NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN XA CÁC THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT TRÊN LƯỚI TRUNG ÁP THUỘC CÔNG TY CỔ PHẦN ĐIỆN LỰC KHÁNH HÒA

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA DUY MẠNH TÂN NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN XA CÁC THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT TRÊN LƯỚI TRUNG ÁP THUỘC CÔNG TY CỔ PHẦN ĐIỆN LỰC KHÁNH HÒA LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2017 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA DUY MẠNH TÂN NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN XA CÁC THIẾT BỊ ĐĨNG CẮT TRÊN LƯỚI TRUNG ÁP THUỘC CƠNG TY CỔ PHẦN ĐIỆN LỰC KHÁNH HÒA Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 60 52 02 02 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGÔ VĂN DƯỠNG Đà Nẵng - Năm 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả luận văn Duy Mạnh Tân TRANG TÓM TẮT LUẬN VĂN NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN XA CÁC THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT TRÊN LƯỚI TRUNG ÁP THUỘC CƠNG TY CỔ PHẦN ĐIỆN LỰC KHÁNH HỊA Học viên : Duy Mạnh Tân Mã số: 60520202 Khóa: K33 Chuyên ngành : Kỹ thuật điện Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN Tóm tắt – Cơng ty Cổ phần Điện lực Khánh Hòa đầu tư hệ thống giám sát, điều khiển thu thập liệu lưới điện 110kV, nhiên phần lưới điện trung áp chưa đầu tư triển khai công nghệ Do vậy, tác giả nghiên cứu xây dựng hệ thống giám sát điều khiển xa thiết bị đóng cắt lưới trung áp thuộc Cơng ty Cổ phần Điện lực Khánh Hòa, cụ thể Recloser LBS nhằm mục đích áp dụng vào thực tế để rút ngắn thời gian thao tác thời gian xử lý cố lưới trung áp, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện, đồng thời giúp cho công tác quản lý vận hành lưới điện khả khai thác tiện ích hệ thống giám sát, điều khiển xa lưới điện ngày tốt hơn, tạo điều kiện để tăng suất lao động Nội dung nghiên cứu bao gồm nghiên cứu xây dựng sở liệu giao diện người – máy phần mềm Survalent; nghiên cứu xây dựng sở liệu giao thức IEC 60870-5-104 cho thiết bị Recloser, LBS nghiên cứu đề xuất xây dựng đường truyền 3G APN từ thiết bị đóng cắt Trung tâm điều khiển Từ khóa – Cơng ty Cổ phần Điện lực Khánh Hịa; Survalent; Recloser; LBS; giám sát điều khiển xa RESEARCHING ON BUILDING SCADA SYSTEM FOR SWITCHGEAR ON MEDIUM VOLTAGE GRID IN KHANH HOA POWER JOINT STOCK COMPANY Abstract - Khanh Hoa Power Joint Stock Company has been investing in Supervisory Control And Data Acquisition (SCADA) system of 110kV grid, while the medium voltage grid has not yet been implemented that technology Therefore, the author researched on building SCADA system of switchgear on medium voltage grid of Khanh Hoa Power Joint Stock Company, namely the Recloser and LBS, for practical purposes to shorten the operation time to shorten operation time as well as troubleshooting time on the medium voltage grid, improve the reliability of power supply, and help management and operation of the grid as well as the ability to exploit the benefits of SCADA on the grid better and better, enabling conditions to increase labor productivity Research contents include database research and human-machine interface with Survalent software; database research using IEC 60870-5-104 protocol for Recloser, LBS ; research and propose building 3G APN communication line from switchgears to Control center Key words - Khanh Hoa Power Joint Stock Company; Survalent; Recloser; LBS; SCADA MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN TRANG TÓM TẮT LUẬN VĂN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Bố cục CHƯƠNG - TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GIÁM SÁT, ĐIỀU KHIỂN LƯỚI ĐIỆN THUỘC ĐIỆN LỰC KHÁNH HÒA 1.1 GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN ĐIỆN LỰC KHÁNH HỊA 1.1.1 Lịch