Ứng dụng tính năng DMS trên hệ thống lưới điện thành phố hồ chí minh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM - PHẠM NGỌC MINH ỨNG DỤNG TÍNH NĂNG DMS TRÊN HỆ THỐNG SCADA LƯỚI ĐIỆN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SỸ Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã ngành: 60520202 TP Hồ Chí Minh , tháng năm 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM - PHẠM NGỌC MINH ỨNG DỤNG TÍNH NĂNG DMS TRÊN HỆ THỐNG SCADA LƯỚI ĐIỆN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SỸ Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã ngành: 60520202 HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN XUÂN HOÀNG VIỆT TP Hồ Chí Minh , tháng năm 2016 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ TP HCM Cán hướng dẫn khoa học : TS Nguyễn Xuân Hoàng Việt (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Luận văn Thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Công nghệ TP HCM ngày … tháng … năm 2016 Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn Thạc sĩ) TT Họ tên Chức danh Hội đồng Chủ tịch Phản biện Phản iện Ủy viên Ủy viên, Thư ký Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận sau Luận văn sửa chữa (nếu có) Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHỆ TP HCM PHỊNG QLKH – ĐTSĐH CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc TP HCM, ngày … tháng… năm 2016 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên : Phạm Ngọc Minh Giới tính : Nam Ngày, tháng, năm sinh : 02/3/1967 Nơi sinh : Hà Bắc Chuyên ngành MSHV : 1441830014 : Kỹ thuật điện I- Tên đề tài: Ứng dụng tính DMS Hệ thống SCADA lưới điện Thành phố Hồ Chí Minh II- Nhiệm vụ nội dung:  Phân tích trạng lưới điện khu vực TP HCM hệ thống SCADA hữu  Các tính DMS  Ứng dụng tính DAS lưới điện cụ thể  Lập trình cho chương trình vận hành mạch vòng DAS Tân thuận  Tính tốn ngắn mạch – kiểm chứng - phân tích đánh giá bảo vệ Rơ le mạch vòng DAS  Phân tích đánh giá kết thực III- Ngày giao nhiệm vụ: tháng 8/2015 IV- Ngày hoàn thành nhiệm vụ: V- Cán hướng dẫn: tháng 01/2016 Tiến sĩ Nguyễn Xuân Hoàng Việt CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) (Họ tên chữ ký) TS Nguyễn Xuân Hoàng Việt i LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu Luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tơi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực Luận văn cảm ơn thơng tin trích dẫn Luận văn rõ nguồn gốc Học viên thực Luận văn Phạm Ngọc Minh ii LỜI CÁM ƠN Lời xin bày tỏ lời cám ơn sâu sắc đến người thân gia đình động viên tạo điều kiện thuận lợi suốt trình học tập thực đề tài Tơi xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến Quý thầy cô trường Đại Học Cơng Nghệ TP Hồ Chí Minh, Q thầy cô truyền