Nghiên cứu lựa chọn giải pháp điều khiển xa cho các trạm biến áp 110 kv không người trực tại công ty điện lực bắc kạn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP NGUYỄN ĐỨC THÁI NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN GIẢI PHÁP ĐIỀU KHIỂN XA CHO CÁC TRẠM BIẾN ÁP 110 kV KHÔNG NGƯỜI TRỰC TẠI CÔNG TY ĐIỆN LỰC BẮC KẠN Ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN Mã ngành: 8520201 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN HIỀN TRUNG Thái Nguyên - 2019 http://lrc.tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan, luận văn cơng trình nghiên cứu riêng cá nhân tôi, thực sở nghiên cứu lý thuyết, tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu tham khảo khác Qua số liệu thu thập thực tế, tổng hợp Công ty Điện lực Bắc Kạn nơi làm việc, không chép luận văn trước hướng dẫn khoa học TS Nguyễn Hiền Trung - giảng viên trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp – Đại học Thái Nguyên Các số liệu kết luận văn trung thực, đánh giá, kiến nghị đưa xuất phát từ thực tiễn kinh nghiệm làm việc công ty Điện lực Bắc Kạn; kết nghiên cứu chưa cơng bố hình thức trước trình, bảo vệ cơng nhận “Hội Đồng đánh giá luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ kỹ thuật” Một lần nữa, xin khẳng định trung thực lời cam kết trên./ Tác giả luận văn Nguyễn Đức Thái Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN Qua thời gian học tập, nghiên cứu chương trình cao học kỹ thuật điện trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp, giúp tác giả nhận thức sâu sắc cách thức nghiên cứu, phương pháp tiếp cận đối tượng nghiên cứu lựa chọn đề tài luận văn tốt nghiệp cao học; đồng thời góp phần nâng cao kiến thức chun mơn vững vàng, nâng cao lực thực hành, khả thích ứng cao trước phát triển khoa học, kỹ thuật kinh tế; có khả phát hiện, giải độc lập vấn đề thuộc chuyên ngành đào tạo phục vụ cho công tác tốt Việc thực nhiều tập nhóm thời gian học giúp tác giả sớm tiếp cận cách làm, phương pháp nghiên cứu, tạo tiền đề cho việc độc lập nghiên cứu hoàn thành luận văn tốt nghiệp Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến: TS Nguyễn Hiền Trung giúp đỡ, hướng dẫn chu đáo, nhiệt tình q trình thực để tác giả hồn thành luận văn thạc sĩ này; Các CBCNV trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả trình tiến hành thực nghiệm đề tài bảo vệ luận văn thạc sĩ; Các đồng chí lãnh đạo tập thể cán cơng nhân viên Công ty Điện lực Bắc Kạn giúp đỡ tác giả thực việc nghiên cứu, thu thập số liệu để tác giả hoàn thành luận văn thạc sĩ này; đồng nghiệp người hồn thành chương trình cao học, dành thời gian đọc, đóng góp, chỉnh sửa cho luận văn thạc sĩ hoàn thiện tốt hơn; Bố, Mẹ, Vợ người thân gia đình, bạn bè tác giả giúp đỡ, tạo điều kiện thời gian, động viên tác giả trình thực hoàn thành luận văn này; Tác giả mong muốn tiếp tục nhận chia sẻ, hỗ trợ tạo điều kiện Hội đồng Chấm luận văn thạc sĩ, bạn bè, đồng nghiệp, gia đình người thân để luận văn hoàn thiện Xin trân trọng cám ơn Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lý thực đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Cấu trúc luận văn CHƯƠNG 1: HIỆN TRẠNG MƠ HÌNH TỔ CHỨC ĐIỀU ĐỘ VÀ HẠ TẦNG KỸ THUẬT CÁC TBA 110 kV KHU VỰC BẮC KẠN 1.1 Khái qt mơ hình huy điều độ Công ty 1.1.1 Mơ hình tổ chức cơng tác huy điều độ 1.1.2 Mơ hình quản lý Đội QLVH lưới điện cao Bắc Kạn 1.2 Hiện trạng hạ tầng kỹ thuật TBA 110 kV phân phối địa bàn 1.2.1 Hiện trạng TBA 110 kV Bắc Kạn (E26.1) 1.2.2 Hiện trạng TBA 110 kV Chợ Đồn (E26.2) 11 1.2.3 Hiện trạng TBA 110 kV Ngọc Linh 13 1.3 Hiện trạng hạ tầng mạng truyền dẫn 14 1.3.1 Hệ thống mạng LAN, WAN, INTERNET 14 1.3.2 Hệ thống mạng cáp quang 14 1.3.3 Hệ thống thiết bị truyền dẫn 14 KẾT LUẬN CHƯƠNG 14 CHƯƠNG 2: TRUNG TÂM ĐIỀU KHIỂN XA VÀ TRẠM BIẾN ÁP KHÔNG NGƯỜI TRỰC 15 2.1 Mơ hình tổ chức 15 2.1.1 Xây dựng trung tâm điều khiển- Điều