[r]
(1)ỨNG DỤNG TỰ ĐỘNG HÓA LƯỚI PHÂN PHỐI TRONG CÔNG TÁC NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN TẠI TỔNG
CÔNG TY ĐIỆN LỰC TP HCM
Lê Hoàng Nhân, Lê Duy Phúc
TTĐĐHTĐ TPHCM
Tóm tắt: Nhiệm vụ xây dựng lưới điện thông minh đại hóa lưới điện 03 mục tiêu hàng đầu mà Tổng Công ty Điện lực TPHCM (EVNHCMC) đề chiến lược phát triển từ năm 2016 – 2020 Trong đó, kỹ thuật tự động hóa lưới điện phân phối (DAS) cách dựđoán phản ứng cách tựđộng với cố
của hệ thống, phần quan trọng Lưới điện thông minh, nhằm nâng cao độ tin cậy lưới điện sử dụng điện hiệu Ngày nay, với phát triển mạnh mẽ công nghệ thông tin công nghệ chế tạo thiết bịđiện, việc áp dụng công nghệ
tự động hóa ngày phổ biến hiệu Các phần mềm có tính FDIR FLISR (tựđộng phát điểm cố, phân tích lập vùng cố tái lập lại nguồn
điện) tương tự tính DAS triển khai rộng giới Các mơ hình DAS EVNHCMC triển khai thí điểm nhiều đơn vị nhằm đưa lựa chọn phù hợp cho lưới điện TPHCM Song song với đó, để triển khai hệ thống DAS quy mơ rộng, địi hỏi cần triển khai song song nhiều thành phần phần mềm, hệ
thống viễn thơng, thiết bị Recloser, RMU có SCADA, Relay… nhằm đảm bảo tính đồng tiến độ mục tiêu đề Yêu cầu làm chủ công nghệ, tự thực triển khai nhiệm vụ quan trọng EVNHCMC quan tâm
1 GIỚI THIỆU
Distribution automation system (DAS) – hệ thống tự động hóa lưới phân phối phần quan trọng Lưới điện thông minh DAS kết hợp lý thuyết kinh nghiệm vận hành thực tiễn, thành tựu việc sử dụng phát triển máy tính, hệ thống viễn thơng, ứng dụng lập trình hệ thống SCADA (hệ thống giám sát, điều khiển thu thập liệu từ xa) hữu
Nguyên lý hoạt động DAS dự ứng dụng lập trình FDIR (Faul
(2)2 Q TRÌNH PHÁT TRIỂN DAS CỦA EVNHCMC
Lưới điện phân phối phần quan trọng hệ thống điện TPHCM để cung cấp điện cho khách hàng Để giảm thời gian điện khu vực điện, EVNHCMC
đã triển khai hệ thống DAS theo giai đoạn khác nhằm tối ưu hóa kinh tế kỹ thuật
Như biết, để thực DAS, cần có hệ thống SCADA tương đối hoàn chỉnh hạ tầng viễn thơng ổn định Điều có nghĩa,
để triển khai hệ thống DAS, cần triển khai đồng nhiều thành phần giai đoạn triển khai: mua sắm trang bị thiết bị, hệ thống SCADA, viễn thơng; xác
định mơ hình triển khai, yêu cầu kỹ thuật vật tư thiết bị, đầu tư hạ tầng viễn thông, đào tạo người cho trình triển khai trình vận hành sau đưa vào hoạt động…
Quá trình trình triển khai DAS EVNHCMC chia làm 03 giai đoạn:
a Giai đoạn 01: 1998 - 2014
Đây giai đoạn lưới điện TPHCM q trình phát triển, cơng cụ
phục vụ giai đoạn sơđồ giấy người công nhân vận hành Trong giai
đoạn này, lưới điện đơn giản, công suất thấp yêu cầu chất lượng cung cấp
điện chưa cao
