Hệ thống Mini SCADA áp dụng cho các trạm biến áp 110 KV miền Bắc

Hệ thống Mini SCADA áp dụng cho các trạm biến áp 110 KV miền Bắc Hệ thống Mini SCADA áp dụng cho các trạm biến áp 110 KV miền Bắc Hệ thống Mini SCADA áp dụng cho các trạm biến áp 110 KV miền Bắc luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

ĐÀO QUANG MINH BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - ĐÀO QUANG MINH HỆ THỐNG ĐIỆN HỆ THỐNG MINI SCADA ÁP DỤNG CHO CÁC TRẠM BIẾN ÁP 110kV MIỀN BẮC LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGÀNH: HỆ THỐNG ĐIỆN 2008 - 2010 Hà Nội – 2010 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐÀO QUANG MINH HỆ THỐNG MINI SCADA ÁP DỤNG CHO CÁC TRẠM BIẾN ÁP 110kV MIỀN BẮC NGÀNH : HỆ THỐNG ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Nguời hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN XUÂN HOÀNG VIỆT Hà Nội – 2010 Mở đầu Chương I: Cơ sở kỹ thuật truyền thông 1.1 Chế độ truyền tải thông tin 1.2 Cấu trúc mạng 1.3 Các tiêu chuẩn thông tin hệ thống điện 13 1.4 Giao thức IEC 61850 20 1.5 Giao thức sử dụng cho việc truyền tin xa 25 1.6 Kết luận 27 Chương II: Hệ thống SCADA ứng dụng Hệ thống điện 28 2.1 Dữ liệu thời gian thực cần thiết 28 2.2 Hệ thống quản lý mạng 29 2.3 Hệ thống liên lạc SCADA 33 2.4 Các chức hệ thống SCADA 39 2.5 Kết luận 44 Chương III: Thực trạng thiết bị, tự động hóa điều khiển lưới điện 110kV Công ty Lưới điện cao miền Bắc quản lý 45 3.1 Giới thiệu chung lưới điện 110kV 45 3.2 Hiện trạng thiết bị hệ thống điều khiển 47 3.3 Kết luận 51 Chương IV: Hệ thống miniSCADA ứng dụng cho trạm 110kV 53 4.1 Mơ hình hệ thống miniSCADA 53 4.2 Kiến trúc hệ thống tích hợp điều khiển trạm 55 4.2.1 Trao đổi thông tin thiết bị hệ thống tích hợp 56 4.2.2 Yêu cầu kỹ thuật hệ thống tích hợp điều khiển trạm 61 4.2.3 Yêu cầu hệ thống máy tính sử dụng trạm 61 4.3 Hệ thống thu thập liệu Công ty Lưới điện cao 62 4.4 Cấu trúc hệ thống trung tâm điều khiển 64 4.5 Giải pháp xây dựng hệ thống điều khiển tích hợp trạm 110kV miền Bắc 67 4.6 Xây dựng hệ thống điều khiển tích hợp cho trạm 110kV Phù Chẩn 71 4.6.1 Tổng quan trạm 110kV Phù Chẩn - Bắc Ninh 71 4.6.2 Giải pháp công nghệ SCADA cho trạm 110kV Phù Chẩn 74 4.6.2.1 Danh sách liệu SCADA 74 4.6.2.2 Giải pháp xây dựng hệ thống tích hợp điều khiển trạm 76 4.7 Kết nối thiết bị hệ thống Mini SCADA 81 4.7.1 Sơ đồ kết nối thiết bị hệ thống 81 4.7.2 Cấu hình hệ thống điều khiển máy tính cho trạm 110kV 83 4.7.3 Các giao diện máy tính hệ thống tích hợp điều khiển trạm 90 4.7.4 Các chức hệ thống tích hợp điều khiển 100 4.8 So sánh cấu trúc hệ thống điều khiển máy tính trạm 110kV với hệ thống điều khiển tích hợp trạm 220kV 101 4.9 Kết luận 103 Chương V: Hiệu mơ hình mini SCADA kiến nghị 104 5.1 Những hiệu mang lại áp dụng mơ hình mini - SCADA 104 5.2 Những khó khăn khai mơ hình miniSCADA 106 5.3 Những kiến nghị 107 TÀI LIỆU THAM KHẢO 108 CÁC PHỤ LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Các chế độ truyền tin Hình 1.2: Cấu trúc