độ Bắc Kạn 15 2.1.2 Nhiệm vụ chức Điều độ viên kiêm trưởng kíp 16 2.1.3 Nhiệm vụ chức Điều độ viên- nhân viên 17 2.1.4 Công tác chuẩn bị nhân lực 17 2.2 Mơ hình Đội QLVH lưới điện cao Bắc Kạn 18 2.3 Mơ hình huy điều độ 20 2.4 Đào tạo nguồn nhân lực 22 2.4.1 Đào tạo đội ngũ trực vận hành TTĐK xa 22 2.4.2 Đào tạo vận hành, sửa chữa bảo dưỡng hệ thống SCADA/DMS 22 2.4.3 Thời gian tiến độ đào tạo nhân lực 23 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 2.5 Biên soạn hệ thống quy trình, quy định nội để quản lý vận hành TTĐKX TBA không người trực 23 2.5.1 Các quy trình quy định nội quy cần xây dựng 23 2.5.2 Thời hạn hồn thành quy định, quy trình phổ biến hướng dẫn cho CBCNV 24 2.5.3 Xây dựng hạ tầng kỹ thuật trung tâm điều khiển 24 2.6 Giải pháp phần cứng trung tâm điều khiển 25 2.6.1 Yêu cầu chung 25 2.6.2 Yêu cầu phần cứng trung tâm điều khiển 25 2.7 Giải pháp phần mềm 29 2.7.1 Các đặc tính kỹ thuật yêu cầu 29 2.7.2 Truyền thông khả kết nối 30 2.7.3 Tính bảo mật 31 2.7.4 Tính sẵn sàng hệ thống (System Availability) 32 2.7.5 Khu vực chuyên trách hệ thống 32 2.7.6 Yêu cầu chức hệ thống phần mềm SCADA 32 2.8 Giải pháp bổ sung thiết bị SCADA CNTT, sử dụng RTU hữu để bổ sung tín hiệu SCADA thiếu 37 2.8.1 Giải pháp chung 38 2.8.2 Giải pháp kỹ thuật TBA công ty 39 2.9 Giải pháp kết nối thu thập ghi cố 45 2.10 Danh sách liệu SCADA kết nối với TTĐK sau cải tạo nâng cấp 45 2.11 Hiệu chỉnh tín hiệu, Kiểm tra test End to end Point to Point 46 2.12 Phương án đảm bảo an ninh, PCCC TTĐK 46 KẾT LUẬN CHƯƠNG 47 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG, CẢI TẠO, NÂNG CẤP CÁC TBA 110 kV THÀNH TBA KHÔNG NGƯỜI TRỰC 48 3.1 Đề xuất giải pháp 48 3.2 Hệ thống truyền dẫn, viễn thông, thiết bị phụ trợ 51 3.2.1 Mục tiêu 51 3.2.2 Quy mô đầu tư 51 3.3 Yêu cầu giải pháp kỹ thuật 52 3.3.1 Yêu cầu chung 52 3.3.2 Tính an tồn, hiệu 53 3.3.3 Độ tin cậy 53 3.3.4 Quy chuẩn tiêu chuẩn áp dụng 53 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 3.4 Thiết kế tổng thể trạm biến áp không người trực 54 3.4.1 Sơ đồ kết nối 54 3.4.2 Xây dựng hệ thống mạng IP cho TBA 110 kV 56 3.4.3 Xây dựng hạ tầng kỹ thuật mạng truyền dẫn cho TBA 110 kV 56 3.5 Thiết kế nguồn cung cấp 57 3.6 Thiết kế chi tiết 57 3.7 Hệ thống thông tin truyền dẫn cho TTĐK đến A1 58 3.8 Tổ chức đào tạo chuyển giao công nghệ 58 3.9 Tổng hợp yêu cầu kỹ thuật 59 3.10 Bản vẽ mô tả quy hoạch lưới điện, sơ đồ kết dây hệ thống thông tin truyền dẫn 64 KẾT LUẬN CHƯƠNG 64 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 65 Kết luận 65 Kiến nghị 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 DANH MỤC CÁC PHỤ LỤC 68 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT EVN : Tập đoàn Điện lực Việt Nam; EVNNPT : Tổng Công ty truyền tải điện Quốc gia; EVNNPC : Tổng Công ty Điện lực Miền Bắc; EVNICT : Trung tâm Viễn thông Công nghệ thông tin; PCBK : Công ty Điện lực Bắc Kạn; LĐTM : Lưới điện thông minh; TTĐK : Trung tâm điều khiển; TTĐKX : Trung tâm điều khiển xa; TBAKNT : Trạm biến áp không người trực; TTLĐ : Thao tác lưu động; QLVH : Quản lý vận hành; NVVH : Nhân viên vận hành; CNTT : Công nghệ thơng tin; PCCC : Phòng cháy chữa cháy; TBA : Trạm biến áp; NMĐ : Nhà máy điện; B26 : Phòng Điều độ - Cơng ty Điện lực Bắc Kạn; VTDR : Viễn thông dùng riêng; CBPT : Cán phương thức; ĐĐV : Điều độ viên; ĐĐV-TrK : Điều độ viên – Trưởng kíp; PTT : Phiếu thao tác; TTĐĐ : Trung tâm điều độ; ĐQLVH : Đội QLVH lưới điện cao Bắc Kạn; CNVH : Chứng nhận vận hành; CBCNV : Cán công nhân viên; GIS : Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System); MAIFI : Chỉ số số lần điện thống qua trung bình lưới điện phân phối (Momentary Average Interruption Frequency Index) SAIDI : Thời gian điện trung bình lưới điện trung bình lưới điện (System Average Interruption Duration Index); SAIFI : Số lần điện trung bình lưới điện phân phối (System Average