Ứng dụng phần mềm SYS500 DMS600 để phân tích nâng cao hiệu quả vận hành lưới điện phân phối tỉnh thừa thiên huế

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ TRƯƠNG NGUYÊN HÙNG C C R L T ỨNG DỤNG PHẦM MỀM SYS500/DMS600 ĐỂ PHÂN TÍCH VÀ NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TỈNH THỪA THIÊN HUẾ DU Chuyên ngành : Kỹ thuật điện LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2019 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ TRƯƠNG NGUYÊN HÙNG C C R L T ỨNG DỤNG PHẦM MỀM SYS500/DMS600 ĐỂ PHÂN TÍCH VÀ NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TỈNH THỪA THIÊN HUẾ DU Chuyên ngành : Kỹ thuật điện Mã số: 852.02.01 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Người hướng dẫn khoa học: GS.TS Lê Kim Hùng Đà Nẵng - Năm 2019 C C DU R L T MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cam đoan Mục lục Tóm tắt luận văn Danh mục chữ viết tắt Danh mục hình Danh mục bảng MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VÀ ĐÁNH GIÁ VỀ HỆ THỐNG SCADA/DMS TẠI CÔNG TY ĐIỆN LỰC THỪA THIÊN HUẾ 1.1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG SCADA/DMS TẠI CÔNG TY ĐIỆN LỰC THỪA THIÊN HUẾ C C 1.1.1 Phương thức truyền thông R L T 1.1.2 Giao thức truyền thông 1.1.3 Thiết bị đầu cuối từ xa – RTU (Remote Terminal Unit) DU 1.1.4 Thiết bị Phịng điều khiển trung tâm 1.1.5 Các phần mềm hệ thống 1.1.6 Khả mở rộng hệ thống SCADA 1.2 ĐÁNH GIÁ VIỆC KHAI THÁC HỆ THỐNG SCADA/DMS TẠI CÔNG TY ĐIỆN LỰC THỪA THIÊN HUẾ 1.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU PHẦN MỀM SCADA/DMS VÀ TÌM HIỂU CÁC CHỨC NĂNG CHÍNH CỦA DMS 10 2.1 PHẦN MỀM SCADA 10 2.2 PHẦN MỀM DMS 24 2.2.1 Giao diện vận hành 24 2.2.2 Các chức 25 2.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 36 CHƯƠNG III: TÍNH TỐN, PHÂN TÍCH LĐPP THỪA THIÊN HUẾ 37 3.1 XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU CHO PHẦN MỀM DMS 37 3.2 XÂY DỰNG LƯỚI ĐIỆN THỰC TẾ 46 3.3 PHƯƠNG THỨC VẬN HÀNH CƠ BẢN CỦA LƯỚI ĐIỆN THỪA THIÊN HUẾ 53 3.4 TÍNH TỐN, PHÂN TÍCH LƯỚI ĐIỆN TỈNH THỪA THIÊN HUẾ 55 3.4.1 Quản lý cấu trúc lưới điện 55 3.4.2 Tính tốn phân tích lưới điện 56 3.4.3 Quản lý cố 61 3.4.4 Lập kế hoạch cắt điện (viết phiếu thao tác) 62 3.4.5 Đánh giá, đề xuất giải pháp nâng cao hiệu vận hành LĐPP 63 3.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG 64 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN C C DU R L T ỨNG DỤNG PHẦM MỀM SYS500/DMS600 ĐỂ PHÂN TÍCH NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TỈNH THỪA THIÊN HUẾ Học viên: Hà Trương Nguyên Hùng Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện Mã số: 60.52.02.02 Khóa: K34 Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN Tóm tắt - Đề án phát triển lưới điện thông minh (Smart Grid) Việt Nam theo định 1670/QĐ-TTg ngày 08 tháng 11 năm 2012 với mục tiêu tổng quát Phát triển lưới điện thông minh với công nghệ nâng cao chất lượng lưới điện, phát triển kinh tế Để đáp ứng mục tiêu trên, giải pháp đưa lộ trình Phát triển lưới điện triển khai hồn chỉnh hệ thống SCADA/DMS Công ty Điện lực Với việc đầu tư trang bị hệ thống SCADA/DMS Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế, tìm hiểu hệ thống SCADA/DMS, làm chủ công nghệ quan trọng, đặc biệt tập trung vào việc khai thác chức DMS để tính