point-to-multipoint Trung tâm điều độ Hình 1.3: Cấu trúc bus 10 Hình 1.4: Cấu trúc dạng mạch vịng 11 Hình 1.5: Cấu trúc mạng hình 11 Hình 1.6: Cấu trúc mạng dạng 12 Hình 1.7: Mơ hình kiến trúc OSI 14 Hình 1.8: Các tiêu chuẩn thơng tin liên lạc sử dụng trạm 18 Hình 1.9: Các chuẩn thơng tin liên lạc với bên ngồi trạm 19 Hình 1.10: Xu hướng chuẩn trao đổi thông tin 20 Hình 1.11: Kiến trúc chức IEC 61850 22 Hình 1.12: Các mức phân chia mơ hình thơng tin 23 Hình 1.13: Khái niệm ngăn lộ 24 Hình 1.14: Cấu trúc liệu thông điệp IEC60870-5-101 26 Hình 1.15: Ngăn xếp giao thức IEC60870-5-104 26 Hình 2.1: Chu trình đo lường, thông tin, vận hành hệ thống điện 28 Hình 2.2: Các ứng dụng SCADA 30 Hình 2.3: Cấu trúc phần cứng trung tâm 33 Hình 2.4: Cấu trúc kiểu point - to – point 34 Hình 2.5: Cấu trúc kết nối nối tiếp 34 Hình 2.6: Cấu trúc - nối tiếp 35 Hình 2.7: Cấu trúc kết nối kiểu điểm nhiều điểm (multi-drop) 35 Hình 2.8: Một số kênh liên lạc hệ thống SCADA 37 Hình 2.9: Chức thu thập liệu 40 Hình 2.10: Chức thị trạng thái 40 Hình 2.11: Đo lường giá trị tương tự 41 Hình 2.12: Cơ sở liệu phục vụ cho tính tốn 42 Hình 3.1: Mơ hình thơng tin, phân quyền điều khiển trạm 110kV 50 Hình 4.1: Mơ hình thơng tin tổng thể hệ thống miniSCADA 53 Hình 4.2: Mơ hình thơng tin áp dụng mini SCADA 54 Hình 4.3: Kiến trúc mức trạm biến áp 55 Hình 4.4: Cấu trúc vận hành hệ thống tích hợp 57 Hình 4.5: Mơ hình trao đổi liệu mức 58 Hình 4.6: Lược đồ khái niệm trao đổi thông tin 59 Hình 4.7: Kiến trúc phần cứng hệ thống 63 Hình 4.8: Kiến trúc hệ thống trung tâm quản lý 64 Hình 4.9: Kết cấu hệ thống trung tâm điều khiển 65 Hình 4.10: Mơ hình hệ thống tích hợp cho trạm 68 Hình 4.11: Mơ hình trạm trang bị RTU 69 Hình 4.12: Mơ hình xây dựng hệ thống tích hợp 69 Hình 4.13: Mơ hình hệ thống tích hợp áp dụng 70 Hình 4.14: Sơ đồ nối điện trạm E27.8 phê duyệt 72 Hình 4.15: Giải pháp lắp đặt BCU phía 110kV 77 Hình 4.16: Sơ đồ điều khiển bảo vệ phía 22kV 79 Hình 4.17: Hệ thống chiều, xoay chiều trạm 110kV Phù Chẩn 80 Hình 4.18: Kết nối thiết bị tổng thể hệ thống tích hợp 81 Hình 4.19: Sơ đồ kết nối rơ le bảo vệ BCU phía 110kV 82 Hình 4.20: Sơ đồ kêt nối rơ le bảo vệ phía 22kV 82 Hình 4.21: Khối điều khiển ngăn lộ 6MD63 – Siemens 84 Hình 4.22: Giao diện tổng quan tồn hệ thống điều khiển 91 Hình 4.23: Giao diện tổng quan trạm 110kV Phù Chẩn 92 Hình 4.24: Giao diện ngăn lộ 94 Hình 4.25: Giao diện ngăn lộ máy biến áp 94 Hình 4.26: Màn hình danh sách cảnh báo ngăn lộ 96 Hình 4.27: Giao diện hệ thống AC/DC 98 Hình 4.28: Giao diện rơ le 99 Hình 4.29: Bảng báo cáo thơng số vận hành 100 Hệ thống miniSCADA áp dụng cho trạm biến áp 110kV miền Bắc MỞ ĐẦU Thực trạng hệ thống thông tin trạm 110kV lý chọn đề tài Quá trình sản xuất, truyền tải phân phối điện hệ thống điện Việt Nam (cũng toàn giới) phân bố rộng khắp mặt địa lý Do để vận hành an tồn, ổn định kinh tế phần thiếu trao đổi thông tin Lưới điện 110kV miền Bắc Công ty Lưới điện cao miền Bắc quản lý ngày phát triển, trung bình năm