sử hình thành, lĩnh vực kinh doanh cấu tổ chức 1.1.2 Quản lý vận hành 1.1.2.1 Nguồn điện 1.1.2.2 Lưới điện 1.2 TỔNG QUAN VỀ TRUNG TÂM ĐIỀU KHIỂN THUỘC CÔNG TY CỔ PHẦN ĐIỆN LỰC KHÁNH HÒA 1.2.1 Các khối chức 1.2.2 Các giao thức sử dụng để kết nối SCADA lưới điện KHPC 10 1.3 HIỆN TRẠNG CÁC TRẠM BIẾN ÁP 110KV KHÔNG NGƯỜI TRỰC VÀ CÁC THIẾT BỊ ĐƯỢC ĐIỀU KHIỂN XA 11 1.4 KẾT LUẬN 11 CHƯƠNG - NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT ĐỂ THỰC HIỆN VIỆC GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN CÁC THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT TỪ XA 13 2.1 TỔNG QUAN 13 2.2 NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP PHẦN MỀM SURVALENT 13 2.2.1 Tổng quan 13 2.2.2 Trình bày lý thuyết giải pháp cấu hình sở liệu qua STC Explorer 14 2.2.2.1 Giới thiệu thành phần để xây dựng sở liệu 14 2.2.2.2 Các bước tạo biến 14 2.2.2.3 Chức bảo mật (Security Function) 21 2.2.3 Lý thuyết giải pháp xây dựng HMI SmartVU 23 2.2.3.1 Giới thiệu SmartVU 23 2.2.3.2 Tạo phần tử Map 24 2.2.3.3 Vẽ Map 30 2.3 NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CẤU HÌNH GIAO THỨC IEC 60870-5-104 CHO RTU CÁC RECLOSER NULEC, LBS JINKWANG HIỆN CĨ TRÊN LƯỚI ĐIỆN KHÁNH HỊA 31 2.3.1 Recloser Nulec 31 2.3.1.1 Sơ lược Recloser Nulec 31 2.3.1.2 Phần mềm WSOS cấu hình giao thức IEC 60870-5-104 cho tủ điều khiển ADVC 31 2.3.2 LBS Jinkwang 33 2.3.2.1 Sơ lược LBS Jinkwang 33 2.3.2.2 Phần mềm FTU Man cấu hình giao thức IEC 60870-5-104 cho tủ điều khiển FTU-P200 33 2.4 NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP KỸ THUẬT TRUYỀN THÔNG TIN CHO HỆ THỐNG GIÁM SÁT ĐIỀU KHIỂN XA 35 2.4.1 Hệ thống thơng tin sóng vơ tuyến 35 2.4.2 Hệ thống thông tin sóng vi ba 35 2.4.3 Hệ thống thông tin tải ba 36 2.4.4 Hệ thống cáp quang điện lực 36 2.4.5 Hệ thống leased – line thuê bao riêng 36 2.4.6 Hệ thống Internet ADSL/IP 36 2.4.7 Hệ thống di động 2G, GPRS, 3G 36 2.4.7.1 Mơ hình thu thập cơng tơ qua 2G 37 2.4.7.2 Mơ hình điều khiển thu thập liệu thiết bị đóng cắt qua 3G/GPRS… 37 2.4.8 HỆ THỐNG DI ĐỘNG 3G CÓ SỬ DỤNG APN (ĐIỂM TRUY CẬP) RIÊNG 38 2.4.8.1 Mơ hình giải pháp 38 2.4.8.2 Đánh giá 39 2.5 KẾT LUẬN 39 CHƯƠNG - ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG ĐỘ TIN CẬY, THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT TRÊN LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP KHÁNH HÒA VÀ GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY BẰNG GIÁM SÁT, ĐIỀU KHIỂN XA 40 3.1 HIỆN TRẠNG 40 3.1.1 Chỉ tiêu độ tin cậy cung cấp điện SAIDI 40 3.1.2 Các thiết bị có khả kết nối SCADA chưa kết nối 43 3.2 ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY BẰNG GIÁM SÁT, ĐIỀU KHIỂN XA 47 3.2.1 Tại TTĐK-KHPC 48 3.2.2 Tại vị trí thiết bị đóng cắt lưới điện trung áp 50 3.2.3 Xây dựng kênh truyền kết nối từ thiết bị đóng cắt đến TTĐK 50 3.3 KẾT LUẬN 52 CHƯƠNG - XÂY DỰNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT, ĐIỀU KHIỂN XA CÁC THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT TRÊN LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP THUỘC ĐIỆN LỰC KHÁNH HÒA 53 4.1 XÂY DỰNG HỆ CƠ SỞ DỮ LIỆU TRÊN PHẦN MỀM SURVALENT 53 4.2 MÔ PHỎNG GIAO DIỆN HMI TRÊN PHẦN MỀM SURVALENT 65 4.3 XÂY DỰNG TẬP TIN CƠ SỞ DỮ LIỆU THEO GIAO THỨC IEC 60870-5-104 CHO RECLOSER NULEC VÀ LBS JINKWANG 68 4.3.1 Xây dựng tập tin sở liệu theo giao thức IEC 60870-5-104 cho tủ điều khiển ADVC 68 4.3.2 Xây dựng tập tin sở liệu theo giao thức IEC 60870-5-104 cho tủ điều khiển FTU-P200 71 4.4 CÁC CHỨC NĂNG CỦA HỆ THỐNG GIÁM SÁT, ĐIỀU KHIỂN XA CÁC THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT TRÊN LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP 74 4.5 HIỆU QUẢ CỦA HỆ THỐNG 76 4.6 KẾT LUẬN 77 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (BẢN SAO) BẢN SAO KẾT LUẬN CỦA HỘI ĐỒNG, BẢN SAO NHẬN XÉT CỦA CÁC PHẢN BIỆN DANH MỤC CÁC BẢNG Số bảng 1.1 2.1 