tốn, phân tích lưới điện để nâng cao lực quản lý vận hành, xây dựng cấu trúc lưới điện hợp lý, nâng cao ĐTTCCĐ cho lưới điện Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế việc cần thiết Nghiên cứu với mục đích tìm hiểu, sử dụng thành thục phần mềm SCADA/DMS vào việc giám sát, phân tích lưới điện để có nhìn tổng quan lưới điện thực tế Cơng ty Điện lực Thừa Thiên Huế, để nâng cao hiệu vận hành LĐPP Công ty C C R L T Từ khóa - SCADA/DMS, Lưới điện thông minh, Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế, GIS, Dự báo phụ tải, phân tích lưới điện DU USE SYS500/DMS600 FOR ANALYSIS AND IMPROVING OPERATING EFFICIENCY IN THUA THIEN HUE DISTRIBUTING NETWORK Abstract - Smart Grid development project in Vietnam according to Decision 1670/QD-TTg dated November 8, 2012 with the overall goal of developing smart grid with modern technology to improve the quality of power grids, economic development To meet the above goal, one of the solutions given in the Grid Development Plan is to fully deploy the SCADA/DMS system at Power Companies of EVN With the investment in equipping SCADA/DMS system at Thua Thien Hue Power Company, it is important to learn SCADA/DMS system, knowing deeply the technology of SCADA/DMS, especially focusing on exploiting the functions of DMS to calculate and analyze the power grid to improve the capacity of operation management, power reliability, improve the grassroots electricity market for the electrical grid of Thua Thien Hue Power Company is a very necessary task This research aims to understand and master the use of SCADA/DMS software in the monitoring and analysis of the grid to get an overview of the actual grid at Thua Thien Hue Power Company, in order to further improve the operating efficiency of Thua Thien Hue Power Network Keywords - SCADA/DMS, Smart Grid, Thua Thien Hue Power Company, GIS, Load forecast, Network Analysis DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT SCADA - Supervisory Control And Data Acquisition, hệ thống điều khiển giám sát thu thập liệu DMS - Distribution Management System, Hệ thống quản lý LĐPP NIT - Network Import Tool, công cụ import liệu vào DMS LĐPP - Lưới điện phân phối ĐTCCCĐ - Độ tin cậy cung cấp điện PCTTH - Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế LBS - Load break Switch, dao cắt có tải OLTE - Optical line Terminal, thiết bị đầu cuối cáp quang PCM - Pulse code Module, thiết bị mã hõa xung RTU - Remote terminal Unit, thiết bị đầu cuối RMU - Ring Main Unit, thiết bị đóng cắt mạch vịng HMI - Human Machine Interface, giao diện Người - Máy DCL/DTĐ - Dao cách ly/Dao tiếp đất MC - Máy cắt CB - Circuit Breaker/ Máy cắt, aptomat BCU - Bay Control Unit MV/LV - Medium Voltage/ Low Voltage, Trung thế/Hạ (MBA) HV/MV - High Voltage/Medium Voltatge, Cao thế/Trung (MBA) C C DU R L T DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Cấu trúc hệ thống SCADA/DMS Hình 1.2: Mơ hình kết nối RTU với hệ thống SCADA Hình 2.1: Màn hình HMI 12 Hình 2.2: Các cửa sổ giao diện HMI 13 Hình 2.3: Tiêu đề cửa sổ 13 Hình 2.4: Khu vực hiển thị thông tin cảnh báo 14 Hình 2.5: Sơ đồ giám sát truyền thông TBA 110kV 15 Hình 2.6: Sơ đồ sợi TBA 110kV 16 Hình 2.7: Ngăn xuất tuyến TBA 17 Hình 2.8: Ngăn MC tổng 18 C C Hình 2.9: Giám sát máy