số trạm 110kV tăng khoảng 10 trạm 200km đường dây 110kV Tuy nhiên nhiều trạm xây dựng lâu xây dựng chưa đồng sở vật chất phương tiện phục vụ cho việc trao đổi thông tin vận hành, công tác điều hành cịn thơ sơ chưa đáp ứng với tốc độ phát triển cần thiết cho việc vận hành an toàn, ổn định lưới điện Việc tiếp nhận, phân tích xử lý lưu trữ thơng tin liệu tiến hành thủ công, thông tin cần thiết lưới điện thu thập có yêu cầu cụ thể (ví dụ xảy cố: nhân viên trực vận hành trạm kiểm tra tình trạng thiết bị, khai thác thông tin cố qua rơ le báo cáo cấp điều độ liên quan thông qua điện thoại) dẫn tới kéo dài thời gian xử lý tình Ngồi việc cập nhật thông số chưa diễn thường xuyên có hệ thống, lưu trữ liệu hầu hết vào sổ ghi thông số dẫn đến việc truy xuất liệu cần thiết thời gian phức tạp, chưa kể đến trình độ nhân viên vận hành trạm khác mức độ tin cậy việc truyền đạt, lưu trữ thông tin vận hành vấn đề đáng quan tâm Xuất phát từ thực tiễn công việc, yêu cầu cấp thiết việc theo dõi giám sát, điều khiển thiết bị trạm 110kV nguyên nhân cho việc tìm hiểu nghiên cứu ứng dụng hệ thống miniSCADA cho trạm biến áp 110kV miền Bắc, đề tài luận văn Hệ thống miniSCADA áp dụng cho trạm biến áp 110kV miền Bắc Mục tiêu nghiên cứu đề tài Mục tiêu luận văn tìm hiểu nghiên cứu SCADA áp dụng Hệ thống điện từ dẫn đến việc đề xuất giải pháp kỹ thuật xây dựng hệ thống miniSCADA cho trạm 110kV miền Bắc Để có hệ thống hồn chỉnh phải có nhiều khâu, nhiều phận, nhiều q trình cấu thành Hệ thống SCADA khơng nằm ngồi qui luật Chính vậy, luận văn đề cập tìm hiểu tới thành phần, yếu tố có liên quan trực tiếp đến việc xây dựng hệ thống mini SCADA cho trạm 110kV, với mục đích có nhìn đầy đủ toàn diện Người viết hy vọng qua luận văn tìm hiểu nắm bắt lĩnh vực công nghệ tiên tiến ứng dụng hệ thống điện, tiêu quy định, tiêu chuẩn yêu cầu với thiết bị trạm biến áp EVN với kết từ việc xây dựng hệ thống miniSCADA có thêm kiến thức mới, đề giải pháp cải tạo hệ thống tự động điều khiển, giám sát thu thập liệu cho trạm biến áp 110kV miền Bắc Bố cục luận văn Để thực mục đích nghiên cứu trình bày trên, luận văn trình bày chương phần phụ lục Nội dung cụ thể phần là: Chương 1: "Cơ sở kỹ thuật truyền thơng" trình bày khái niệm việc truyền thông tin Chương tìm hiểu giao thức chuẩn thơng tin liên lạc dùng Hệ thống điện giới thiệu giao thức truyền thông IEC 61850, IEC 60780 -101/104 Chương 2: "SCADA ứng dụng Hệ thống điện" tập trung tìm hiểu cấu trúc hoạt động hệ thống giám sát điều khiển thu nhập liệu SCADA tổng quan Hệ thống điện Chương 3: "Hiện trạng trang thiết bị, tự động hố điều khiển lưới điện 110kV Cơng ty Lưới điện cao miền Bắc quản lý" Chương nêu thực Hệ thống miniSCADA áp dụng cho trạm biến áp 110kV miền Bắc trạng nhu cầu việc xây dựng hệ thống miniSCADA cho lưới điện 110kV khu vực miền Bắc Chương 4: "Hệ thống miniSCADA áp dụng cho trạm 110kV miền Bắc" Tồn chương trình bày giải pháp áp dụng mơ hình miniSCADA cho trạm 110kV miền Bắc xây dựng hệ thống tích hợp điều khiển