Trong giai đoạn này, EVNHCMC triển khai lắp đặt hệ thống SCADA trạm truyền tải hồn thiện hạ tầng mạng viễn thơng Tuy nhiên việc áp dụng hiệu chưa cao, điều phù hợp với trình phát triển kinh tế thành phố q trình phát triển cơng nghệ thông tin (CNTT) giới Việc tiếp xúc với tài liệu,
các phần mềm ứng SCADA nhiều khó khăn, giá thành phần mềm cao kỹ
thuật SCADA nhiều giới hạn
Trong giai đoạn này, điều hành viên vận hành sơ đồ SCADA đơn tuyến, giám sát tín hiệu đo lường, trạng thái thiết bị, nhiên việc thao tác xa nhiều hạn chế DAS giai đoạn áp dụng ứng dụng CNTT công tác vận hành lưới điện sử dụng phần mềm PSSE cơng tác tính tốn lưới điện truyền tải, phần mềm PSS ADEPT công tác tính tốn lưới điện trung
hay phần mềm ASPEN Onelinear cơng tác tính tốn Relay… Đây xem
bước đầu tìm hiểu tính DAS ứng dụng tính tốn offline, phục vụ cho cơng tác nghiên cứu lập kế hoạch
b Giai đoạn 02: 2014 - 2016
(3)Bên cạnh đó, lưới điện ngày phát triển, yêu cầu chất lượng cung cấp điện
năng khách hàng ngày cao góp phần thúc đẩy hệ thống SCADA vào công
tác vận hành lưới điện
Đối với hệ thống DAS, năm 2014, EVNHCMC triển khai thí điểm chương trình tự động hóa ứng với nhiều giải pháp Giải pháp DAS tập trung cho
Công ty Điện lực Tân Thuận (tự động hóa cho Recloser) Giải pháp DAS phân
tán cho Cơng ty Điện lực Thủ Thiêm (tựđộng hóa cho RMU) đạt thành công nhiều học quý báu trình triển khai thực vận hành hệ thống
c Giai đoạn 03: 2017 – 2020
Trong đầu năm 2017, EVHCMC đặt mục tiêu hoàn thiện 50% Mini SCADA
10% tự động hóa lưới điện Từ mục tiêu này, EVNHCMC triển khai nhiều kế
hoạch
Từ thành công trình triển khai thí điểm trên, EVNHCMC xác
định mơ hình DAS tập trung phù hợp với lưới điện TPHCM Do tiếp tục triển khai mở rộng cho Công ty Điện lực Tân Thuận Thủ Thiêm, nhiên chức DAS sử dụng chức FDIR phần mềm Survalent
Trong giai đoạn này, EVNHCMC đầu tư nâng cấp hệ thống SCADA nhà
cung cấp Alstom với chức DMS (Distribution Management System – hệ thống
quản lý lưới phân phối) với nhiều chức quản lý lưới phân phối, có chức
năng FLISR (Fault Location, Isolation, Service Restoration) Do EVNHCMC
tiếp tục triển khai ứng dụng DMS cho lưới điện thuộc Công ty Điện lực Củ Chi Duyên Hải
3 CÁC MƠ HÌNH DAS
Trên giới nay, có nhiều mơ hình DAS triển khai với nhiều giải pháp thiết bị vật tư phù hợp EVNHCMC tiến hành triển khai thí điểm nhiều giải pháp nhằm đưa lựa chọn phù hợp cho lưới điện TPHCM Có 02 giải pháp sau:
a Giải pháp DAS phân tán
Giải pháp DAS phân tán EVNHCMC triển khai khu Công nghệ cao
(4)Hình 1: Mạch vịng DAS Điện lực Thủ Thiêm Quy mô thực sau:
Số mạch vòng: 02
Thiết bị:
- 09 RMU hữu hãng Schneider trang bị bổ sung Motor điều khiển, FI RTU T200I có chức tựđộng hóa
- 04 MC trạm ngắt: máy cắt bổ sung 01 RTU T200I nhằm đồng với
các RTU RMU
Giao thức sử dụng:
- Modbus TCP truyền tín hiệu SCADA