Interruption Frequency Index) Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Bảng 1.1 Bảng 1.2 Bảng 1.3 Bảng 1.4 Bảng 1.5 Bảng 2.1 Bảng 2.2 Bảng 2.3 Nội dung bảng Khoảng cách địa lý trạm 110kV Bảng liệu thu thập đến A1 trạm 110kV Bắc Kạn Thiết bị bảo vệ đo lường trạm 110kV Bắc Kạn Bảng liệu thu thập đến A1 trạm 110kV Chợ Đồn Thiết bị bảo vệ đo lường trạm 110kV Chợ Đồn Danh mục vật tư thiết bị trung tâm điều khiển xa Các phần mềm quyền sử dụng TTĐKX Thống kê phương thức lấy tín hiệu cần bổ sung trạm 110kV Bắc Kạn Trang 7 11 11 28 36 40 Bảng 2.4 Thống kê phương thức lấy tín hiệu cần bổ sung trạm 110kV Chợ Đồn Quy mô đầu tư xây dựng hệ thống thông tin truyền dẫn cho TBA 110 kV 44 Danh sách thiết bị hệ thống mạng WAN Tổng hợp yêu cầu kỹ thuật 57 59 Bảng 3.1 Bảng 3.2 Bảng 3.3 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN 52 http://lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình Hình 1.1 Hình 1.2 Hình 1.3 Nội dung hình vẽ, đồ thị Sơ đồ tổ chức điều độ HTĐ Mơ hình phòng Điều độ PCBK Mơ hình quản lý Đội QLVH lưới điện cao Bắc Kạn Hình 2.1 Mơ hình tổ chức TTĐKX cho Công ty Điện lực Bắc Kạn 15 Hình 2.2 Hình 2.3 Hình 2.4 Mơ hình tổ chức bố trí thao tác Mơ hình Đội QLVH lưới điện cao Bắc Kạn Mơ hình huy điều độ quản lý trạm 110 kV KNT trạm truyền thống 15 18 20 Hình 2.5 Mơ hình giao nhận lưới điện 21 Hình 2.6 Hình 2.7 Mơ hình quản lý trạm 110 kV TBAKNT Sơ đồ khối phần nguồn TTĐKX 22 25 Hình 2.8 Hình 2.9 Sơ đồ cấu trúc chung TTĐKX Sơ đồ cấu trúc kết nối phần cứng TTĐKX 26 27 Hình 3.1 Hình 3.2 Sơ đồ khối phân cấp điều khiển TBAKNT Sơ đồ hệ thống điều khiển TBA 110 kV 48 55 Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN Trang 4 http://lrc.tnu.edu.vn MỞ ĐẦU Lý thực đề tài Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn TBA 110kV (Kết nối trực tiếp) WAN NPC A1 NPC LAN điều khiển TBA 110kV 1Gbps Switch 24port Layer3 02 sợi quang Firewall TTĐK 1Gbps TBA 110kV (Điểm trung gian) HT Camera tính Máy PCC C Điện lực Huyện (Điểm trung gian) 1Gbps Gateway/RT U Switch POP TTĐK 02 sợi quang LAN Trung tâm điều khiển Switch 24port Layer3 LAN điều khiển TBA 110kV 02 sợi quang 1Gbps 1Gbps Switch 24port Layer3 1Gbps 1Gbps Hệ thống giám sát Hệ thống máy chủ TTĐK Trung tâm điều khiển xa PC 02 sợi quang 02 sợi quang 02 sợi quang 1Gbps 1Gbps Switch 24port Switch 24port LAN HT Camera tính Switch 24port Layer3 1Gbps 1Gbps Máy LAN HT BCBK TBA 110kV (Kết nối qua điểm trung gian) Gateway/RT U HT Camera tính Máy LAN HT BCBK Gateway/RT U TBA 110kV (Kết nối qua điểm trung gian) Số hóa TrunHg tìânmh H3.ọ2c lSiệơuđvồà hCệơnthgốnngghđệ itềhnkghitiểnn–TĐBHAT1N10 kV HT Camera tính Máy HT BCBK TBA 110kV (Kết nối qua điểm trung gian) http://lrc.tnu.edu.vn Gateway/RTU 3.4.2 Xây dựng hệ thống mạng IP cho TBA 110 kV Trang bị bổ sung cho TBA 110 kV Switch Access Layer có số cổng điện 24x RJ45 có băng thơng 10/100/1000Mb 04 cổng quang uplink có băng thơng 1Gbps: - Kết nối giao diện quang trực tiếp Switch POP trung tâm điều khiển, qua điểm TBA 110 kV trung gian giao diện quang SFP có băng thơng 1Gbps, đảm bảo nhu cầu băng thơng cho hệ thống thông tin TBA KNT; - Kết nối trực tiếp với hệ thống thiết bị thông tin TBA 110 kV qua 24 cổng x RJ45 có băng thông 10/100/1000Mb - Thiết bị phải đảm bảo lực dự phòng cao q trình hoạt động hay mỏ rộng băng thơng có nhu cầu nâng cấp Trang bị bổ sung cho TTĐK đơn vị 01 Switch POP có số cổng quang 24x SFP 10/100/1000Mb 04 cổng quang uplink có băng thơng 1Gbps: - Kết nối trực tiếp với Switch Access Layer TBA 110 kV qua giao diện quang 1Gbps - Kết nối trực tiếp với hệ thống Switch LAN, Firewall TTĐK qua giao diện quang/điện với băng thông 1Gbps - Kết nối trực tiếp với hệ thống Firewall TTĐK qua giao diện Ethernet RJ45 với băng thông 10/100/1000Mbps - Tổ chức kết nối thông tin thành hệ thống mạng WAN hoàn chỉnh cho toàn kết nối từ TBA 110 kV đến TTĐK thành mạng WAN