2.2 2.3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 Tên bảng Trang Chi tiết khối lượng thiết bị, đường dây Điện lực quản lý Mô tả Editor Window Toolbar Mô tả Edit Parts Toolbar Mô tả Draw Item Toolbar Số khách hàng KHPC tăng trưởng năm 2016 Thời gian trung bình thực thao tác thiết bị để bảo trì bảo dưỡng Thời gian trung bình thực thao tác thiết bị để xử lý cố Bảng tính SAIDI giảm BTBD XLSC dự kiến năm áp dụng hệ thống Số lượng thiết bị Recloser, LBS có khả kết nối SCADA Điện lực Bảng chi tiết vị trí thiết bị Danh sách liệu Recloser LBS 24 26 27 40 41 41 43 43 44 49 DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu hình 1.1 1.2 1.3 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 2.10 2.11 2.12 2.13 2.14 2.15 2.16 2.17 2.18 2.19 2.20 2.21 2.22 2.23 2.24 2.25 2.26 2.27 2.28 2.29 2.30 2.31 2.32 Tên hình Trang Sơ đồ cấu tổ chức Công ty Cổ phần Điện lực Khánh Hòa Sơ đồ hệ thống điện phân phối Khánh Hịa Mơ hình hệ thống SCADA KHPC tảng phần mềm Survalent Giao diện STC Explorer Tập hợp Station Cửa sổ New Station Tạo Communication Line Cửa sổ New Communication Line Tạo RTU Cửa sổ RTU Tạo Status Point Cửa sổ New Status Point Tab Telemetry Tab Alarms Tạo analog point Cửa sổ analog point Cửa sổTelemetry analog point Cửa sổ Alarm analog point Cửa sổ Zone Cửa sổ Zone Group Cửa sổ User Rights Cửa sổ User Giao diện Smart VU Tạo màu cố định Mô máy cắt cắt Mặt trước RTU Recloser Nulec Giao diện phần mềm WSOS Giao diện Tool Configurable Protocol Mặt trước RTU LBS Jinkwang Giao diện phần mềm FTU Man Giao diện Tool cấu hình liệu giao thức IEC 60870-5-104 Truyền dẫn điểm tới điểm Truyền dẫn nhiều điểm Mơ hình thu thập cơng tơ qua 2G Mơ hình thu thập liệu qua 3G/GPRS 14 15 15 16 16 17 17 18 18 19 19 20 20 20 21 21 22 22 23 23 28 29 31 32 32 33 34 34 35 35 37 37 Số hiệu hình 2.33 3.1 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 4.10 4.11 4.12 4.13 4.14 4.15 4.16 4.17 4.18 4.19 4.20 4.21 4.22 4.23 4.24 4.25 4.26 4.27 4.28 4.29 4.30 4.31 4.32 4.33 4.34 4.35 4.36 4.37 Tên hình Trang Mơ hình thu thập liệu qua 3G sử dụng APN riêng Mơ hình giải pháp VPN Tạo Zone tương ứng với Điện lực trực thuộc Tạo Zone Group tương ứng với Điện lực trực thuộc Tạo Station tương ứng với Điện lực trực thuộc Tạo Station chủng loại thiết bị Recloser, LBS Tạo Station Recloser Tạo Station LBS Tạo biến Commline Status cho Recloser Tạo biến RTU Status cho Recloser Tạo biến Commline Status cho LBS Tạo biến RTU Status cho LBS Tạo Commline cho thiết bị Recloser Tạo RTU cho thiết bị Recloser Tạo Commline cho thiết bị LBS Tạo RTU cho thiết bị LBS Tạo biến Status cho Recloser Tab General cửa sổ Status Point Recloser Tab Telemetry cửa sổ Status Point Recloser Tab Alarm cửa sổ Status Point Recloser Tạo biến Status LBS Tab General cửa sổ Status Point LBS Tab Telemetry cửa sổ Status Point LBS Tab Alarm cửa sổ Status Point LBS Tạo biến Analog Recloser Tab General cửa sổ Analog Point Recloser Tab Telemetry cửa sổ Analog Point Recloser Tab Alarm cửa sổ Analog Point Recloser Tạo biến Analog LBS Tab General cửa sổ Analog Point LBS Tab Telemetry cửa sổ Analog Point LBS Tab Alarm cửa sổ Analog Point LBS dựng thư viện Color cho hệ thống Xây dựng thư viện Symbol cho hệ thống Xây dựng thư viện PMacro cho hệ thống Giao diện sơ đồ hệ thống điện trung áp KHPC Giao diện sơ đồ điện phân phối khu vực E27-EBT-EBD-E28 Giao diện HMI Recloser Giao diện HMI LBS 38 51 53 53 55 55 56 56 57 57 57 58 58 58 59 59 60 60 60 61 61 61 62 62 62 63 63 63 64 64 64 65 65 66 66 67 67 68 68 35 Cyclic (chu kỳ lấy tín hiệu cho MME) ; Scale (chọn tỉ lệ cho MME); Deadband (dãi nhiễu cho MME) 2.4 NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP KỸ THUẬT TRUYỀN THÔNG TIN CHO HỆ THỐNG GIÁM SÁT ĐIỀU KHIỂN XA [1] Sau nghiên cứu, tìm hiểu kênh truyền thơng, tác giả nhận thấy sử dụng hệ thống truyền tin sau để thực việc giám