giám sát cho trạm 110kV Phù Chẩn - Bắc Ninh Chương 5: “Hiệu mơ hình miniSCADA kiến nghị” - chương phân tích lợi ích mang lại triển khai hệ thống miniSCADA trạm 110kV, khó khăn triển khai kiến nghị thực Phần tài liệu tham khảo Phần phụ lục Tôi xin chân thành cảm ơn thầy, cô giáo trường Đại học Bách Khoa Hà Nội truyền thụ kiến thức phương pháp nghiên cứu khoa học, đặc biệt Tiến sĩ Nguyễn Xuân Hoàng Việt đầu tư thời gian, kiến thức kinh nghiệm giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Hệ thống miniSCADA áp dụng cho trạm biến áp 110kV miền Bắc CHƯƠNG I: CƠ SỞ KỸ THUẬT TRUYỀN THƠNG Để kết nối thiết bị với cần phải có phương thức truyền thơng, phần quan trọng hệ thống, góp phần kết nối phần tử hệ thống lại với Đặc biệt Hệ thống điện, khối lượng thông tin cần trao đổi lớn ngày mở rộng, việc kết nối thiết bị mặt phải đảm bảo độ tin cậy đường truyền, mặt phải đáp ứng tốc độ truyền tin Để có nhìn tổng quan phương thức truyền thơng ta tìm hiểu phần sau: 1.1 Chế độ truyền tải thông tin Chế độ truyền tải hiểu phương thức bit liệu chuyển đối tượng truyền thông gồm: - Truyền song song hay nối tiếp - Truyền đồng hay không đồng - Truyền chiều (simplex), hai chiều toàn phần (duplex, full- duplex) hay hai chiều gián đoạn (half- duplex) - Truyền tải dải sở, truyền tải dải mang truyền tải dải rộng 1.1.1 Truyền bit song song truyền bit nối tiếp Truyền bit song song: Phương pháp truyền bit song song dùng phổ biến bus nội máy tính Tốc độ truyền tải phụ thuộc vào số kênh dẫn độ rộng bus song song Việc nhiều bit truyền đồng thời gây trở ngại lớn khoảng cách đối tác truyền thơng tăng lên khó đồng bên thu bên phát, khối lượng dây dẫn sử dụng lớn Chính phạm vi ứng dụng phương pháp truyền hạn chế khoảng cách nhỏ, có yêu cầu cao thời gian tốc độ truyền Truyền bit nối tiếp: Đào Quang Minh Hệ thống miniSCADA áp dụng cho trạm biến áp 110kV miền Bắc Hình 4.24: Giao diện ngăn lộ Trong giao diện bao gồm: - Các tín hiệu cảnh báo ngăn lộ tương ứng - Thông số vận hành ngăn lộ hiển thị hình - Các nút chức để dịch chuyển giao diện Hình 4.25: Giao diện ngăn lộ máy biến áp Thực điều khiển thiết bị Các bước cần thực để điều khiển đóng/cắt thiết bị hệ thống: o Di chuyển chuột đến thiết bị cần thao tác Đào Quang Minh 95 Hệ thống miniSCADA áp dụng cho trạm biến áp 110kV miền Bắc o Nhấn chuột trái lên đối tượng o Chọn ON hay OFF Nếu thiết bị đóng, nút ON mờ Nếu thiết bị mở, nút OFF mờ o Xuất hộp thoại xác nhận lại lệnh thao tác Nhấn vào nút Confirm thực muốn thao tác thiết bị, trước nhấn nút thiết bị chưa thao tác Có thể nhấn nút Cancel để hủy thao tác thiết bị Đào Quang Minh 96 Hệ thống miniSCADA áp dụng cho trạm biến áp 110kV miền Bắc Tín hiệu cảnh báo Cảnh báo đưa với thông tin phân loại rõ ràng, nguyên nhân gây ra,… để người sử dụng nhanh chóng xác định xử lý tình Cảnh báo list kiện đưa theo thứ tự thời gian, bao gồm thông tin sau: - Ngày xảy cảnh báo - Tên, nhóm thiết bị - Tên riêng yếu tố gây cảnh báo - Mô tả sơ lược tình cảnh báo Hình 4.26: Màn