riêng biệt có tính bảo mật cao, đảm bảo hoạt động ổn định, sẵn sàng đáp ứng cho công tác triển khai xây dựng TTĐK xa TBA 110 kV không người trực 3.4.3 Xây dựng hạ tầng kỹ thuật mạng truyền dẫn cho TBA 110 kV Xây dựng hạ tầng truyền dẫn từ TBA 110 kV đến điểm kết nối đến hệ thống hạ tầng truyền dẫn trụ sở Công ty điện lực tỉnh TBA 110 kV có cáp quang kéo đến: - Sử dụng 02 sợi quang kết nối trực tiếp TBA 110 kV với TTĐK PC thông qua điểm kết nối trung gian TBA 110 kV khác để vể TTĐK - Tại số ĐL huyện không trang bị Switch thuộc tuyến kết nối TBA 110 kV đến TTĐK PC cần đấu nhảy sợi quang đảm bảo hệ thống truyền dẫn cáp quang cho TBA 110 kV cách ly hoàn toàn hệ thống mạng internet, mạng nội TBA 110 kV chưa có cáp quang kéo đến: - Xây dựng tuyến cáp quang phi kim loại ADSS/12 sợi kết nối từ TBA 110 kV đến vị trí măng sơng tuyến cáp quang trao đổi sợi, cáp quang OPGW, cáp quang nội tỉnh có khả kết nối trực tiếp TTĐK PC Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn thông qua điểm kết nối trung gian TBA 110 kV khác để vể TTĐK - Sử dụng 02 sợi tuyến cáp quang kết nối để kết nối trực tiếp TBA 110 kV TTĐK thông qua điểm kết nối trung gian TBA 110 kV để kết nối TTĐK Ưu tiên tận dụng tuyến cáp quang sẵn có hệ thống mạng NPC: OPGW, cáp trao đổi sợi, cáp đường trục, cáp nội tỉnh… 3.5 Thiết kế nguồn cung cấp - Thiết lập hệ thống nguồn có khả dự phòng cho thiết bị truyền dẫn hệ thống nhằm đảm bảo hệ thống thông tin truyền dẫn kết nối TBA 110 kV hoạt động liên tục, ổn định - Đối với Switch POP TTĐK xa cấp nguồn hệ thống thiết bị thông tin TTĐK thơng qua hệ thống điện nguồn có chế độ dự phòng UPS TTĐK - Đối với Switch layer (nguồn DC) đặt TBA 110 kV sử dụng nguồn điện 220 VDC trạm (được dự phòng cấp nguồn qua hệ thống ắc quy trạm) thông qua chuyển đổi nguồn DC/DC đảm bảo cấp điện liên tục cho thiết bị truyền dẫn (switch) Đối với Switch layer (nguồn AC) đặt ĐL huyện để tổ chức điểm kết nối trung gian sử dụng nguồn điện cấp từ hệ thống điện đơn vị 220 VAC thông qua đảm bảo cấp nguồn liên tục cho thiết bị truyền dẫn 3.6 Thiết kế chi tiết Bắc Kạn tỉnh dự kiến triển khai TTĐKX TBAKNT giai đoạn NPC Do đó, hệ thống thơng tin truyền dẫn cho TBA 110 kV cần tổ chức, xây dựng hệ thống mạng WAN hoàn chỉnh, độc lập cho toàn TBA 110 kV không người trực TTĐKX đảm bảo tính bảo mật cao, cách ly hồn tồn với hệ thống mạng internet, hệ thống mạng nội theo tiến độ xây dựng TTĐKX TBAKNT NPC giai đoạn 2016-2020 Trên sở đầu tư số thiết bị truyền dẫn phụ kiện Công ty Điện lực Điện lực sau: + Tại PC: đầu tư Switch POP phụ kiện đáp ứng nhu cầu tập trung hệ thống truyền dẫn từ TBA 110 kV, danh sách phân bổ thiết bị bảng 3.2 Bảng 3.2 Danh sách thiết bị hệ thống mạng WAN Switch TT Địa điểm PC Bắc Kạn Chủng loại Juniper EX4600- SFP Đơn vị Số tính lượng Bộ Chủng loại Đơn vị Số tính lượng Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 40F-AFO E26.1 Juniper EX340024T-DC MRV SFP-GD-LX (10/100/1000 Mbps, Bộ Chiếc Chiếc Chiếc Chiếc - - 10km) MRV SFP-GD-XD (10/100/1000 Mbps, 50km) E26.2 Juniper EX340024T-DC Bộ MRV SFP-GD-XD (10/100/1000 Mbps, 50km) MRV SFP-GD-ZX (10/100/1000 Mbps, 80km) Ngọc Linh - - - - 3.7 Hệ thống thông tin truyền dẫn cho TTĐK đến A1 Từ Switch Juniper Ex4600 đặt trung tâm điều khiển xa Bắc Kạn tập chung kết nối quang 03 trạm biến áp 110 kV tỉnh Bắc Kạn kết nối với thiết bị SDH đặt Phòng máy chủ PCBK qua dây nhảy quang kết nối Từ SDH đặt phòng máy chủ PCBK có 02 kênh truyền dẫn SDH SDH tập trung 20 Trần Nguyên Hãn: Hiện kênh truyền dẫn từ Bắc Kạn NPC có hướng độc lập sau: - Kênh 1: DWDM: Bắc Kạn – Thái Nguyên – Hà Nội - Kênh 2: Đi từ SDH Bắc Kạn qua mạng EVNICT phòng máy trung tâm NPC 20 Trần Nguyên Hãn (kênh EVNICT xây dựng backup) Từ SDH kết nối quang sang hệ thống Switch đặt Phòng Máy chủ 20 Trần Nguyên Hãn Tại Phòng máy chủ 20 Trần Nguyên Hãn có kênh truyền dẫn kết nối từ Switch PMC 20 Trần