đạt cho kiến thức quý báu suốt trình học tập trường để tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp Đặc biệt xin cảm ơn thầy TS Nguyễn Xn Hồng Việt tận tình giúp đỡ, hướng dẫn động viên tơi suốt q trình học tập thực đề tài này, để đến tơi có điều kiện hồn thành tốt luận văn tốt nghiệp Xin chân thành cảm ơn Tổng Công ty Điện lực TP HCM anh em đồng nghiệp công tác Tổng Công ty Trung Tâm Điều Độ giúp đỡ động viên tạo điều kiện thuận lợi trình học tập Cuối xin cám ơn tất anh chị em học viên kề vai sát cánh suốt thời gian học tập vừa qua TP Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2016 Học viên thực Phạm Ngọc Minh TÓM TẮT Để đảm bảo cung cấp điện với chất lượng ngày cao, cụ thể giảm thời gian khu vực điện xảy cố, việc áp dụng ngày rộng rãi tự động hóa lưới điện yêu cầu thiết Đặc biệt lưới điện khu vực TP Hồ Chí Minh – trung tâm kinh tế xã hội công nghệ cao nước Đề tài tập trung trình bày phương pháp tự động hóa lưới điện, chức tự động phát phân đoạn lưới điện bị cố, cô lập phần tử cố khôi phục cung cấp điện phân đoạn không bị cố (chức DAS) Chức DAS áp dụng nhiều nước Việt nam lần thực lưới điện khu vực thị Nam Sài gòn với đặc điểm lưới điện phức tạp, có nhiều số bật vượt cấp Để thực chức DAS mạch vòng cụ thể phải giải nhiều vấn đề kỹ thuật có liên quan SCADA, truyền thơng 3G, điều khiển xa, bảo vệ rơ le, lập trình, thiết bị bảo vệ Việc triển khai vào thực tế vận hành lưới điện đem lại nhiều kinh nghiệm thực tiễn, làm sở vững cho việc mở rộng chức tự động hóa sau lưới điện Một hướng tất yếu công đại hóa ngành mũi nhọn kinh tế, ngành Điện lực ABSTRACT To ensure power supply with increasing quality, namely reducing the time and blackout areas when incidents occur, then the application of increasingly widespread on the grid automation is an urgent demand Especially on the Power Network of Ho Chi Minh City – the social economic and high technology center in Vietnam The thesis focuses to presente an automation method on the grid, which is automatic detection of fault segments on the grid, isolation the breakdown element and restore power supply for normal segments (DAS function) DAS function has been applied in many countries but this is the first performent in Vietnam, on the grid in South Saigon urban with many complex faults To perform the function of DAS on a specific loop, we have to solve many technical problems involved as SCADA, 3G communication, remote control, protection relays, programming, protection devices The implement of DAS in a real network has brought many practical experiences It makes a solid base for the expansion of the automation functions later on the grid That is an indispensable way to modernizate electricity industry MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CÁM ƠN ii TÓM TẮT iii ABSTRACT iv MỤC LỤC v DANH SÁCH CÁC BẢNG viii DANH SÁCH CÁC HÌNH x CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .1 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Mục tiêu nghiên cứu đề tài 1.3 Nội dung nghiên cứu đề tài 1.4 Phương pháp nghiên cứu đề tài CHƯƠNG PHÂN TÍCH HIỆN TRẠNG LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC TP HCM VÀ HỆ THỐNG SCADA HIỆN HỮU .4 2.1 Hiện trạng lưới điện khu vực TP HCM 2.2 Hiện trạng hệ thống SCADA TP HCM 2.3 Đánh giá hệ thống SCADA lưới điện khu vực TP HCM .6 2.4 Sự cần thiết đầu tư HT SCADA/DMS .6 CHƯƠNG CÁC TÍNH NĂNG DMS CƠ BẢN .8 3.1 Quá trình phát triển HT SCADA/DMS 3.2 Các tnh DMS .8 3.4 Khả áp dụng tnh DMS lưới điện Thành phố 10 CHƯƠNG XÂY DỰNG TÍNH NĂNG DAS TRÊN MỘT LƯỚI ĐIỆN CỤ THỂ 1 4.1 Lựa chọn mạch vòng để triển khai ứng dụng tnh DAS .12 4.2 Lựa chọn thiết bị đóng cắt có khả điều khiển xa 13 4.3 Lựa chọn phương thức truyền thông phương thức kết nối 16 4.4 Sử dụng phần mềm SCADA để thu thập liệu điều khiển 17 4.5 Xây dựng giao diện HMI để giám sát vận hành hệ thống .18 4.6 Xây dựng chế độ vận hành tự động tay hệ thống DAS 21 11_V".LT.5).And.("FXD_J_DTRI_T2L,12_V".LT.5).And.("F6_J_HQV_ T2L,V_Source".LT.5).And.("FXD_J_DTRI_T2L,12_Above_minimum_t rip".ON.).And.("FXD_J_GOMO_T27L,11_Above_minimum_trip".ON.) And.("VIRTUAL_STATION,Manual_Auto".OFF.)) Delay 3s If ( ("FXD_J_GOMO_T27L,RECLOSER_GOMO".CLOSE.).And.("FXD_J_ DTRI_T2L,RECLOSER_DTRI".CLOSE.).And.("FXD_J_GOMO_T27L, 11_V".LT.5).And.("FXD_J_DTRI_T2L,12_V".LT.5).And.("F6_J_HQV_ T2L,V_Source".LT.5).And.("FXD_J_DTRI_T2L,12_Above_minimum_t rip".ON.).And.("FXD_J_GOMO_T27L,11_Above_minimum_trip".ON.) And.("VIRTUAL_STATION,Manual_Auto".OFF.)) Cmd "VIRTUAL_STATION,Vuotcap_NamSaiGon".ON Endif ENDIF !-Truong hop 13: SU CO GIUA PHHL & HTP > NHA BE BAT VUOT CAP -! IF ( ("FXD_J_PHHL_T3L,RECLOSER_PHHL".CLOSE.).And.("FXD_J_HT PA_T164C,RECLOSER_HTP".CLOSE.).And.("FXD_J_PHHL_T3L,21 _V".LT.5).And.("FXD_J_HTPA_T164C,22_V".LT.5).And.("F6_J_HQV _T2L,V_Load".LT.5).And.("FXD_J_HTPA_T164C,22_Above_minimu m_trip".OFF.).And.("FXD_J_PHHL_T3L,21_Above_minimum_trip".O N.).And.("VIRTUAL_STATION,Manual_Auto".OFF.)) Delay 3s If ( ("FXD_J_PHHL_T3L,RECLOSER_PHHL".CLOSE.).And.("FXD_J_HT PA_T164C,RECLOSER_HTP".CLOSE.).And.("FXD_J_PHHL_T3L,21 _V".LT.5).And.("FXD_J_HTPA_T164C,22_V".LT.5).And.("F6_J_HQV _T2L,V_Load".LT.5).And.("FXD_J_HTPA_T164C,22_Above_minimu m_trip".OFF.).And.("FXD_J_PHHL_T3L,21_Above_minimum_trip".O N.).And.("VIRTUAL_STATION,Manual_Auto".OFF.)) Cmd "VIRTUAL_STATION,Vuotcap_NhaBe".ON Endif ENDIF ! Truong hop 14: SU CO GIUA HTP & HQV > PHHL BAT VUOT CAP ! IF ( ("FXD_J_PHHL_T3L,RECLOSER_PHHL".OPEN.).And.