin làm tăng hiệu quả giao tiếp giữa các nhân viên, đối tác, khách hàng và nhà cung cấp để củng cố khả năng cộng tác giữa họ. • Hệ thống tự động văn phòng (Office automation system) là một hệ thống thông tin hỗ trợ các hoạt động nghiệp vụ văn phòng nhằm cải thiện luồng công việc giữa các nhân viên. 9 1.3. Cấu trúc và cơ sở hạ tầng hệ thống thông tin điện lực. Căn cứ trên kết cấu hiện có của Hệ thống thông tin Điện Lực Việt Nam, ta có thể nghiên cứu cấu trúc của HTTT Điện Lực Việt Nam theo mô hình phân lớp. Theo mô hình này, cấu trúc Hệ thống thông tin Điện Lực Việt Nam được phân thành 3 lớp rõ rệt. Lớp thứ nhất: là mạng đường trục chính (bachbone). Lớp thứ hai: là mạng đường trục các khu vực bắc, trung, nam. Lớp thứ ba: là mạng con, các mạch nhánh. Với mỗi lớp có các đặc điểm riêng về chức năng hay kết cấu, thể hiện nét đặc trưng riêng. 1.3.1. Mạng đường trục chính (bachbone) Mạng đường trục chính sử dụng kênh truyền dẫn cáp quang dung lượng 2.5 gbps, nó có tính chất là đường xương sống của HTTT điện lực, với tính chất trải dài dọc theo đất nước qua ba miền Bắc – trung - nam từ điểm nút đầu tiên là trung tâm điều độ quốc gia A0 (Hà Nội) và điểm nút cuối là trung tâm điều độ điện lực miền Nam A2 (thành phố Hồ Chí Minh). Các nút trên đường trục chính được trang bị thiết bị truyền dẫn SDH/STM 16, thiết bị chuyển mạch đường trục PCM-16, các loại tổng đài PABX, gồm các nút sau: Bảng 1. 1: Các loại tổng đài và thiết bị truyền dẫn trên đường trục thông tin Bắc-Nam. TT Tên nút Thiết bị truyền dẫn Tổng đài Ghi chú 1 A0 SDH/STM-16 Plexicom-6000 TTĐĐ quốc gia 2 Hà Đông SDH/STM-16 Acatel-4400 Trạm 220kV 3 Hoà Bình SDH/STM-16 Acatel-4000 Trạm 500kV 4 Hà Tĩnh SDH/STM-16 Acatel-4300 Plexicom-6000 Trạm 500kV 5 Đà Nẵng SDH/STM-16 Acatel-4300 Plexicom-6000 Trạm 500kV 6 Playku SDH/STM-16 Acatel-4300 Trạm 500kV 10 [...]... đưa vào sử dụng hệ thống SCADA/ EMS (Energy Management System) Hệ thống SCADA/ EMS là hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu/quản lý hệ thống điện Trong việc quản lý và điều hành hệ thống điện, hệ thống SCADA/ EMS đóng vai trò rất quan trọng, giúp cho kỹ sư điều hành hệ thống điện nắm bắt và xử lý chính xác mọi diễn biến trong hệ thống điện Trong hệ thống SCADA/ EMS, thiết bị đầu cuối RTU, Gateway... dụng của SCADA, trong chương tiếp theo chúng ta sẽ tìm hiểu về hệ thống SCADA/ EMS 32 CHƯƠNG 3: TÌM HIỂU VỀ HỆ THỐNG SCADA/ EMS, EMP TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 3.1 Giới thiệu chương Ở chương này sẽ giới thiệu chi tiết về hệ thống SCADA/ EMS và EMP trong hệ thống điện 3.2 Đặt vấn đề Hệ thống điện là một thể thống nhất, có thể trải dài, bao trùm cả một vùng rộng lớn và bao gồm nhiều phần tử Bất cứ một thay đổi hay... thế nào là một hệ thống SCADA, hiểu được hệ thống SCADA gồm bốn loại, biết được cấu trúc cũng như các thành phần cơ bản, từ đó hiểu được những thành phần cơ bản của hệ thống phần cứng SCADA và hệ thống phần mềm SCADA và cách hoạt động của hệ thống SCADA trong thực tế, từ đó biết được hệ thống SCADA rất quan trọng và được áp dụng rất nhiều trong thực tế Để làm rõ hơn về ứng dụng của SCADA, trong chương... máy 31 2.10 Ứng dụng của hệ thống SCADA - Hệ thống xử lý nước và phân phối nước Hệ thống quản lý thu gom và xử lý nước thài Hệ thống quản lý đường ống dẫn dầu và khí đốt Hệ thống điện Hệ thống báo động, sưởi, thông