Nguyên Hãn Swicth tập trung cho Trung tâm điều khiển xa – Tổng công ty Điện lực Miền Bắc Phòng máy chủ Trung tâm điều độ miền A1 11 Cửa Bắc 18 Trần Nguyên Hãn 3.8 Tổ chức đào tạo chuyển giao công nghệ Đào tạo chuyển giao công nghệ vận hành hệ thống thiết bị cho phận nghiệp vụ quản lý vận hành hệ thống truyền dẫn cho TBA 110 kV - Đối tượng đào tạo: Các cán quản lý vận hành hệ thống thiết bị truyền dẫn cho TBA 110 kV Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn - Thời gian đào tạo: ngày - Nội dung đào tạo: + Giới thiệu mơ hình hệ thống thơng tin dự án + Giới thiệu thiết bị sử dụng hệ thống (bao gồm thiết bị trang bị thiết bị hữu sử dụng) + Thiết lập mơ hình tương đương mơ hình trang bị TTĐK xa, bao gồm toàn thiết bị trang bị Switch Layer3 Switch POP + Thiết lập mơ hình tương đương với mơ hình tỉnh không triển khai TTĐK xa, bao gồm thiết bị trang bị thiết bị có hệ thống - Trên sở mơ hình thiết lập, thực nội dung sau: + Hướng dẫn Cấu hình cho thiết bị SwitchLayer3, Switch POP trang bị gồm: Khai báo thiết bị, Triển khai phân chia Vlan định tuyến VLAN, triển khai kênh riêng, triển khai Spanning-tree, triển khai giải pháp định tuyến tăng tính sẵn sàng hệ thống mạng tính khác thiết bị + Hướng dẫn cấu hình Switch nâng cao 3.9 Tổng hợp yêu cầu kỹ thuật Bảng 3.3 Tổng hợp yêu cầu kỹ thuật TT Tên hạng mục A Cung cấp thiết bị truyền dẫn Switch 24 Port Layer (nguồn DC) Năng lực thiết bị Yêu cầu kỹ thuật - Phải có dung lượng chuyển mạch tối thiểu 288 Gbps - Phải có tốc độ chuyển mạch gói tin tối thiểu 214 Mpps - Có sẵn khả ghép tối thiểu 10 thiết bị vật lý thành 01 thiết bị logic dùng chung 01 tập tin cấu hình - Có sẵn khả ghép tối thiểu 10 thiết bị vật lý thành 01 thiết bị logic với khoảng cách địa lý 02 thiết bị thành viên tối thiểu 70km Giao diện - Có sẵn tối thiểu 24 cổng 10/100/1000BaseT, 04 cổng 1/10GbE SFP 02 cổng 40 GbE QSFP+ Tính layer - Có sẵn giao thức routing: Static, RIPv1/v2 Tính layer - Tối thiểu 14,000 prefixes; 36,000 host routes cho IPv4 unicast routes - Hỗ trợ giao thức routing: OSPFv1/2, IGMP v1/2/3, PIM, BFD, IPv6 - Tối thiểu 12 hardware queue cho port cho QoS Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn TT Tên hạng mục Yêu cầu kỹ thuật - Hỗ trợ QoS Layer 2, Layer 3, - Số lượng MAC address tối thiểu: 32,000 - Số lượng VLAN tối thiểu: 4,092 - Có khả PVLAN - Số lượng port trunk (LAG) tối thiểu: 128 - Số lượng port thành viên tối thiểu cấu hình cho trunk port (LAG): 16 - Hỗ trợ giao thức Spanning Tree Protocol, Rapid Spanning Tree Protocol, Multiple Spanning Tree Protocol - Hỗ trợ DHCP server and relay - Hỗ trợ Link Layer Discovery Protocol–Media Endpoint Discovery (LLDP-MED) - Hỗ trợ IEEE 802.3: 10BASE-T, IEEE 802.3u: 100BASE-T, IEEE 802.3ab: 1000BASE-T, IEEE 802.3z: 1000BASE-X Bảo mật - Hỗ trợ điều khiển truy nhập Access Control List từ Layer đến Layer - Hỗ trợ 802.1X - Hỗ trợ Media Access Control security (MACsec) - Hỗ trợ DHCP snooping Nguồn điện - Nguồn hoạt động 48VDC - Có sẵn nguồn dự phòng 48VDC kèm theo Quản lý - Hỗ trợ quản lý, cấu hình qua Web, CLI, SNMP - Hỗ trợ tính bảo mật: RADIUS, TACACS+, SSH v2 - Có sẵn khả lưu tối thiểu 50 cấu hình gần - Có khả sau lưu cấu hình khơng xác nhận tự động lấy lại cấu hình cũ sau khoảng thời gian (đề phòng trường hợp cấu hình sai) - Có sẵn tính hiển thị băng thơng số gói tin vào giao diện theo giây thời gian thực - Thiết bị có sẵn tính cho phép so sánh cấu hình với cấu hình lưu trữ trước - Thiết bị có sẵn khả kiểm tra thơng báo lỗi cấu hình trước cấu hình kích hoạt Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn TT Tên hạng mục Yêu cầu kỹ thuật - Tối thiểu 02 GB DRAM, 02 GB FLASH Bảo hành hỗ trợ kỹ thuật - Bảo hành phần cứng, phần mềm hỗ trợ kỹ thuật 03 năm Switch 24 Port Layer (nguồn AC) Năng lực thiết bị - Phải có dung lượng chuyển mạch tối thiểu 288 Gbps - Phải có tốc độ chuyển mạch gói tin tối