biến áp 19 Hình 2.10: Màn hình giám sát Rơ-le F87 20 R L T Hình 2.11: Màn hình giám sát hệ thống nguồn AC 21 Hình 2.12: Màn hình giám sát hệ thống nguồn DC 22 DU Hình 2.13: Màn hình giám sát truyền thông thiết bị IED 23 Hình 2.14: Màn hình giám sát báo cháy, chống xâm nhập 23 Hình 2.15: Hiển thị sơ đồ sợi lưới điện TBA 25 Hình 2.16: Tiến trình xử lý chức quản lý cố 35 Hình 3.1: Dữ liệu từ ArcGIS 37 Hình 3.2: Dữ cập nhật từ excel 37 Hình 3.3: Yêu cầu bắt điểm lưới điện 38 Hình 3.4: Yêu cầu bắt điểm lưới 38 Hình 3.5: Mơ tả việc cập nhật liệu lưới điện vào DMS 39 Hình 3.6: Mơ tả liên kết CSDL SQL liệu đầu vào 40 Hình 3.7: Lưới điện ArcGIS sau biên tập 47 Hình 3.8: Bảng thuộc tính lớp đường dây 22kV 47 Hình 3.9: Bảng thuộc tính lớp Recloser 49 Hình 3.10: Bảng thuộc tính lớp MBA phân phối 50 Hình 3.11: Cơng cụ Network Import Tool 51 Hình 3.12: Lưới điện sau cập nhật vào DMS600 WS 52 Hình 3.13: Sơ đồ sợi TBA 110kV E7 DMS 52 Hình 3.14: Dữ liệu thuộc tính MBA lưu vào CSDL DMS 53 Hình 3.15: Dữ liệu thuộc tính dây dẫn lưu vào CSDL DMS 53 Hình 3.16: Tơ màu lưới điện xuất tuyến 56 Hình 3.17: Tìm hướng từ tải đến nguồn ngược lại 57 Hình 3.18: Bảng kết tính trào lưu cơng suất ngắn mạch 57 Hình 3.19: Hiển thị mức mang tải xuất tuyến 58 Hình 3.20: Hiển thị tổn thất điện áp theo xuất tuyến 59 Hình 3.21: Hiển thị phối hợp BVRL XT 471 61 Hình 3.22: Bảng đề xuất cô lập cố 62 Hình 3.23: Bảng tổng hợp điện 62 Hình 3.25: Báo cáo điện thực thao tác mẫu 63 Hình 3.26: Kết mơ việc thao tác theo kế hoạch 63 C C DU R L T DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1: Mô tả liệu dây dẫn 40 Bảng 3.2: Mô tả liệu MBA nguồn 41 Bảng 3.3: Mô tả liệu thông số ngắn mạch đầu nguồn 44 Bảng 3.4: Mô tả liệu MBA phân phối 44 Bảng 3.5 Thông số đường dây xây dựng file Excel 48 Bảng 3.6 Thư viện FCO xây dựng file Excel 49 Bảng 3.7 Dữ liệu phụ tải xây dựng file Excel 50 Bảng 3.8 Kết tính tốn cơng suất xuất tuyến TBA 110kV E7 57 Bảng 3.9 Kết tính tốn điện áp XT TBA 110kV E7 59 Bảng 3.10 Kết tính tốn ngắn mạch XT TBA 110kV E7 61 C C DU R L T thời gian thực, cho thấy DMS công cụ đắc lực hỗ trợ cho Nhân viên vận hành việc vận hành lưới điện, nâng cao hiệu công tác quản lý vận hành LĐPP tỉnh Từ việc tính tốn phân tích lưới điện thực tế, đề xuất số giải pháp phù hợp để nâng cao hiệu vận hành LĐPP khảo sát Việc xây dựng lưới điện chưa hoàn nên số chức khác tái cấu trúc lưới điện, tối ưu hóa Điện áp – CSPK (Vol-Var control) hay chức Automatic Restoration (tự động cô lập, khôi phục có cố) chưa thử nghiệm C C R L T DU 65 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Nội dung luận văn nghiên cứu ứng dụng phần mềm SCADA/DMS vào việc vận hành LĐPP tỉnh Thừa Thiên Huế, trình thực đạt kết sau: Nêu đặc điểm cấu trúc hệ thống SCADA/DMS sử dụng Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế đánh giá hiệu hệ thống Tìm hiểu chức phần mềm SCADA/DMS đặc biệt chức phần mềm DMS việc tính tốn, phân tích lưới điện vận hành theo thời gian thực, giúp NVVH có nhìn tổng quát LĐPP có từ đưa giải pháp nhằm nâng cao hiệu vận hành cho LĐPP Đã thực số toán vận hành chức Quản lý cấu trúc lưới điện theo kết lưới trạng thái lưới (tổn thất điện áp, khả bảo vệ Rơ-le v.v.); tốn trào lưu cơng suất phân tích ngắn mạch; phân tích định vị, lập khơi phục