sát, điều khiển xa : 2.4.1 Hệ thống thông tin sóng vơ tuyến Đây hình thức truyền tin hỗ trợ điểm đa điểm hình 2.29, hình 2.30 Loại kênh truyền có số nhược điểm như: phụ thuộc vào thời tiết, vào địa hình (trong khu vực thành phố có nhiều nhà cao tầng chất lượng kênh bị ảnh hưởng), có tốc độ kết nối thấp Việc sử dụng dải tầng phải đăng ký với quan quản lý, chi phí đầu tư cao Hình 2.29 Truyền dẫn điểm tới điểm Hình 2.30 Truyền dẫn nhiều điểm 2.4.2 Hệ thống thơng tin sóng vi ba Tín hiệu viba tín hiệu có tần số từ GHz trở lên thường coi nằm dải tần số từ 1-30 GHz, xem thuộc vùng tần số từ 1-300Hz với bước sóng từ 1-30cm Một điểm đáng ý kênh truyền hoạt động phạm vi đến 70km, cho dải thông cao Tuy nhiên giống hình thức truyền dẫn sóng vơ tuyến khác, bị giới hạn địa hình, phải đăng ký với quan quản lý, chi phí đầu tư cao 36 2.4.3 Hệ thống thông tin tải ba Hệ thống truyền thông sử dụng tuyến đường dây truyền lượng để làm mơi trường truyền dẫn tín hiệu Nhược điểm độ rộng băng tần thấp, dùng để truyền thông tin khoảng cách trung (từ 20 ÷ 100 km) khoảng cách dài (từ 100 ÷ 500 km), Tuy nhiên chi phí đầu tư cho hệ thống cao 2.4.4 Hệ thống cáp quang điện lực Hiện hầu hết trạm biến áp đường dây truyền tải 110kV xây dựng trang bị đường truyền cáp quang bên dây chống sét loại OPGW ADSS dùng riêng cho hệ thống SCADA WAN Trung tâm điều độ, Trung tâm điều khiển Công ty Điện lực Tuy nhiên hệ thống điện lưới trung áp, việc đầu tư đường truyền cáp quang tốn khối lượng lớn gây lãng phí hệ thống cáp quang dành riêng cho vận hành hệ thống điện trung áp 2.4.5 Hệ thống leased – line thuê bao riêng Đường leased-line đường thuê bao riêng, nhà cung cấp dịch vụ viễn thơng cấp Leased-line hình thức truyền thông đồng hai điểm Đối với leased-line sử dụng nhiều dịch vụ điện thoại, truyền liệu, dịch vụ internet Việc dùng hệ thống đường truyền làm tăng chi phí vận hành 2.4.6 Hệ thống Internet ADSL/IP Trong phạm vi thành phố lớn, hình thức truy cập internet tốc độ cao phổ biến Tuy nhiên sử dụng hệ thống đường truyền tính an tồn bảo mật bị hạn chế Do kênh truyền SCADA/DMS sử dụng hình thức truyền dẫn sau trang bị thiết bị mã hóa theo chuẩn Quốc tế (CIP-NERC) nhằm đảm bảo liệu khơng thể bị xâm nhập từ bên ngồi 2.4.7 Hệ thống di động 2G, GPRS, 3G Các nhà cung cấp dịch vụ di động MobiPhone, Vinaphone hay Viettel cung cấp hình thức truy cập Ta hình thành mạng IP tảng sóng điện thoại nhà cung cấp dịch vụ di động Cũng hình thức truyền dẫn qua mạng công cộng khác, thiết bị đầu cuối phải trang bị hệ thống mã hóa theo chuẩn Quốc tế (CIP-NERC) nhằm đảm bảo liệu bị xâm nhập Một số mơ hình triển khai : 37 2.4.7.1 Mơ hình thu thập cơng tơ qua 2G Hình 2.31 Mơ hình thu thập công tơ qua 2G Server spider.cpc.vn trang bị 01 IP public (địa Internet), công tơ DCU lắp đặt 01 SIM GSM (IP động) để kết nối server thông qua môi trường Internet Dữ liệu từ công tơ truyền trực tiếp server 2.4.7.2 Mô hình điều khiển thu thập liệu thiết bị đóng cắt qua 3G/GPRS Hình 2.32 Mơ hình thu thập liệu qua 3G/GPRS M2M Gateway trang bị 01 IP public (địa Internet), Recloser lắp đặt 01 SIM GSM (IP động) để kết nối M2M Gateway thông qua môi trường Internet SCADA Server kết nối với M2M Gateway để thông tin với thiết bị đóng cắt Việc truyền thơng qua mơi trường GSM thể ưu điểm giá thành đầu tư, dễ dàng lắp đặt vận hành so với phương án truyền thông trước viba, UHF, đảm bảo nhu cầu sản xuất kinh doanh điện vận hành lưới điện Tuy nhiên nay, EVN ban hành Quy định đảm bảo an toàn, an ninh thông tin hoạt động ứng dụng Công nghệ thơng tin Tập đồn Điện lực Quốc 38 gia Việt Nam kèm theo định số 1109/QĐ-EVN ngày 10/11/2015 yêu cầu đơn vị thành viên cần có biện pháp để tăng cường cơng tác an tồn, an ninh thơng tin, hạn chế sử dụng truyền thông qua môi trường Internet Đồng thời, ngành điện nói chung Cơng ty Cổ phần Điện lực Khánh Hịa nói riêng có nhu