hình danh sách cảnh báo ngăn lộ Khi tín hiệu cảnh báo xảy hệ thống, giao diện HMI mơ Annuciator có nhấp nháy đổi màu để báo hiệu Người vận hành thực thao tác xác nhận tín hiệu, giải trừ tín hiệu cảnh báo Các tín hiệu cảnh báo xảy hệ thống ghi nhận thể tương ứng bảng kiện (Alarm List) Đào Quang Minh 97 Hệ thống miniSCADA áp dụng cho trạm biến áp 110kV miền Bắc CHỨC NĂNG NÚT Xác nhận tín hiệu cảnh báo Giải trừ tín hiệu cảnh báo, sau xác nhận tín hiệu cảnh báo Biển báo, biển cấm (Tagging) Trong tường hợp tách thiết bị để sửa chữa, xử lý cố, để đảm bảo an tồn cho người thực phải có hệ thống cảnh báo cấm đóng điện thao tác thiết bị có liên quan đến cơng việc thực Hệ thống cho phép đặt biển báo, biển cấm máy cắt, dao cách ly,… Đào Quang Minh 98 Hệ thống miniSCADA áp dụng cho trạm biến áp 110kV miền Bắc Giao diện hệ thống chiều, xoay chiều: Hình 4.27: Giao diện hệ thống AC/DC Đào Quang Minh 99 Hệ thống miniSCADA áp dụng cho trạm biến áp 110kV miền Bắc Giao diện rơ le: Hình 4.28: Giao diện rơ le Lập báo cáo vận hành Chức truy vấn thông tin đo lường lập báo cáo vận hành thực máy tính Kỹ Thuật (Engineering PC) thực in báo cáo qua nút Start hình Thơng qua phần mềm Excel với khuôn biểu định sẵn, nhân viên vận hành truy vấn sở liệu khứ để lập báo cáo thông số vận hành trạm Thông số cần lập báo cáo bao gồm: - Thông số vận hành - Thông số Max/Min - Thơng tin RAM, CPU,… máy tính hệ thống - Thông số ngăn lộ đường dây, MBA Đào Quang Minh 100 Hệ thống miniSCADA áp dụng cho trạm biến áp 110kV miền Bắc Hình 4.29: Bảng báo cáo thơng số vận hành 4.7.4 Các chức hệ thống tích hợp điều khiển Sau xây dựng hệ thống điều khiển trạm, chức mà hệ thống thực để là: - Điều khiển đóng cắt thiết bị tự chỗ từ xa - Tự động đóng lặp lại đường dây trung áp 22kV - Tạo khóa liên động mềm thiết bị thông qua trao đổi thông tin trực tiếp IEDs mức ngăn - Giám sát thông số vận hành tất ngăn lộ trạm theo giá trị tức thời - Lưu trữ tự động liệu vào hệ thống máy tính trạm hiển thị thơng số hình phịng điều khiển - Thực cảnh báo tượng bất thường, cố thiết bị thao tác không hợp lệ nhân viên vận hành - Lưu trữ hiển thị thông số, ghi cố - Tự động cập nhật truyền tải tất thông tin vận hành lên Trung tâm điều độ miền Bắc Điều độ Công ty Điện lực Bắc Ninh Đào Quang Minh 101 Hệ thống miniSCADA áp dụng cho trạm biến áp 110kV miền Bắc 4.8 So sánh cấu trúc hệ thống điều khiển máy tính trạm 110kV với hệ thống điều khiển tích hợp trạm 220kV Hiện miền Bắc có 20 trạm biến áp 220kV, tất trạm trang bị hệ thống điều khiển tích hợp Về cấu trúc hệ thống hai loại trạm có đặc điểm giống riêng biệt, cụ thể: Đào Quang Minh 102 Hệ thống miniSCADA áp dụng cho trạm biến áp 110kV miền Bắc Điểm tương đồng: + Các thiết bị nhị thứ cấu trúc tích hợp phân làm mức: mức trường, mức ngăn lộ mức trạm + Nguyên tắc trao đổi liệu mức (phân luồng liệu) từ mức trường, mức ngăn lộ đến mức trạm chiều ngược lại + Được trang bị phần mềm chức (về tổng quát) tương tự Điểm khác biệt: + Do trạm 220kV có tính chất