thiểu 214 Mpps - Có sẵn khả ghép tối thiểu 10 thiết bị vật lý thành 01 thiết bị logic dùng chung 01 tập tin cấu hình - Có sẵn khả ghép tối thiểu 10 thiết bị vật lý thành 01 thiết bị logic với khoảng cách địa lý 02 thiết bị thành viên tối thiểu 70km Giao diện - Có sẵn tối thiểu 24 cổng 10/100/1000BaseT, 04 cổng 1/10GbE SFP 02 cổng 40 GbE QSFP+ Tính layer - Có sẵn giao thức routing: Static, RIPv1/v2 Tính layer - Tối thiểu 14,000 prefixes; 36,000 host routes cho IPv4 unicast routes - Hỗ trợ giao thức routing: OSPFv1/2, IGMP v1/2/3, PIM, BFD, IPv6 - Tối thiểu 12 hardware queue cho port cho QoS - Hỗ trợ QoS Layer 2, Layer 3, - Số lượng MAC address tối thiểu: 32,000 - Số lượng VLAN tối thiểu: 4,092 - Có khả PVLAN - Số lượng port trunk (LAG) tối thiểu: 128 - Số lượng port thành viên tối thiểu cấu hình cho trunk port (LAG): 16 - Hỗ trợ giao thức Spanning Tree Protocol, Rapid Spanning Tree Protocol, Multiple Spanning Tree Protocol - Hỗ trợ DHCP server and relay - Hỗ trợ Link Layer Discovery Protocol–Media Endpoint Discovery (LLDP-MED) - Hỗ trợ IEEE 802.3: 10BASE-T, IEEE 802.3u: 100BASE-T, IEEE 802.3ab: 1000BASE-T, IEEE 802.3z: 1000BASE-X Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn TT Tên hạng mục Bảo mật Yêu cầu kỹ thuật - Hỗ trợ điều khiển truy nhập Access Control List từ Layer đến Layer - Hỗ trợ 802.1X - Hỗ trợ Media Access Control security (MACsec) - Hỗ trợ DHCP snooping Nguồn điện - Nguồn hoạt động 220VAC - Có sẵn nguồn dự phòng 220VAC kèm theo Quản lý - Hỗ trợ quản lý, cấu hình qua Web, CLI, SNMP - Hỗ trợ tính bảo mật: RADIUS, TACACS+, SSH v2 - Có sẵn khả lưu tối thiểu 50 cấu hình gần - Có khả sau lưu cấu hình khơng xác nhận tự động lấy lại cấu hình cũ sau khoảng thời gian (đề phòng trường hợp cấu hình sai) - Có sẵn tính hiển thị băng thơng số gói tin vào giao diện theo giây thời gian thực - Thiết bị có sẵn tính cho phép so sánh cấu hình với cấu hình lưu trữ trước - Thiết bị có sẵn khả kiểm tra thơng báo lỗi cấu hình trước cấu hình kích hoạt - Tối thiểu 02 GB DRAM, 02 GB FLASH Bảo hành hỗ trợ kỹ thuật - Bảo hành phần cứng, phần mềm hỗ trợ kỹ thuật 03 năm Switch POP Năng lực thiết bị - Phải có dung lượng chuyển mạch tối thiểu 1.44 Tbps - Phải có tốc độ chuyển mạch gói tin tối thiểu 1.07 Bpps - Có sẵn khả ghép tối thiểu 10 thiết bị vật lý thành 01 thiết bị logic dùng chung 01 tập tin cấu hình - Có sẵn khả ghép tối thiểu 10 thiết bị vật lý thành 01 thiết bị logic với khoảng cách địa lý 02 thiết bị thành viên tối thiểu 70km Giao diện - Có sẵn tối thiểu 24 cổng 1/10Gigabit SFP/SFP+ 04 cổng 40 GbE QSFP+ - Có tối thiểu 02 slot mở rộng Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn TT Tên hạng mục Yêu cầu kỹ thuật - Hỗ trợ mở rộng tối thiểu 72 x 10GbE - Hỗ trợ mở rộng tối thiểu 12 x 40GbE Tính layer - Có sẵn giao thức routing: Static, RIPv1/v2, OSPF, IGMP - Hỗ trợ giao thức routing: BGP, MBGP, IS-IS, MPLS, IPv6 - Hỗ trợ giao thức Data Center Bridging Exchange Protocol, Fibre Channel over Ethernet (FCoE) Tính layer - Tối thiểu 128,000 prefixes 208,000 host routes cho IPv4 unicast routes - Tối thiểu 12 hardware queue cho port cho QoS - Hỗ trợ QoS Layer 2, Layer 3, - Số lượng MAC address tối thiểu: 288,000 - Số lượng VLAN tối thiểu: 4,090 - Có khả Private VLAN - Số lượng port trunk (LAG) tối thiểu: 128 - Số lượng port thành viên tối thiểu cấu hình cho trunk port (LAG): 32 - Hỗ trợ giao thức Spanning Tree Protocol, Rapid Spanning Tree Protocol, Multiple Spanning Tree Protocol Bảo mật - Hỗ trợ điều khiển truy nhập Access Control List từ Layer đến Layer - Hỗ trợ DHCP server and relay - Hỗ trợ Media Access Control Security (MACsec) Nguồn điện - Nguồn hoạt động 220VAC - Có sẵn nguồn dự phòng 220VAC kèm theo Quản lý - Hỗ trợ quản lý, cấu hình qua Web, CLI, SNMP - Hỗ trợ tính bảo mật: RADIUS, TACACS+, SSH v1/2 - Có sẵn khả lưu tối thiểu 50 cấu hình gần - Có khả sau lưu cấu hình