gió, điều hòa không khí trong các tòa nhà Hệ thống xử lý trong các trạm không gian Hệ thống sản xuất trong nhà máy bia, nhà máy oto 2.11 Kết luận chương Sau chương này chúng ta đã hiểu được... đường khu vực và các mạng nhánh 19 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG SCADA 2.1 Giới thiệu chương Chương này cho ta cái nhìn tổng quan về hệ thống SCADA, hiểu được các thành phần phần cứng cũng như phần mềm của hệ thống SCADA, cơ chế hoạt động của hệ thống SCADA và các ứng dụng của hệ thống SCADA trong thực tế 2.2 Khái niệm về Scada: SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) là một hệ thống thu thập... Platform) 3.3 Cấu trúc và các chức năng của hệ thống EMS - Cấu trúc của hệ thống EMS Hệ thống bao gồm nhiều khối cho phép tùy biến trong hệ thống khi bảo trì các bộ phần hợp thành Bất cứ phần tử nào của hệ thống cũng có thể đặt cấu hình được 33 Hình 3 1: Cấu hình đặc trưng của hệ thống SCADA/ EMS Một hệ thống SCADA/ EMS bao gộm nhiều trạm từ xa, các trạm này phân bổ rải rác trên toàn hệ thống Tại các trạm... trọng có nhiệm vụ thu thập và phản ánh tình trạng của các thiết bị đang tham gia hoạt động trong hệ thống điện Nó là công đoạn đầu tiên trong toàn bộ quá trình xử lý thông tin của hệ thống SCADA/ EMS Chất lượng của hệ thống SCADA/ EMS phụ thuộc rất nhiều vào khả năng hoạt động liên tục, ổn định và tính chính xác của thiết bị đàu cuối Hệ thống SCADA/ EMS là các hệ thống cơ sở của hệ thống quản lý năng lượng... bằng kênh thông tin viba và PLC, các nhánh này ghép nối vào mạng đường trục khu vực thông qua hai nút thông tin Mai Động và Phả Lại 18 1.4 Kết luận chương Sau chương này chúng ta đã hiểu được thế nào là một hệ thống thông tin điện lực, các loại hệ thống trong hệ thống thông tin điện lực và cấu trúc của hệ thống thông tin điện lực gôm ba mạng chính là mạng đường trục chính, trong mạng đường trục chính... khiển hệ thống EMS được sử 34 dụng ở các trung tâm điều độ (CCC hoặc ACC) Với EMS luôn yêu cầu có một hệ thống số liệu thu thập từ hệ thống, và bản thân nó tham gia như một bộ phần trong SCADA, nên người ta sử dụng thuật ngữ SCADA/ EMS Tại các trung tâm điều độ (CCC hoặc ACC), với sự trợ giúp của hệ thống máy tính mạnh, và các phần mềm chuyên dụng, người vận hành thực hiện các chức năng SCADA/ EMS, có... hệ thống Scada Hệ thống quản lý điện năng giúp nhà quản lý đánh giá sự tiêu thụ điện năng một cách tự động, liên tục và chính xác để thực hiện tiết kiệm chi phí và năng lượng Hệ thống quản lý điện năng giúp giám sát chất lượng nguồn điện để làm giảm bớt nguy cơ rủi ro Hệ thống là công cụ chẩn đoán chính xác, giảm tối thiểu thời gian chết của các thiết bị, máy móc Hệ thống giúp nâng cao độ tin cậy và . TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN BÁO CÁO MÔN: THỰC TẬP HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐIỆN LỰC ĐỀ TÀI: Tìm hiểu hệ thống SCADA và ứng dụng lắp đặt hệ thống EMP, EMS trong hệ thống điện Giảng. nhóm chúng em lựa chọn đề tài Tìm hiểu hệ thống SCADA và ứng dụng lắp đặt hệ thống EMP, EMS trong hệ thống điện. ” để kết thúc môn học. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐIỆN LỰC 1.1. Giới thiệu. của hệ thống SCADA, cơ chế hoạt động của hệ thống SCADA và các ứng dụng của hệ thống SCADA trong thực tế. 2.2. Khái niệm về Scada: SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) là một hệ thống