("FXD_J_HTP A_T164C,RECLOSER_HTP".CLOSE.).And.("FXD_J_PHHL_T3L,21_ V".GT.5).And.("FXD_J_HTPA_T164C,22_V".LT.5).And.("F6_J_HQV_ T2L,V_Load".LT.5).And.("FXD_J_HTPA_T164C,22_Above_minimum _trip".ON.).And.("FXD_J_PHHL_T3L,21_Above_minimum_trip".ON.) And.("VIRTUAL_STATION,Manual_Auto".OFF.)) Delay 3s If ( ("FXD_J_PHHL_T3L,RECLOSER_PHHL".OPEN.).And.("FXD_J_HTP A_T164C,RECLOSER_HTP".CLOSE.).And.("FXD_J_PHHL_T3L,21_ V".GT.5).And.("FXD_J_HTPA_T164C,22_V".LT.5).And.("F6_J_HQV_ T2L,V_Load".LT.5).And.("FXD_J_HTPA_T164C,22_Above_minimum _trip".ON.).And.("FXD_J_PHHL_T3L,21_Above_minimum_trip".ON.) And.("VIRTUAL_STATION,Manual_Auto".OFF.)) Cmd "VIRTUAL_STATION,Vuotcap_PHHL".ON Endif ENDIF !-Truong hop 15: SU CO GIUA HTP & HQV > RECLOSER HTP, PHHL BAT ! IF ( ("FXD_J_PHHL_T3L,RECLOSER_PHHL".OPEN.).And.("FXD_J_HTP A_T164C,RECLOSER_HTP".OPEN.).And.("FXD_J_PHHL_T3L,21_V ".GT.5).And.("FXD_J_HTPA_T164C,22_V".LT.5).And.("F6_J_HQV_T 2L,V_Load".LT.5).And.("FXD_J_HTPA_T164C,22_Above_minimum_t rip".ON.).And.("FXD_J_PHHL_T3L,21_Above_minimum_trip".ON.).A nd ("VIRTUAL_STATION,Manual_Auto".OFF.)) Delay 3s If ( ("FXD_J_PHHL_T3L,RECLOSER_PHHL".OPEN.).And.("FXD_J_HTP A_T164C,RECLOSER_HTP".OPEN.).And.("FXD_J_PHHL_T3L,21_V ".GT.5).And.("FXD_J_HTPA_T164C,22_V".LT.5).And.("F6_J_HQV_T 2L,V_Load".LT.5).And.("FXD_J_HTPA_T164C,22_Above_minimum_t rip".ON.).And.("FXD_J_PHHL_T3L,21_Above_minimum_trip".ON.).A nd ("VIRTUAL_STATION,Manual_Auto".OFF.)) Cmd "VIRTUAL_STATION,Vuotcap_PHHL".ON Endif ENDIF !Truong hop 16: SU CO GIUA HTP & HQV > RECLOSER HTP, PHHL, MAY CAT NGUON NHA BE BAT-! IF ( ("FXD_J_PHHL_T3L,RECLOSER_PHHL".OPEN.).And.("FXD_J_HTP A_T164C,RECLOSER_HTP".OPEN.).And.("FXD_J_PHHL_T3L,21_V ".LT.5).And.("FXD_J_HTPA_T164C,22_V".LT.5).And.("F6_J_HQV_T 2L,V_Load".LT.5).And.("FXD_J_HTPA_T164C,22_Above_minimum_t rip".ON.).And.("FXD_J_PHHL_T3L,21_Above_minimum_trip".ON.).A nd ("VIRTUAL_STATION,Manual_Auto".OFF.)) Delay 3s If ( ("FXD_J_PHHL_T3L,RECLOSER_PHHL".OPEN.).And ("FXD_J_HTP A_T164C,RECLOSER_HTP".OPEN.).And ("FXD_J_PHHL_T3L,21_V ".LT.5).And ("FXD_J_HTPA_T164C,22_V".LT.5).And.("F6_J_HQV_T 2L,V_Load".LT.5).And.("FXD_J_HTPA_T164C,22_Above_minimum_t rip".ON.).And.("FXD_J_PHHL_T3L,21_Above_minimum_trip".ON.).A nd.("VIRTUAL_STATION,Manual_Auto".OFF.)) Cmd "VIRTUAL_STATION,Vuotcap_NhaBe".ON Cmd "VIRTUAL_STATION,Vuotcap_PHHL".ON Endif ENDIF ! Truong hop 17: SU CO GIUA > RECLOSER PHHL, MAY CAT NGUON NHA BE BAT -! IF ( ("FXD_J_PHHL_T3L,RECLOSER_PHHL".OPEN.).And.("FXD_J_PH HL_T3L,21_V".LT.5).And.("FXD_J_HTPA_T164C,22_V".LT.5).And.(" F6_J_HQV_T2L,V_Load".LT.5).And.("FXD_J_PHHL_T3L,21_Above_ minimum_trip".ON.).And.("VIRTUAL_STATION,Manual_Auto".OFF.) ) Delay 3s If ( ("FXD_J_PHHL_T3L,RECLOSER_PHHL".OPEN.).And.