khơng xác nhận tự động lấy lại cấu hình cũ sau khoảng thời gian (đề phòng trường hợp cấu hình sai) - Có sẵn tính hiển thị băng thơng số gói tin vào giao diện theo giây thời gian thực Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn TT Tên hạng mục Yêu cầu kỹ thuật - Thiết bị có sẵn tính cho phép so sánh cấu hình với cấu hình lưu trữ trước - Thiết bị có sẵn khả kiểm tra thơng báo lỗi cấu hình trước cấu hình kích hoạt Bảo hành hỗ trợ kỹ thuật - Bảo hành phần cứng, phần mềm hỗ trợ kỹ thuật 03 năm 3.10 Bản vẽ mô tả quy hoạch lưới điện, sơ đồ kết dây hệ thống thông tin truyền dẫn - Phụ lục 4: Quy hoạch phát triển hệ thống điện 110kV giai đoạn 2016-2025, có xét đến 2035 - Phụ lục 5: Sơ đồ kết dây trạm E26.1 Bắc Kạn đến trạm E26.2 Chợ Đồn - Phụ lục 6: Sơ đồ hệ thống thông tin truyền dẫn từ TTĐKX trung tâm điều độ Miền Bắc - Phụ lục 7: Sơ đồ hệ thống thông tin truyền dẫn cho TBA 110kV Bắc Kạn KẾT LUẬN CHƯƠNG Trong chương 3, luận văn trình bày giải pháp xây dựng, cải tạo, nâng cấp TBA 110 kV thành TBA không người trực cho Công ty Điện lực Bắc Kạn Đây giải pháp tích hợp bao gồm hạng mục đầu tư thiết bị cho TBA 110 kV Bắc Kạn Chợ Đồn, hạng mục hệ thống truyền dẫn, viễn thông, thiết bị phụ trợ Thiết kế tổng thể, thiết kế chi tiết kỹ thuật; vấn đề đào tạo nguồn nhân lực, sử dụng chuyển giao công nghệ quan tâm nhằm hồn thiện cơng tác quản lý vận hành lưới điện phân phối Công ty Điện lực Bắc Kạn đến năm 2020 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Các trạm biến áp lưới điện truyền tải cấp điện áp 110 kV, 220 kV 500 kV nước ta trang bị hệ thống tự động hóa mức độ khác nhau, phân thành hai cấp độ hệ thống giám sát, điều khiển: Kiểu truyền thống máy tính Trong đó, trạm giám sát, điều khiển hệ thống máy tính tích hợp (nhiều trạm 220 kV áp dụng từ năm 2000 đến nay) thể rõ ưu vượt trội so với kiểu truyền thống, đặc biệt khả thu thập, xử lý lưu trữ lượng thông tin lớn với mức độ xác cao Việc cải tạo, chuyển đổi trạm có người trực truyền thống sang TBAKNT đòi hỏi phải tính tốn chi tiết, phức tạp, chia thành nhiều giai đoạn để tránh phải cắt điện liên tục, dài ngày Đồng thời, phải đầu tư bổ sung thiết bị giám sát hình ảnh, thiết bị báo cháy tự động, giám sát dầu online cho MBA chính, lọc dầu online cho điều áp (đối với điều áp chưa có lọc dầu), hệ thống bảo vệ an ninh cho trạm… Đề tài “Nghiên cứu lựa chọn giải pháp điều khiển xa cho trạm biến áp 110 kV không người trực Cơng ty Điện lực Bắc Kạn” với mục đích nghiên cứu ứng dụng lựa chọn giải pháp kỹ thuật, kết nối trạm 110 kV khu vực tỉnh Bắc Kạn để thực lộ trình trạm khơng người trực ngành điện, đáp ứng toán tối ưu hóa vận hành lưới điện Các giải pháp đáp ứng yêu cầu thu thập liệu kết nối Trung tâm điều khiển với mức độ khác nhau, tùy theo nhu cầu người sử dụng Đề tài có nghiên cứu, tìm hiểu, đóng góp việc đề xuất xem xét lựa chọn giải pháp cải tạo hợp lý TBA 110 kV thông qua nội dung: - Nghiên cứu tiêu chí kỹ thuật, giao thức truyền thống kết nối quy định hành xây dựng TBA 110 kV không người trực đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, yêu cầu vận hành - Đề xuất giải pháp cho trạm điều khiển truyền thống đảm bảo yêu cầu vận hành từ xa, kết nối liệu đến Trung tâm điều khiển Bắc Kạn - Đưa hạng mục cụ thể thiết bị, qui mô đầu tư; thiết kế tổng thể chi tiết để triển khai thực cải tạo, nâng cấp TBA 110 kV thành TBA không người trực theo định số 1670/QĐ-TTg ngày 8/11/2012 đề án phát triển lưới điện thông minh Việt Nam, có PCBK Kiến nghị Để đẩy mạnh q trình đại hóa hệ thống điện PCBK, chuyển đổi hoàn toàn trạm 110 kV thành không người trực, cần quan tâm tiếp tục vấn đề sau: Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn - Chuẩn hóa thiết kế xây dựng trạm khơng người trực phù hợp quy định, tiêu chuẩn hành - Có kế hoạch chi tiết thực chuyển trạm thành không người trực, hạn chế ảnh hưởng đến vận hành hệ thống