cố, chức dự báo ước lượng phụ tải v.v Qua đánh giá tình trạng vận hành lưới điện đề xuất số giải pháp nhằm nâng cao hiệu vận hành LĐPP C C R L T DU Trong trình thực hiện, với việc hạn chế mặt liệu nên số chức chưa thử nghiệm chức Tự động khơi phục có cố (Automatic Restoration) tương tự DAS, chức tái cấu trúc lưới điện hay tìm kết lưới tối ưu (Network Reconfiguration), chức tối ưu Điện áp – CSPK (Vol-Var Control) v.v Để phát huy hiệu quả, tính phần mềm cần phải tiếp tục hoàn thiện sở liệu lưới điện toàn lưới điện tỉnh Đưa vào vân hành thực chức như: Quản lý cấu trúc lưới điện; tính tốn trào lưu cơng suất; báo cáo tổn thất cơng suất tổn thất điện năng; dự báo phụ tải; tính tốn ngắn mạch; Lập kế hoạch cắt điện (viết phiếu thao tác); thống kê điện, số ĐTCCCĐ nâng cao hiệu vận hành lưới điện Việc thống mơ hình hóa lưới điện theo chuẩn CIM tiêu chuẩn quan trọng mà DMS có từ liên kết liệu SCADA/DMS với chương trình quản lý khác để tận dụng nguồn tài nguyên thông tin chương trình 66 Qua tìm hiểu ứng dụng phần mềm giúp tác giả hiểu sâu cấu trúc, chức hệ thống SCADA/DMS Việc xây dựng lưới điện thực tế vào chương trình thử nghiệm sử dụng số tốn tính tốn trào lưu cơng suất, tính tốn ngắn mạch, quản lý cố Qua hy vọng góp phần Cơng ty điện lực Thừa Thiên Huế, nơi học viên công tác khai thác hiệu phần mềm việc quản lý, vận hành lưới điện Định hướng phát triển đề tài: Do khn khổ đề tài có giới hạn kiến thức thân nhiều hạn chế nên luận văn thực số phương pháp, toán Trong tương lai, hệ thống, thiết bị điều khiển giám sát lưới điện hoàn thiện, đề tài tiếp tục nghiên cứu, áp dụng thêm chức khác, liên kết với phần mềm hỗ trợ OMS, PMIS, CMIS để đáp ứng yêu cầu ngày cao lưới điện hình thành nên lưới điện thơng minh (Smart Grid) C C R L T DU 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS.TS Lê Kim Hùng Đoàn Ngọc Minh Tú (1998), Bảo vệ Rơ-le Tự động hóa hệ thống điện, Nhà xuất Giáo Dục, Hà Nội [2] PGS.TS Lê Kim Hùng ThS.Đoàn Ngọc Minh Tú, Giáo trình ngắn mạch hệ thống điện [3] Quyết định số 1670/QĐ-TTg ngày tháng 11 năm 2012 việc “Phê duyệt đề án phát triển Lưới Điện Thơng Minh Việt Nam” thủ tướng Chính phủ [4] DMS600 System overview, 2014, ABB [5] DMS600 Operation Manual, 2014, ABB [6] Protective Rơ-le Setting, N/A , Schineider Electric C C [7] Estimation of load and generation peaks in residential neighbourhoods with R L T BIPV: bottom-up simulations vs Velander, 2014, Speaker: Satori Igor; Otiz Joana; Salom Jaume; Dar Usman Ijaz DU 68 C C U D R L T C C DU R L T C C DU R L T C C DU R L T C C DU R L T C C DU R L T C C DU R L T C C DU R L T C C DU R L T C C DU R L T C C DU R L T ... TRƯƠNG NGUYÊN HÙNG C C R L T ỨNG DỤNG PHẦM MỀM SYS500/ DMS600 ĐỂ PHÂN TÍCH VÀ NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TỈNH THỪA THIÊN HUẾ DU Chuyên ngành : Kỹ thuật điện Mã số: 852.02.01 LUẬN... cho lưới điện tỉnh Thừa Thiên Huế C C - Tính tốn phân tích lưới điện tỉnh Thừa Thiên Huế R L T Đặt tên đề tài: Căn vào mục tiêu nhiệm vụ nêu đề tài đặt tên: ? ?Ứng dụng phần mềm SYS500/ DMS600 để phân. .. quản lý, vận hành phân tích, đánh giá lưới điện phân phối (LĐPP) Được đưa vào vận hành năm 2010, hệ thống SCADA/DMS Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế góp phần nâng cao lực vận hành lưới điện Công