Chương 1 Hệ thống điều khiển, giám sát và thu thập dữ liệu thời gian thực
1.2 Hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu thời gian thực trong công nghiệp
1.2.4 Hệ thống SCADA trong ngành điện
Hệ thống điện (HTĐ) của nước ta bao gồm Trung tâm điều độ HTĐ Quốc gia; các Trung tâm điều độ HTĐ miền Bắc, Trung, Nam; các Công ty phát điện; Tổng công ty truyền tải, các Công ty điện lực, các trạm điện và hộ tiêu thụ điện được liên kết với nhau bởi các đường dây siêu cao áp, cao áp, trung áp và hạ áp. Hệ thống SCADA của ngành điện hiện nay làm nhiệm vụ thu thập dữ liệu ở tất cả các nhà máy điện, trạm điện siêu cao áp (500kV), cao áp ( 220, 110 kV). Tập đoàn điện lực Việt Nam (EVN) đã ban hành quyết định số: 1208/QĐ-EVN ngày 28/7/2008 về việc ban hành “Quy định xây dựng và quản lý vận hành thiết bị SCADA của trạm biến áp và nhà máy điện”, theo quy định này thì giao thức sử dụng để nối giữa hệ thống SCADA/EMS tới RTU hoặc GateWay là IEC 870-5-101.
1.2.4.1 SCADA điều độ cấp Quốc gia
Đây là một trung tâm mang tính điều độ cấp cao, mang tính huyết mạch của hệ thống điện Việt Nam. Nó làm nhiệm vụ điều tiết toàn bộ điện năng trên lưới. SCADA điều độ quốc gia giúp cho việc phân bổ điện năng thông suốt trên khắp ba miền. SCADA điều độ quốc gia đảm đương các nhiệm vụ sau:
+ Thu thập các số đo, các trạng thái, tình hình phụ tải từ các trung tâm điều độ miền đưa lên.
+ Trên cơ sở các số liệu thu được tiến hành phân tích, nhận dạng, đánh giá và đưa ra các điều khiển tối ưu cho hệ thống về phân bổ công suất cũng như ổn định dự phòng trong lưới.
Thực chất trung tâm SCADA điều độ quốc gia không trực tiếp làm nhiệm vụ thu thập số liệu về hệ thống và cũng không điều khiển trực tiếp lên hệ thống mà chỉ thông qua các trạm phía dưới để thu thập dữ liệu và điều khiền hệ thống thông qua các lệnh dưới dạng các bản tin.
Hình 1.5- Sơ đồ về cấp SCADA trong hệ thống điện Việt Nam
1.2.4.2 SCADA điều độ cấp Miền
Tại các trung tâm điều độ miền, các dữ liệu về hệ thống được các trạm gửi lên, các trung tâm này đưa ra các quyết định điều khiển tác động lên lưới nhằm mục tiêu là ổn định hệ thống. SCADA điều độ miền là cấp trung gian giữa SCADA điều độ quốc gia và SCADA trạm nên nó có một số nhiệm vụ đặc trưng sau:
- Thu thập số liệu từ các SCADA trạm.
- Phân tích biểu đồ phụ tải thu được, tiến hành đánh giá và đưa ra các phương án điều độ và phân chia phụ tải và ổn định lưới.
Các trung tâm điều độ miền đóng vai trò quan trọng và định hướng cho các SCADA trạm trong việc điều tiết công suất tải và điều khiển hệ thống.
1.2.4.3 SCADA trạm
Hình 1.6 - Sơ đồ SCADA trạm/nhà máy điện
Đây là một trung tâm máy tính điều khiển mà tác động trực tiếp đến chất lượng trong lưới điện vì đây là một nơi mà các tác động điều khiển trực tiếp
IEDsH? th?ng máy tính ch?
HMI Gateway
Thi?t b? nh?t th? (máy c?t …)
Trung tâm Ði?u d?
L AN 1
LAN 2
HMI Gateway Trung tâm điều độ (CC)
Máy chủ
IED
Thiết bị nhất thứ: Máy cắt...
SAS/DCS PLC, RTU
tác động vào hệ thống điện. Lưới điện có thể ổn định và bền vững hay không phụ thuộc rất nhiều các trung tâm SCADA trạm này. Nhiệm vụ của SCADA trạm như sau:
+ Thao tác điều khiển lên các thiết bị của hệ thống, các máy biến áp…
+ Thu thập và giám sát các thông số về hệ thống.
+ Điều khiển đóng/cắt nhằm bảo vệ hệ thống trong trường hợp lưới gặp sự cố như quá tải, chạm chập…
+ Đưa các dữ liệu về báo cáo với SCADA cấp trên phục vụ cho việc phân tích, đánh giá hệ thống khi cần khắc phục sự cố hay nâng cấp hệ thống
Các thành phần SCADA trạm/nhà máy:
+ Hệ thống máy tính chủ: Gồm các máy tính chủ có chức năng kết nối với các IED, nhận lệnh điều khiển từ HMI, Gateway và các ứng dụng lưu trữ dữ liệu. Phần mềm máy tính chủ sử dụng giao thức IEC 61850, IEC 60870-5- 104 Một số hãng sản xuất phần mềm: Matrikon, KalkiTech, Triangle Micro Works…
+ Hệ thống HMI: Cung cấp giao diện người/máy.
+ Hệ thống Gateway: Kết nối DCS với hệ thống SCADA của Trung tâm Điều độ, sử dụng giao thức IEC 61870-5-101. Một số hãng sản xuất phần mềm: Matrikon, KalkiTech, Triangle Micro Works…
+ Hệ thống mạng LAN: Star, Ring, Redundant, Optical Cable.
+ Các thiết bị IED … kết nối giữa thiết bị nhất thứ với hệ thống máy tính thông qua các giao thức IEC 60870-5-103, MODBUS.
CHƯƠNG 2