quan trọng, liên quan đến ổn định hệ thống cấp điện cho phụ tải (khi xảy cố 01 ngăn lộ điện nhiều trạm 110kV) trạm 220kV thiết kế hệ thống tích hợp theo kiến trúc dự phịng nóng (Redundant) Có thể nhận thấy cấu trúc phần cứng hệ thống tích hợp (các Server, HIM, rơ le bảo vệ phía 220kV…) có số lượng lớn gấp đôi so với trạm 110kV Kết nối mạng theo dạng Client/Server - Khách/Chủ, tất máy tính đồng thời thu thập liệu, máy tính vừa máy chủ thu thập liệu xử lý máy khách, máy tính xử lý bị hỏng chuyển sang máy cịn lại mà khơng làm ảnh hưởng đến trình vận hành thiết bị + Số lượng thiết bị phụ trợ, chức hệ thống để thu thập thông tin lớn so với trạm 110kV yêu cầu thông tin lớn, thông số đăc biệt lưu ý vận hành + Do phân cấp quyền điều khiển thiết bị ngăn lộ thuộc trạm 220kV trực tiếp thuộc quyền điều khiển Trung tâm điều độ miền mơ hình SCADA khơng có Điều độ miền Một số cấu trúc hệ điều khiển tích hợp trạm 220kV áp dụng (phụ lục kèm theo) Trạm 220kV Đồng Hới - Quảng Bình Trạm 220kV Yên Bái - Yên Bái Đào Quang Minh 103 Hệ thống miniSCADA áp dụng cho trạm biến áp 110kV miền Bắc 4.9 Kết luận Như vây chương đưa mơ hình tổng thể hệ thống mini SCADA áp dụng cho trạm 110kV miền Bắc, hệ thống bao gồm Trung tâm điều khiển (Ax, Bx), Trung tâm quản lý vận hành Công ty lưới điện cao miền Bắc Hệ thống tích hợp điều khiển trạm Các trạm 110kV miền Bắc đa dạng thiết bị trình hình thành phát triển theo thời gian nhiều hãng cấp hàng khác Mặt khác tất trạm 110kV thuộc Công ty Lưới điện cao miền Bắc chưa áp dụng mơ hình mini SCADA thiết kế xây dựng cần có khảo sát kỹ có phương án xây dựng cho phù hợp để giảm chi phí sản xuất, mang lại hiệu cao Trong chương IV tiến hành xây dựng hệ thống tích hợp điều khiển, giám sát trạm 110kV Phù Chẩn - Bắc Ninh, trạm xây dựng nhiên chưa có thiết kế hệ thống tích hợp mơ hình miniSCADA Căn vào thiết bị điều khiển bảo vệ lắp đặt, đưa phương án lắp đặt BCU, lựa chọn cấu hình phần cứng, phần mềm sử dụng thiết kế giao diện đồ họa sử dụng vận hành trạm Cũng chương IV, nhận thấy khác biệt, tầm quan trạm 220kV so với trạm 110kV qua việc so sánh tổng thể cấu hình hệ thống tích hợp điều khiển Đào Quang Minh 104 Hệ thống miniSCADA áp dụng cho trạm biến áp 110kV miền Bắc CHƯƠNG V: HIỆU QUẢ CỦA MÔ HÌNH MINI SCADA VÀ CÁC KIẾN NGHỊ 5.1 Những hiệu mang lại áp dụng mơ hình miniSCADA Hiện nay, nước giới việc áp dụng hệ thống SCADA vào Hệ thống điện tất cấp điện áp Và Việt nam, áp dụng mơ hình tự động hóa trạm triển khai trạm cấp điện áp 500kV, 220kV bước thực lưới điện 110kV, lưới điện phân phối Với tính mình, việc xây dựng hệ thống miniSCADA trạm 110kV mang lại lợi ích, hiệu thiết thực dàng nhận thấy đặc biệt với tình hình vận hành hệ thống nay: Ghóp phần nâng cao tính ổn định Hệ thống điện: Trong năm gần đây, phát triển mạnh mẽ thành phần kinh tế đặc biệt ngành công nghiệp sản xuất dẫn tới nhu cầu phụ tải tăng cao (trung bình năm gần 20%), việc triển khai dự án phát triển nguồn điện chậm, số nhà máy nhiệt điện Quản Ninh, Cẩm