cầu ngày cao liệu đo đếm, trạng thái vận hành thiết bị lưới trung (độ ổn định, tần số thu thập liệu ngắn ), giải pháp có số hạn chế sau: + Tốc độ truyền phụ thuộc nhiều vào tốc độ Internet + Tín hiệu qua nhiều thiết bị nhiều nhà cung cấp dịch vụ (GSM, Internet) nên độ trễ cao, ổn định + Hệ thống sử dụng môi trường truyền dẫn Internet nên dễ bị công trái phép vào server trung tâm ứng dụng SCADA, đo xa + SIM GSM không thiết lập IP tĩnh (dùng IP động), nên thiết bị (công tơ, DCU, recloser, ) thực kết nối trung tâm server phải lưu lại địa IP trì kết nối liên tục với SIM, chiếm dụng tài nguyên server 2.4.8 Hệ thống di động 3G có sử dụng APN (điểm truy cập) riêng 2.4.8.1 Mơ hình giải pháp Hình 2.33 Mơ hình thu thập liệu qua 3G sử dụng APN riêng 39 Với giải pháp thiết lập đường truyền GSM sử dụng APN riêng, thiết bị đầu cuối (DCU, cơng tơ, Recloser, ) gắn 01 SIM GSM có IP tĩnh server trung tâm kết nối vào IP backbone nhà cung cấp dịch vụ GSM (Mobifone) thông qua leased line SIM GSM Dữ liệu truyền hoàn toàn bên mạng nhà cung cấp dịch vụ GSM không môi trường Internet 2.4.8.2 Đánh giá - Dữ liệu truyền/ nhận từ server trung tâm đến thiết bị đầu cuối hoàn toàn môi trường truyền dẫn nhà cung cấp dịch vụ GSM, không môi trường Internet nên đảm bảo: + Yêu cầu bảo mật: Các điểm bên ngồi APN riêng khơng thể kết nối đến điểm bên APN riêng, liệu không qua môi trường Internet nên không bị công trái phép từ bên ngoài; + Đảm bảo độ ổn định cao độ trễ thấp thiết lập chế ưu tiên cho gói tin bên mạng truyền dẫn nhà cung cấp dịch vụ GSM, đồng thời không phụ thuộc vào tốc độ Internet; - Các SIM GSM thiết lập IP tĩnh nên server khơng phải trì kết nối thường xun, giải phóng tài nguyên server; - Nhà mạng cung cấp công cụ theo dõi trạng thái thuê bao nên hỗ trợ xác định xác nguyên nhân kết nối với thiết bị đầu cuối (phân biệt nguyên nhân SIM, 3G modem, thiết bị đầu cuối); - Giá trị đầu tư giá trị thuê dịch vụ giải pháp sử dụng môi trường truyền thông GSM 2.5 KẾT LUẬN Chương trình bày giải pháp phần mềm Survalent, cụ thể tính xây dựng sở liệu TTĐK để đồng với liệu thiết bị đóng cắt lưới qua Station, Commline, RTU phần mềm STC Explorer; khả tạo kiểu màu, biểu tượng, Pmacro, vẽ sơ đồ, từ xây dựng giao diện HMI tương ứng với thiết bị phần mềm SmartVU kết nối vào sở liệu STC Explorer; khả cấu hình biến trạng thái, đo lường, điều khiển qua giao thức IEC 60870-5-104 cho thiết bị Recloser Nulec LBS Jinkwang phần mềm WSOS, FTUMan Bên cạnh thực việc đánh giá phân tích ưu nhược giải pháp kỹ thuật truyền thông tin cho hệ thống giám sát điều khiển xa mà ưu việt giải pháp 3G sử dụng APN riêng Những sở cho thấy việc xây dựng hệ thống giám sát điều khiển xa cho thiết bị đóng cắt lưới trung áp Điện lực Khánh Hịa lý thuyết hồn tồn khả thi Tuy nhiên cịn phải xem xét cụ thể trạng lưới điện trung áp Khánh Hòa nào, số lượng thiết bị làm sao, có ứng dụng giải pháp hay không Vấn đề tiếp tục nghiên cứu chương 40 CHƯƠNG - ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG ĐỘ TIN CẬY, THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT TRÊN LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP KHÁNH HÒA VÀ GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY BẰNG GIÁM SÁT, ĐIỀU KHIỂN XA 3.1 HIỆN TRẠNG 3.1.1 Chỉ tiêu độ tin cậy cung cấp điện SAIDI SAIDI số thời gian điện trung bình lưới điện phân phối, SAIDI tính tổng thời gian điện kéo dài khách hàng sử dụng điện chia cho tổng số khách hàng sử dụng điện theo công thức sau: n ∑T K i SAIDI = i =1 K i (3.1) (phút/KH) Trong đó: Ti : Thời gian điện kéo dài 05 phút lần thứ i; Ki : Số khách hàng sử dụng điện bị ảnh hưởng lần điện kéo dài 05 phút lần thứ i; n : Số lần điện kéo dài 05 phút; K : Tổng số khách hàng sử dụng điện đơn vị phân phối khu vực tính tốn Sau tiến hành thu thập liệu, tác giả thống kê công tác cố xảy KHPC năm 2016 sau : - 3310 vụ điện, 