ỨNG DỤNG PHẦN MỀM SCADA/DMS ĐỂ NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN TỈNH QUẢNG NAM
Đề án phát triển lưới điện thông minh (Smart Grid) tại Việt Nam theo quyết định 1670/QĐ-TTg ngày 08 tháng 11 năm 2012 với mục tiêu tổng quát là Phát triển lưới điện thông minh với công nghệ hiện đại nhằm nâng cao chất lượng điện năng, độ tin cậy cung cấp điện; góp phần trong công tác quản lý nhu cầu điện, khuyến khích sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả; tạo điều kiện nâng cao năng suất lao động, giảm nhu cầu đầu tư vào phát triển nguồn và lưới điện; tăng cường khai thác hợp lý các nguồn tài nguyên năng lượng, đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia, góp phần bảo vệ môi trường và phát triển kinh tế – xã hội bền vững [3]. Để đáp ứng mục tiêu trên, một trong những giải pháp được đưa ra trong lộ trình Phát triển lưới điện thông minh là triển khai hoàn chỉnh hệ thống SCADA/DMS tại các đơn vị.
Hệ thống SCADA/DMS là công cụ hỗ trợ đắc lực cho công tác quản lý, vận hành cũng như phân tích, đánh giá lưới điện phân phối (LĐPP). Được đưa vào vận hành năm 2018, hệ thống SCADA/DMS tại Công ty Điện lực Quảng Nam đã góp phần nâng cao năng lực vận hành lưới điện tại Công ty. Việc giám sát các thông số lưới điện theo thời gian thực (trạng thái thiết bị, dòng điện, điện áp .v.v.) cũng như điều khiển thao tác thiết bị từ xa giúp cho Điều độ viên đánh giá được tình hình và linh hoạt trong việc thay đổi kết cấu lưới phù hợp với tình hình. Tuy nhiên, việc ứng dụng hệ thống SCADA/DMS tại Công ty Điện lực Quảng Nam chỉ mới tập trung vào việc giám sát, thao tác các thiết bị trên lưới điện mà chưa khai thác hết tính năng DMS vào việc phân tích và tự động hóa lưới điện.
Để khai thác tính năng DMS của hệ thống, tìm hiểu hệ thống SCADA/DMS là rất quan trọng, đặc biệt tập trung vào các chức năng DMS để tính toán, phân tích lưới điện để nâng cao năng lực quản lý vận hành, xây dựng cấu trúc lưới điện hợp lý, nâng cao ĐTTCCĐ cho lưới điện Công ty Điện lực Quảng Nam.
2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.
– Đối tượng nghiên cứu của đề tài là hệ thống SCADA/DMS – Công ty Điện lực Quảng Nam.
– Phạm vi nghiên cứu của đề tài là ứng dụng các chức năng của hệ thống SCADA/DMS để tính toán và phân tích lưới điện tỉnh Quảng Nam.
3. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu.
Mục tiêu:
– Nắm vững việc ứng dụng phần mềm SCADA/DMS và các module hỗ trợ để tính toán, phân tích và nâng cao hiệu quả vận hành lưới điện tỉnh Quảng Nam.
Nhiệm vụ nghiên cứu:
– Tìm hiểu về cấu trúc hệ thống SCADA/DMS tại Công ty Điện Quảng Nam.
– Nhận xét đánh giá về phần mềm SCADA/DMS và xây dựng CSDL cho lưới điện tỉnh Quảng Nam.
– Tính toán phân tích lưới điện tỉnh Quảng Nam.
4. Đặt tên đề tài:
Căn cứ vào mục tiêu và nhiệm vụ nêu trên đề tài được đặt tên: ‘Ứng dụng phần mềm SCADA/DMS để nâng cao hiệu quả vận hành hệ thống điện tỉnh Quảng Nam’
5. Bố cục của đề tài:
Ngoài chương mở đầu và kết luận, luận văn được bố trí thành 3 phần chính sau:
Chương 1: Tổng quan và đánh giá về hệ thống SCADA/DMS tại Công ty Điện lực Quảng Nam.
Chương 2: Giới thiệu phần mềm SCADA/DMS và tìm hiểu các chức năng chính của DMS.
Chương 3: Ứng dụng phần mềm SCADA/DMS để nâng cao hiệu quả vận hành hệ thống điện tỉnh Quảng Nam.