- IEC 60870-5-104
Giải pháp truyền thông: giải pháp Wireless 2,4 GHz
Phần mềm SCADA: LA500 hãng Schneider (chỉđể giám sát)
Tính DAS: lập trình logic phân tán thiết bị RTU T200I
Schneider phát triển Tùy theo vị trí khai báo tương ứng Tie, Middle, Feeder
Nhận xét: để thực giải pháp DAS phân tán, đòi hỏi thiết bị phải đồng
hỗ trợ giao thức ngang hàng Modbus TCP hay IEC 61850 Các yêu cầu
(5)cho ngăn, có chức lập trình PLC… u cầu cao hạ tầng truyền thơng Tuy nhiên quy mô áp dụng phạm vi nhỏ, không phối hợp với máy cắt đầu nguồn nhiều trạm, dẫn đến linh hoạt mặt vận hành
Hình 2: Hệ thống viễn thơng Wireless 2,4 GHz - DAS Điện lực Thủ Thiêm
b Giải pháp DAS tập trung
Giải pháp DAS tập trung triển khai thí điểm cho Recloser thuộc Công ty
Điện lực Tân Thuận Hệ thống DAS thí điểm cho Cơng ty Điện lực Tân Thuận dựa vào việc thu thập tín hiệu Recloser tính logic lập trình phần mềm SCADA Survalent Do triển khai nhiều tuyến dây, phối hợp với nhiều nguồn cung cấp, kịch lập trình sẵn phải thay đổi phù hợp tối ưu hóa hệ thống
đểđưa định xác
Hình 3: Mạch vịng DAS Điện lực Tân Thuận Quy mô thực sau:
Số mạch vòng: 02
Thiết bị:
- 05 Recloser (sử dụng tủ F6 & tủ FXD) - Server SCADA, modem 3G, router…
ePMP 1000 Intergrated RMU T200i BTS UPS ePMP 1000 Connectorized 600SS 600SS ePMP 1000 Intergrated PoE PoE UPS SWITCH MSPP TJ1100 ePMP 1000 Connectorized 600SS Monitor Điện lực Thủ Thiêm
Server
Trung tâm Điều độ Hệ
thống điện TP HCM
Trạm 110KV Tăng Nhơn Phú
2.4Gz 2.4Gz
PoE UPS
(6) Giao thức sử dụng: IEC 60870-5-101NG TIN
Giải pháp truyền thơng: giải pháp Modem 3G
Hình 4: Hệ thống viễn thông Modem 3G - DAS Điện lực Tân Thuận
Phần mềm SCADA: Survalent Technology
Tính DAS: xử lý tập trung thơng chức lập trình logic theo kịch
định sẵn chức “Command sequence” phần mềm Survalent
Nhận xét: giải pháp DAS tập trung kết hợp nhiều loại Recloser, RTU máy cắt đầu nguồn mạch vịng thơng qua hệ thống SCADA Tuy nhiên phải
đầu tư thêm thiết bị SERVER/GATEWAY hỗ trợ tính DAS
Do yêu cầu mở rông hệ thống DAS Tân Thuận phải đáp ứng đầy đủ chức tự động hệ thống DAS vận hành hữu 29 tuyến dây cần trang bị Tuy nhiên việc lập trình theo chức lập trình logic thực cho 02 tuyến dây với 05 Recloser 02 máy cắt đầu nguồn Khi mở rộng hệ thống DAS nhiều tuyến dây có 03 nguồn 02 kết hợp nhiều tuyến dây, thuật toán chương trình phức tạp khó giải
Do tính chất phức tạp số lượng nhiều tuyến dây, EVNHCMC lựa chọn giải
pháp trang bị phần mềm DAS có tính FDIR (Fault Detection Isolation Restoration
– phát lỗi, cô lập phần bị lỗi khôi phục lại phần không lỗi) tương
(7)thống DAS với chức FDIR sẽđưa phương thức vận hành tối ưu tựđộng thao tác theo phương thức lựa chọn
Hình 5: Giải pháp DAS tập trung với chức FDIR