3254 xuất tuyến bị điện lâu dài, 139 xuất tuyến điện thoáng qua - Trong 3310 vụ điện có 460 vụ thay đổi kết lưới, 1973 vụ công tác lưới điện, 748 vụ cố 129 vụ xử lý cố - Tổng sản lượng không cung cấp 260 940 kWh - Tổng thời gian điện lâu dài khách hàng năm 2016 n Ti Ki = 414 914 256 phút i - Số khách hàng tăng trưởng trình bày Bảng 3.1 Bảng 3.1 Số khách hàng KHPC tăng trưởng năm 2016 Thời gian 01-2016 02-2016 03-2016 04-2016 05-2016 06-2016 Số khách hàng KHPC (kh) 332 778 333 807 334 335 335 651 336 124 338 530 Thời gian 07-2016 08-2016 09-2016 10-2016 11-2016 12-2016 Số khách hàng KHPC (kh) 339 917 341 187 342 428 344 035 345 036 346 027 41 - Số khách hàng trung bình năm 2016 : K = ( 332 778 + 333 807 + 334 335 + 335 651 + 336 124 + 338 530 + 339 917 + 341 187 + 342 428 + 344 035 + 345 036 + 346 027 ) / 12 = 339 155 ( khách hàng) - Dùng cơng thức 3.1 để tính số SAIDI năm 2016 cho KHPC : n ∑T K i SAIDI = i i =1 K = 414914256 = 1223,378(p hút/KH) 339155 - Để tính SAIDI năm áp dụng hệ thống giám sát, điều khiển xa, ta giả thiết số lần thao tác, cố số khách hàng năm ứng dụng hệ thống giống năm 2016 Thời gian trung bình thực thao tác thiết bị để bảo trì bảo dưỡng (BTBD) xử lý cố (XLSC) trình bày bảng 3.2 3.3 Bảng 3.2 Thời gian trung bình thực thao tác thiết bị để bảo trì bảo dưỡng STT Nội dung Di chuyển ĐĐV lệnh thao tác Người thao tác thực lệnh Trả lệnh kết thúc thao tác Tổng thời gian Thời gian thực Thời gian thực theo truyền thống thao tác từ xa(phút) (phút) 10 0,25 0,5 0,25 15 Bảng 3.3 Thời gian trung bình thực thao tác thiết bị để xử lý cố STT Nội dung Lấy thông tin cố Báo thông tin cố ĐĐV thực thao tác phân đoạn cố ĐĐV lệnh thao tác qua điện thoại Người thao tác thực lệnh Trả lệnh kết thúc thao tác Đóng lại MC/Recloser ĐĐV lệnh thao tác qua điện thoại Người thao tác thực lệnh Trả lệnh kết thúc thao tác Thời gian Thời gian thực thực theo truyền thao tác từ xa thống (phút) (phút) 0,25 1 1 0,25 0,5 0,25 1 0,25 0,5 0,25 42 ĐĐV thực khôi phục phân đoạn cố ĐĐV lệnh thao tác qua điện thoại 0,25 10 Người thao tác thực lệnh 0,5 11 Trả lệnh kết thúc thao tác 0,25 12 Tổng thời gian di chuyển 13 Tổng thời gian 16 3,25 SAIFI tính tổng số khách hàng bị điện kéo dài chia cho tổng khách hàng sử dụng điện khu vực, theo công thức sau: n ∑K SAIFI = i =1 i (3.2) (lần/KH) K Số khách hàng trung bình cho lần điện năm 2016 tính theo cơng thức sau: KHTB2016 = SAIFI x Tổng khách hàng Số lần cắt điện (𝐾𝐻) (3.3) Thời gian trung bình lần điện cho khách hàng năm 2016 tính công thức sau : TTB2016 = SAIDI x Tổng khách hàng Số lần cắt điện x KHTB2016 (phút/KH) (3.4) Thời gian trung bình lần điện cho khách hàng dự báo năm ứng dụng tính theo cơng thức sau : TTBnud = TTB2016 - thời gian thao tác theo truyền thống + thời gian thao tác từ xa (phút/KH) (3.5) SAIDI dự báo năm ứng dụng tính theo cơng thức sau : SAIDInud = TTBnud x KHTB2016 x Số lần cắt điện Tổng số khách hàng (phút/KH) (3.6) SAIDI giảm tính theo cơng thức sau : SAIDI giảm = SAIDI2016 – SAIDI nud (phút/KH) (3.7) Sử dụng công thức 3.2 đến 3.7 , ta tính số SAIDI giảm bảng 3.4 43 Bảng 3.4 Bảng tính SAIDI giảm BTBD XLSC dự kiến năm áp dụng hệ thống STT Nội dung Số lần cắt điện (lần) Tổng số khách hàng (KH) SAIFI 2016 (lần/KH) Số khách hàng Trung bình cho lần điện năm 2016 SAIDI 2016 (phút/KH) Thời gian Trung bình cho lần điện (phút/KH) Thời gian Trung bình dự báo năm ứng dụng (phút/KH) SAIDI dự báo năm ứng dụng (phút/KH) SAIDI giảm (phút/KH) 10 SAIDI giảm (%) BTBD 2298 339155 5,563 XLSC 788 339155 3,785 821,03 1078,13 1629,06 145,25 193,8 38,4 165,8 922,4 155,8 14,45 25,6 97,0 48,3 33,22 Tổng SAIDI giảm (phút) : 155,8 + 48,3 = 204,1 phút Tổng SAIDI giảm (%) = 204,1 = 16.68 % 1223,378 Qua cho thấy áp dụng hệ thống giám sát điều khiển xa thiết bị đóng cắt lưới điện trung áp giúp số SAIDI giảm xuống so với không áp dụng hệ thống thời