Phả, Hải Phòng đưa vào khai thác độ ổn định không cao, cộng với việc thời tiết diễn biến thất thường nhà máy thủy điện khơng có nước để phát điện dẫn tới việc thiếu nguồn trầm trọng tháng vừa qua năm 2010 Việc điều tiết công suất, sản lượng để tránh tan rã hệ thống đặt lên hàng đầu Hệ thống miniSCADA với khả đáp ứng thời gian thực giúp điều độ viên nắm thông số ngăn lộ trung áp, cao áp qua có định sa thải ngăn lộ để đảm bảo lượng công suất khu vực phân bổ Trung tâm điều độ Hệ thống điện quốc gia, Hệ thống điện miền tính tốn Bên cạnh việc thao tác tách thiết bị thực cách nhanh chóng (thay thao tác thủ công tay nay) Giảm tổn thất kỹ thuật: Với khả hỗ trợ thao tác hình HMI cách đơn giản thuận tiện giúp người vận hành thực thao tác nhanh việc điều chỉnh điện áp, xa thải phụ tải với máy biến áp tải… Đào Quang Minh 105 Hệ thống miniSCADA áp dụng cho trạm biến áp 110kV miền Bắc Với hệ thống điều khiển máy tính dẫn tới việc thao tác thiết bị máy tính phịng điều khiển nâng cao điều kiện an toàn cho người vận hành đặc biệt thao tác thiết bị trời điều kiện thời tiết xấu tránh thao tác nhầm thiết bị thông qua hệ thống cảnh báo, liên động… Do việc thực thao tác thực trung tâm điều độ dẫn tới số lượng nhân viên vận hành trạm cho ca trực cần 01 người thay 02 người tức triển khai mơ hình trạm bán người trực, làm giảm chi chí quản lý vận hành Trong tương lai, việc triển khai chương trình SCADA áp dụng với tất trạm, trung tâm điều độ có đủ khả đáp ứng yêu cầu điều khiển hệ thống vi mơ việc theo dõi, giám sát thơng số, điều khiển thiết bị trạm thực trung tâm điều khiển tức chuyển sang mơ hình trạm khơng người trực Đào Quang Minh 106 Hệ thống miniSCADA áp dụng cho trạm biến áp 110kV miền Bắc Trong mơ hình tất thao tác thực trung tâm điều khiển (Điều độ Công ty Điện lực Trung tâm điều độ miền thiết bị phân cấp quyền điều khiển) 5.2 Những khó khăn khai mơ hình miniSCADA Trang thiết bị trạm 110kV cũ: Tại chương IV tóm tắt thực trạng trang thiết bị quản lý vận hành trạm 110kV miền Bắc Công ty Lưới điện cao miền Bắc quản lý nay, việc nhiều trạm thiết bị cũ (được xây dựng từ năm 1975), số trạm hệ thống rơ le dẫn tới việc triển khai hệ thống miniSCADA khó khăn, đặc biệt hệ thống điều khiển trạm Vốn đầu tư xây dựng: Việc triển khai thực mơ hình ngồi vốn đầu tư thay thiết bị cũ tiền mua sắm thiết bị cho mơ hình triển khai, dẫn tới tổng vốn đầu tư xây dựng cho toàn trạm 110kV lớn, trở ngại cho việc triển khai hệ thống tự động hóa trạm Con người có khả làm chủ công nghệ: Bên cạnh việc đầu tư trang thiết bị công nghệ đại vấn đề đặt người vận hành có đủ khả làm chủ công nghệ vận hành hệ thống tích hợp an tồn, hiệu Hiện nay, trình độ thực tế công nhân vận hành trạm chưa đồng đều, có chênh lệch lớn khu vực đồng miền núi, đặc biệt trình độ sử dụng thiết bị cơng nghệ thơng tin cịn yếu, gây lãng phí đầu tư sử dụng, vấn đề đặt triển khai chương trình Sự đầu tư không đồng dự án, lắp đặt thiết bị trạm triển khai hệ thống thu thập, giám sát liệu, điều khiển