hữu, đảm bảo hiệu kinh tế cao - Kết nối đồng với hệ thống SCADA Trung tâm điều độ hệ thống điện theo hướng TBA 110 kV không người trực Do điều kiện khả thời gian có hạn, tài liệu tham khảo hạn chế nên luận văn nêu giải số vấn đề liên quan đến việc lựa chọn giải pháp điều khiển xa cho TBAKNT Công ty Điện lực Bắc Kạn, sau thực tiến hành đánh giá thực tế vận hành từ làm sở tiếp tục thực cho trạm khác Dù cố gắng để hoàn thiện tốt nghiên cứu mình, Đề tài chắn khơng thể tránh khỏi thiếu sót Tác giả mong nhận ý kiến đóng góp Thầy, Cơ giáo, bạn bè đồng nghiệp để Luận văn hoàn thiện hơn, kết nghiên cứu áp dụng thực tế việc hồn thiện cơng tác quản lý vận hành lưới điện Công ty Điện lực Bắc Kạn Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phan Thị Thanh Bình, Hồ Văn Hiến, Nguyễn Hoàng Việt (2004) Thiết kế hệ thống điện Nxb Đại học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh [2] Lê Trung Hải, Phạm Hồng Nam Xây dựng TTĐKX TBA khơng người trực Trung tâm Tư vấn lưới điện - Công ty Cổ phần Tư vấn xây dựng điện [3] Phạm Đăng Thanh (2011) Nghiên cứu cơng nghệ tích hợp để xây dựng hệ thống điều khiển giám sát vận hành trạm biến áp từ xa Luận văn thạc sĩ chuyên ngành mạng hệ thống điện, Đại học Đà Nẵng [4] Nguyễn Văn Viên (2016) Phân tích lựa chọn giải pháp điều khiển từ xa cho TBA 110 kV không người trực tương lai Luận văn thạc sĩ chuyên ngành kỹ thuật điện, Đại học Đà Nẵng [5] Bộ Công Thương Thông tư quy định Quy trình điều độ hệ thống điện Quốc gia ban hành ngày 5/11/2014 kèm theo định số 40/2014/TT – BCT [6] Bộ Cơng Thương Thơng tư quy định Quy trình xử lý cố hệ thống điện quốc gia ban hành ngày 15/09/2014 kèm theo định số 28/2014/TT – BCT [7] Bộ Công Thương Thông tư quy định Quy trình thao tác hệ thống điện quốc gia ban hành ngày 28/11/2014 kèm theo định số 44/2014/TT – BCT [8] Quyết định số 1670/QĐ-TTg ngày 8/11/2012 Thủ tướng Chính Phủ việc “Phê duyệt đề án phát triển lưới điện thông minh Việt Nam” [9] Quyết định số 4602/QĐ-BCT ngày 25/11/2016 Bộ Công thương việc “Phê duyệt Đề án tổng thể phát triển lưới điện thông minh Việt Nam” [10] Quyết định số 1772/QĐ-BCT ngày 18/5/2017 Bộ Công Thương việc phê duyệt “Quy hoạch phát triển Điện lực tỉnh Bắc Kạn giai đoạn 2016-2025 có xét đến 2035 - Quy hoạch phát triển hệ thống điện 110 kV” [11] Quyết định số 55/QĐ-ĐTĐL ngày 22/8/2017 Cục trưởng Cục Điều tiết Điện lực việc ban hành quy định hệ thống điều khiển TBA 500 kV, 220 kV, 110 kV [12] Tiêu chuẩn IEC [13] Website:  Bộ Công thương: http://www.mot.gov.vn/web/guest/home  Cơng ty Điện lực Bắc Kạn: http://pcbackan.npc.com.vn/  Tập đồn điện lực Việt Nam: http://www.evn.com.vn/  Tổng Công ty Điện lực Miền Bắc: http://npc.com.vn/ Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC PHỤ LỤC Phụ lục Nội dung phụ lục Ghi Phụ lục Phụ lục Datalist cho TBA 110kV Bắc Kạn Datalist cho TBA 110kV Chợ Đồn Phụ lục Datalist cho TBA 110kV xây dựng Quy hoạch phát triển hệ thống điện 110kV giai đoạn 2016-2025, có xét đến 2035 Sơ đồ kết dây trạm E26.1 Bắc Kạn đến trạm E26.2 Chợ Đồn Sơ đồ hệ thống thông tin truyền dẫn từ TTĐKX trung tâm điều độ Miền Bắc Phụ lục Phụ lục Phụ lục Phụ lục Sơ đồ hệ thống thông tin truyền dẫn cho TBA 110kV Bắc Kạn Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn ... đích nghiên cứu Đề tài đặt mục tiêu nghiên cứu lựa chọn giải pháp điều khiển xa cho trạm biến áp 110 kV không người trực tỉnh Bắc Kạn Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Các TBA 110 kV không người trực. .. TTĐK xa TBAKNT khu vực Bắc Kạn cần thiết thời điểm Xuất phát từ lý chọn đề tài Nghiên cứu lựa chọn giải pháp điều khiển xa cho trạm biến áp 110 kV không người trực Công ty Điện lực Bắc Kạn ... chức cơng ty Điện lực Bắc Kạn, hạ tầng kỹ thuật TBA 110 kV, hạ tầng mạng truyền dẫn để làm sở quan trọng cho việc thực nghiên cứu lựa chọn giải pháp điều khiển xa cho trạm biến áp 110 kV PCBK chương