gian thao tác đóng cắt thiết bị giảm xuống đáng kể 3.1.2 Các thiết bị có khả kết nối SCADA chưa kết nối Sau tiến hành khảo sát, tổng hợp 109 thiết bị có khả kết nối SCADA lưới trung áp Điện lực Khánh Hòa liệt kê theo bảng 3.2 3.3 Bảng 3.5 Số lượng thiết bị Recloser, LBS có khả kết nối SCADA Điện lực STT Điện lực Vạn Ninh Ninh Hòa Vĩnh Hải Trung tâm Vĩnh Nguyên Diên Khánh-Khánh Vĩnh Cam Lâm Cam Ranh-Khánh Sơn KHPC Recloser 5 30 LBS 14 10 19 12 79 44 Bảng 3.6 Bảng chi tiết vị trí thiết bị STT Điện lực I 10 11 12 13 14 15 16 17 18 II 10 11 Vạn Ninh III Vĩnh Hải Thiết bị Vị trí Hãng/ Nước SX Recloser Recloser Recloser Recloser LBS LBS LBS LBS LBS LBS LBS LBS LBS LBS 10 LBS 11 LBS 12 LBS 13 LBS 14 471-EVG/122-3 471-EVG/122-261 473-EVG/64-15 473-EVG/135 471-F1/126-1 472-EVG/46A 472-EVG/58 472-EVG/83 473-EVG/64-34-2B 473-EVG/64-36 473-EVG/143 473-EVG/143A 476-EVG/100 476-EVG/138 476-EVG/47 472-EVG/46A-1 471-EVG/122-47 473-EVG/96 Nulec Nulec Nulec Nulec Jinkwang Jinkwang Jinkwang Jinkwang Jinkwang Jinkwang Jinkwang Jinkwang Jinkwang Jinkwang Jinkwang Jinkwang Jinkwang Jinkwang Recloser Recloser Recloser Recloser Recloser Recloser LBS LBS LBS LBS LBS 471-E24/103 473-E24/31-4 476-E24/59 476-E24/177B 478-E24/100B 479-ENT/89 472-474-E24/54-11-2 474-E24-475-ENT/148 472-E24/37 476-E24/42 477-ENT/57A Nulec Nulec Nulec Nulec Nulec Nulec Jinkwang Jinkwang Jinkwang Jinkwang Jinkwang Recloser 476-E29/03-1 Nulec Ninh Hòa 45 10 Recloser Recloser LBS LBS LBS LBS LBS LBS LBS 472/474/476-E31/63 476/478-E31/22 LBS 472/474-E31/98 472/474-E31/75 476-E31/69-4 476-E31/45-84 476/478-E31/32 476-E31/54 472/476-E31/82-17-6 Hãng/ Nước SX Nulec Nulec Jinkwang Jinkwang Jinkwang Jinkwang Jinkwang Jinkwang Jinkwang IV 10 Trung tâm Nha Trang Recloser Recloser LBS LBS LBS LBS LBS LBS LBS LBS 479-E27/03 471-E27/30 479-E27-472-E31/44 471-E27/42 472-E27/37 485-E27/57-1 473-E27/66 474-E27/41 371-474-485-E27/49 371-374-E27/73 Nulec Nulec Jinkwang Jinkwang Jinkwang Jinkwang Jinkwang Jinkwang Jinkwang Jinkwang V 10 11 Vĩnh Nguyên 471-EBT/49 473-EBT/184 478-E27-479-EBT/85-1 471-EBT/105 475-477-479-EBT/74 473-EBT/48 478-E27/74 479-EBT/61-11 475-477-EBT-476-F5D/88 471-EBT/50-93 476-F5D/45-10-2a Nulec Jinkwang Jinkwang Jinkwang Jinkwang Jinkwang Jinkwang Jinkwang Jinkwang Jinkwang Jinkwang STT Điện lực Thiết bị Recloser LBS LBS LBS LBS LBS LBS LBS LBS LBS LBS 10 Vị trí 46 STT Điện lực Thiết bị Vị trí VI 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Diên Khánh – Khánh Vĩnh Recloser 471-F6B Recloser 473-F6B Recloser 474-F6B Recloser 471-F6C LBS 471-E32-474-E29/52-7 LBS 477-E29-477-E32/57-2 LBS 474-477-E29/31 LBS 471-E30-473-E32/88 LBS 473-F6B/35A LBS 473-F6B/79 LBS 474-477-E29/28-1 LBS 474-E29/28-13 LBS 474-E29/28-34 LBS 10 475-E29-477-E32/62-19 LBS 11 473-E32/29 LBS 12 474-477-E29/68 LBS 13 477-E32/47 LBS 14 473-F6B/161A LBS 15 473-F6B/204-2A LBS 16 473-F6B/209 LBS 17 471-F6C/4-5 LBS 18 471-F6C/62-13 LBS 19 471-F6C/73A VII Cam Lâm Recloser Recloser Recloser Recloser Recloser LBS LBS LBS LBS 475-E30/65-3-6 475-E30/60 471-EBĐ-475-E30/71-20 471-EBĐ/20-18-1 471-EBĐ/64 477-E28/118 473-EBĐ/208 473-E30/45 473-EBĐ/58 Hãng/ Nước SX Nulec Nulec Nulec Nulec Jinkwang Jinkwang Jinkwang Jinkwang Jinkwang Jinkwang Jinkwang Jinkwang Jinkwang Jinkwang Jinkwang Jinkwang Jinkwang Jinkwang Jinkwang Jinkwang Jinkwang Jinkwang Jinkwang Nulec Nulec Nulec Nulec Nulec Jinkwang Jinkwang Jinkwang Jinkwang 47 STT Điện lực Thiết bị 10 LBS 11 LBS 12 LBS 13 LBS 14 LBS 15 LBS 10 16 LBS 11 17 LBS 12 VIII Cam Ranh – Khánh Sơn Recloser Recloser Recloser Recloser Recloser LBS LBS LBS LBS Hãng/ Nước SX 471-EBĐ-471-E28/136 Jinkwang 471-E28/125-2 Jinkwang 471-E30/64-2 Jinkwang 471-EBĐ/20-19A Jinkwang 471-EBĐ-475-E30/67-32A Jinkwang 475-E30/65-3-63 Jinkwang 473-EBĐ/182-78-1 Jinkwang 474-E30/20 Jinkwang Vị trí 473-E28/97 473-F9/104 