trình… gói thầu xé lẻ đơn vị thi cơng khác dẫn tới thời gian hồn thành khơng trùng khớp thơng thường hệ thống tự động hóa chậm Đào Quang Minh 107 Hệ thống miniSCADA áp dụng cho trạm biến áp 110kV miền Bắc 5.3 Những kiến nghị Việc triển khai hệ thống tự động hóa Hệ thống điện nói chung trạm 110kV điều tất yếu, với thực tế lưới điện nay, tình hình kinh tế, để thực chương trình tác giả luận văn đưa số kiến nghị sau: Có kế hoạch bước triển khai hệ thống tự động hóa trạm khu vực, có giai đoạn, mốc thời gian hồn thành Thay hệ thống thiết bị cũ, thời gian vận hành lâu năm thiết bị đặc biệt hệ thống rơ le bảo vệ kỹ thuật số, tiên tiến Đầu tư triển khai đồng dự án, lắp đặt hệ thống điều khiển tích hợp tất trạm đưa vào vận hành lắp đặt hệ thống điều khiển trung tâm phòng Điều độ Công ty Điện lực theo kế hoạch lập Có kế hoạch đào tạo người: trực ca vận hành trạm đặc biệt điều độ viên lưới điện phân phối, Điều độ miền để đáp ứng với giai đoạn nay, giai đoạn trạm bán người trực không người trực tương lai Đào Quang Minh 108 Hệ thống miniSCADA áp dụng cho trạm biến áp 110kV miền Bắc TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Đình Long (2004), Tự động hóa hệ thống điện, Đại học Bách Khoa Hà Nội, Hà Nội Trần Đình Long (2000), Bảo vệ hệ thống điện, NXB KH&KT, Hà Nội Nguyễn Hồng Thái - Vũ Văn Tẩm (2001), Rơ le số lý thuyết ứng dụng, nhà xuất giáo dục, Hà nội Tập đoàn Điện lực Việt nam (2003) - Quy định tiêu chuẩn hệ thống điều khiển tích hợp trạm biến áp 500kV, 220kV, 110kV Lưu Hồng Việt (2009), Cơ sở hệ thống truyền thông công nghiệp, Đại học Bách Khoa Hà nội, Hà Nội Phạm Thượng Hàn (2007), Hệ thống thông tin công nghiệp, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Trung tâm điều độ Hệ thống điện Quốc gia (2002), Quy trình điều độ hệ thống điện Đào Đức Thịnh (2010), Bài giảng hệ thống SCADA tự động hóa trạm biến áp, Đại học Bách Khoa Hà Nội Tập đoàn điện lực Việt Nam (2008), Quy định xây dựng quản lý vận hành thiết bị SCADA trạm biến áp nhà máy điện 10 Siemens (2005), Sicam SAS substation Automation 11 ABB (2004), Substation Automation and Protection ABB Utility Automation 12 Areva (2005), Substation Automation Solution (SAS) 13 Peter Rietmann, Petra Reinhardt - ABB Switzerland (2006), Applying IEC 61850 to Substation Automation Systems 14 Ram Prakash Gupta (2008), Substation Automation Using IEC61850 Standard Đào Quang Minh 109 ... bị trạm 11 0kV nguyên nhân cho việc tìm hiểu nghiên cứu ứng dụng hệ thống miniSCADA cho trạm biến áp 11 0kV miền Bắc, đề tài luận văn Hệ thống miniSCADA áp dụng cho trạm biến áp 11 0kV miền Bắc. .. áp dụng cho trạm biến áp 11 0kV miền Bắc trạng nhu cầu việc xây dựng hệ thống miniSCADA cho lưới điện 11 0kV khu vực miền Bắc Chương 4: "Hệ thống miniSCADA áp dụng cho trạm 11 0kV miền Bắc" Toàn chương... phổ biến hệ thống SCADA Đặc biệt cáp quang cho phép truyền với tốc độ cao độ tin cậy lớn Đào Quang Minh 38 Hệ thống miniSCADA áp dụng cho trạm biến áp 11 0kV miền Bắc 2.4 Các chức hệ thống SCADA