("FXD_J_PH HL_T3L,21_V".LT.5).And.("FXD_J_HTPA_T164C,22_V".LT.5).And.(" F6_J_HQV_T2L,V_Load".LT.5).And.("FXD_J_PHHL_T3L,21_Above_ minimum_trip".ON.).And.("VIRTUAL_STATION,Manual_Auto".OFF.) ) Cmd "VIRTUAL_STATION,Vuotcap_NhaBe".ON if ("FXD_J_HTPA_T164C,22_Above_minimum_trip".ON.) Cmd "VIRTUAL_STATION,Vuotcap_PHHL".ON endif Endif ENDIF !-Truong hop 18: SU CO GIUA HTP & HQV > MAY CAT NHA BE BAT VUOT CAP -! IF ( ("FXD_J_PHHL_T3L,RECLOSER_PHHL".CLOSE.).And.("FXD_J_HT PA_T164C,RECLOSER_HTP".CLOSE.).And.("FXD_J_PHHL_T3L,21 _V".LT.5).And.("FXD_J_HTPA_T164C,22_V".LT.5).And.("F6_J_HQV _T2L,V_Load".LT.5).And.("FXD_J_HTPA_T164C,22_Above_minimu m_trip".ON.).And.("FXD_J_PHHL_T3L,21_Above_minimum_trip".ON ).And.("VIRTUAL_STATION,Manual_Auto".OFF.)) Delay 3s If ( ("FXD_J_PHHL_T3L,RECLOSER_PHHL".CLOSE.).And.("FXD_J_HT PA_T164C,RECLOSER_HTP".CLOSE.).And.("FXD_J_PHHL_T3L,21 _V".LT.5).And.("FXD_J_HTPA_T164C,22_V".LT.5).And.("F6_J_HQV _T2L,V_Load".LT.5).And.("FXD_J_HTPA_T164C,22_Above_minimu m_trip".ON.).And.("FXD_J_PHHL_T3L,21_Above_minimum_trip".ON ).And.("VIRTUAL_STATION,Manual_Auto".OFF.)) Cmd "VIRTUAL_STATION,Vuotcap_NhaBe".ON Endif ENDIF ! -Truong hop 19 SU CO GIUA HTP & HQV > MAY CAT NHA BE BAT VUOT CAP -! !!! He thong se tu dong chuyen sang che van hanh Manual phut sau co hien tuong mat nguon tu hai tram Nam Sai Gon va Nha Be 30 Open_DTRI_Trip.txt chương trình mở Recloser Đào trí (call 6) ! Open, Trip Recloser Dao Tri and Turn on Hot Line Tag ! !!!! Giai thich chuc nang Script -!!!! ! Chuyen trang thai cua Recloser DTRI ve trang thai Open va lockout ! Neu tin hieu command khong thay doi duoc trang thai cua Recloser DTRI, qua trinh se duoc lap lai lan ! Sau lan tin hieu, neu van khong Open duoc Recloser DTRI, he thong se xuat thong bao !!! -SCRIPT !!!!! $AA = !!!! Timer $BB = !!! Initializing !!!! Counter CMD "FXD_J_DTRI_T2L,RECLOSER_DTRI".OPEN Do While (("FXD_J_DTRI_T2L,RECLOSER_DTRI".CLOSE.).AND.($BB.LT.3)) !!! Vong lap test CMD hoat dong tot??? delay 1s $AA = $AA + if ($AA.EQ.10) !!! Gui tiep lenh Open thuc hien CMD "FXD_J_DTRI_T2L,RECLOSER_DTRI".OPEN !!! sau moi 10s khong co $AA = !!! tin hieu status tra ve SCADA $BB = $BB+1 endif Endwhile If ("FXD_J_DTRI_T2L,RECLOSER_DTRI".CLOSE.) FAULTMSG( 0, 8, 'THONG BAO: Khong the mo may cat Dao tri o che dong Auto tu he thong SCADA De nghi kiem tra !', ) Endif 31 Open_GOMO_Trip.txt chương trình mở Recloser Gò Ơ mơn (call 5) Script tương tự Đào trí 32 Open_HTP_Trip.txt chương trình mở Recloser Huỳnh Tấn Phát (call 8) Script tương tự Đào trí 33 Open_PHHL_Trip.txt chương trình mở Recloser Phạm Hữu Lầu (call 7) Script tương tự Đào trí 34 Test_Batery.txt chương trình kiểm tra nguồn DC Recloser (call 4) $A=0 DO WHILE ($A