471-ENCR/154-14 471-E28/60 477-E28/244 473-E28/185 473-E28/226 471-F9/61 479-EBĐ-471-H1/83 Nulec Nulec Nulec Nulec Nulec Jinkwang Jinkwang Jinkwang Jinkwang 109 thiết bị liệt kê có khả kết nối SCADA qua giao thức IEC 60870-5-104, ta dùng phần mềm WSOS FTU Man để cấu hình tín hiệu SCADA, phù hợp với u cầu vận hành từ xa Nếu phân loại theo chủng loại thiết bị có : - 30 Recloser Nulec ; - 79 LBS Jinkwang Tải FULL (99 trang): bit.ly/2Ywib4t Dự phòng: fb.com/KhoTaiLieuAZ Nếu phân loại theo chức vai trị lưới điện có : - 35 thiết bị đóng vai trị thiết bị liên lạc, thường xun vị trí mở dùng để đóng cắt tụ bù; - 74 thiết bị đóng vai trị phân đoạn trục chính, nhánh rẽ thường xuyên vị trí đóng, đảm bảo cấp điện liên tục cho phụ tải Các thiết bị cắt có cố, cần bảo trì bảo dưỡng thay đổi phương thức kết lưới 3.2 ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY BẰNG GIÁM SÁT, ĐIỀU KHIỂN XA Trên sở nghiên cứu phần mềm loại kênh truyền thơng tin trình bày chương 2, tác giả đề xuất giải pháp nâng cao độ tin cậy cách xây 48 dựng hệ thống giám sát điều khiển xa thiết bị đóng cắt lưới trung áp thuộc Cơng ty Cổ phần Điện lực Khánh Hòa sau: 3.2.1 Tại TTĐK-KHPC Thực cấu hình sở liệu HMI máy tính Server, Engineering, Operator Remote Console, cụ thể sau : + Thiết kế dạng cấu trúc sở liệu + Thiết lập sở liệu + Phân tích chức + Thiết kế Symbol + Thiết kế PMacro + Xây dựng sơ đồ lưới trung áp + Xây dựng giao diện Recloser/LBS + Kiểm tra mơ + Cấu hình phân quyền + Thí nghiệm hiệu chỉnh TTĐK giám sát/điều khiển thu thập liệu từ thiết bị LBS/Recloser, Tải FULL (99 trang): bit.ly/2Ywib4t chi tiết sau: + Thu thập liệu: Dự phòng: fb.com/KhoTaiLieuAZ Dữ liệu trạng thái: trạng thái đóng cắt Recloser/LBS, khố điều khiển đặt từ xa/tại chỗ, trạng thái đường truyền, lỗi thiết bị v.v Các cảnh báo bảo vệ Dữ liệu đo lường: Công suất tác dụng MW, phản kháng MVAr, điện áp, dòng điện v.v Truy xuất kiện/sự cố thiết bị + Giám sát: Dữ liệu thu thập từ thiết bị TTĐK máy tính xử lý: Hiển thị sơ đồ sợi, giao diện HMI thiết bị Đối với liệu trạng thái LBS, Recloser, cảnh báo v.v phát có thay đổi trạng thái, hệ thống SCADA phát cảnh báo âm dịng thơng báo để lơi kéo ý người vận hành Đối với liệu giá trị đo lường, liệu nhận kiểm tra so sánh với ngưỡng ngưỡng (đã định trước), giá trị đo bị vượt ngưỡng hệ thống phát cảnh báo cho người vận hành 49 + Điều khiển: Lệnh điều khiển từ hệ thống SCADA TTĐK thông qua hệ thống kênh truyền gửi đến thiết bị qua khối RTU, cụ thể là: Lệnh đóng cắt LBS/Recloser Kích hoạt lệnh đóng lặp lại Reset thiết bị sau cố Để phục vụ cho công tác vận hành, danh sách liệu cần thu thập bảng 3.4 Bảng 3.7 Danh sách liệu Recloser LBS No Recloser I 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Analog input (AI) : Ua Ub Uc Uab Ubc Uac Ia Ib Ic In P Q F Cos phi Operation Time Acquy Voltage Ia Fault Ib Fault Ic Fault In Fault II Single indication (SI): Com fail Equipment Fail Local/Remote control Enable/disable F79 Phase Fault Phase Fault Earth Fault LBS Ua Ub Uc Uab Ubc Uac Ia Ib Ic In P Q F Cos phi Acquy Voltage Com fail Local/Remote control AC Supply Fail Battery Fail 9b22a934 ... 4: Xây dựng hệ thống giám sát, điều khiển xa thiết bị đóng cắt lưới điện trung áp thuộc Điện lực Khánh Hòa KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ CHƯƠNG - TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GIÁM SÁT, ĐIỀU KHIỂN LƯỚI ĐIỆN THUỘC... KHOA DUY MẠNH TÂN NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN XA CÁC THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT TRÊN LƯỚI TRUNG ÁP THUỘC CÔNG TY CỔ PHẦN ĐIỆN LỰC KHÁNH HÒA Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 60 52... sát điều khiển xa thiết bị đóng cắt lưới điện trung áp thuộc KHPC Bố cục MỞ ĐẦU CHƯƠNG : Tổng quan hệ thống giám sát, điều khiển lưới điện thuộc Điện lực Khánh Hòa CHƯƠNG : Nghiên cứu giải pháp