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VÀ ĐÁNH GIÁ VỀ HỆ THỐNG SCADA/DMS TẠI CÔNG TY ĐIỆN LỰC QUẢNG NAM
1.1. Tổng quan về hệ thống scada/dms tại công ty điện lực Quảng Nam
Hệ thống SCADA/DMS tại Công ty Điện lực Quảng Nam (QNaPC) được Tổng công ty đầu tư và nghiệm thu chính thức đưa vào vận hành 5/2018. Hệ thống được triển khai trên phạm vi toàn địa bàn tỉnh Quảng Nam, sử dụng công nghệ phần mềm SCADA/DMS của hãng ABB Oy – Phần Lan (nay là Hitachi ABB). Đến nay, hệ thống đã kết nối toàn bộ các trạm biến áp, các thiết bị thuộc quyền quản lý, vận hành và điều khiển với khối lượng bao gồm:
+Trung tâm điều khiển đặt tại Phòng Điều độ – Công ty Điện lực Quảng Nam – thành phố Tam Kỳ – tỉnh Quảng Nam;
+Số lượng datapoint: 52.000 point;
+Kết nối SCADA và vận hành hành 13 TBA 110kV KNT với 85 xuất tuyến và 19 MBA, 02 trạm 220kV với 08 xuất tuyến và 09 TTG 35kV với 20 xuất tuyến;
+Kết nối 271 TBPĐ gồm: 127 Recloser, 134 LBS và 10 tủ RMU;
+Kết nối với 07 NMTĐ.
Với mô hình cấu trúc hệ thống SCADA/DMS tại TTĐK Quảng Nam như sau:
Hình 1.1: Cấu trúc hệ thống SCADA/DMS tại OCC Quảng Nam
1.1.1. Phương thức truyền thông
– Phương thức truyền thông hữu tuyến: phương thức này được sử dụng cho các trạm 220kV, 110KV.
– Phương thức truyền thông vô tuyến: Phương thức này được sử dụng cho các điểm nút Recloser, LBS và các các trạm trung gian 35 kV trên lưới điện (hệ thống mạng 3G/4G).
1.1.2. Giao thức truyền thông
– Giao thức truyền thông từ các thiết bị đầu cuối (RTU) đến hệ thống SCADA được sử dụng là IEC 60870-5-104 (IEC 104).
– Tại các TBA, giao thức DNP3 hoặc Modbus RTU Master.
– Các recloser thế hệ mới (ADVC2 – Schneider, NOJA), LBS (FTU-P200) cũng đã hỗ trợ đồng thời hai giao thức truyền thông IEC101/104.
1.1.3. Thiết bị đầu cuối từ xa – RTU (Remote Terminal Unit)
– Tại các trạm TG 35/22kV, hệ thống SCADA sử dụng RTU loại RTU560CMU04 của ABB kết hợp với các card mở rộng (Binary Input, Binary Output).
1.1.4. Thiết bị chính tại Phòng điều khiển trung tâm
1.1.5. Các phần mềm của hệ thống
– Hệ thống SCADA sử dụng phần mềm của ABB, phần mềm được cài đặt trên các SYS Server và máy tính FE, hỗ trợ biên dịch tất cả các tiêu chuẩn truyền thông công nghiệp hiện có. Phần mềm thực hiện nhiệm vụ thu thập và trao đổi dữ liệu với các RTU/GateWay.
– Chương trình quản lý lưới điện phân phối (DMS600) với hệ thống cơ sở dữ liệu SQL Server liên kết với dữ liệu của SCADA theo phương thức OPC (OLE for process control).
1.1.6. Chức năng chính của hệ thống Trung tâm điều khiển:
*Điều khiển:
*Giám sát và thu thập dữ liệu trạng thái, cảnh báo
*Giám sát và thu thập dữ liệu đo lường từ rơle, BCU:
*Giám sát hình ảnh, bảo vệ, chống cháy nổ.
1.2. Đánh giá việc khai thác hệ thống SCADA/DMS tại Công ty Điện Lực Quảng Nam
Hệ thống SCADA/DMS tại QNaPC có cấu trúc linh hoạt, có tính dự phòng cao, hoạt động ổn định. Các phần mềm của hệ thống khá thân thiện, tuỳ biến và có tính mở cao, dễ dàng kết nối mở rộng với các hệ thống điều khiển được cung cấp từ các nhà sản xuất khác.
1.3 Kết luận chương
Trong chương này, tác giả đã tìm hiểu, nghiên cứu cấu trúc của hệ thống SCADA/DMS thực tế tại Công ty Điện lực Quảng Nam. Qua nghiên cứu thấy được một số ưu nhược điểm của hệ thống SCADA/DMS.
CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU PHẦN MỀM SCADA/DMS VÀ TÌM HIỂU CÁC CHỨC NĂNG CHÍNH CỦA DMS
2.1. Phần mềm SCADA
SCADA (Supervisory Control And Data Acquisiton) là hệ thống Giám sát, điều khiển và thu thập dữ liệu Một hệ thống có chức năng thu thập dữ liệu, giám sát và điều khiển các thiết bị.
Phần mềm SCADA có một số chức năng chính như sau:
– Chức năng điều khiển quá trình (Proccess controlling)
– Đo lường (Mesuarement)
– Chức năng tô màu thanh cái ( Busbar coloring)
– Chức năng hiển thị danh sách sự kiện (Event list):
– Hiển thị danh sách cảnh báo (Alarm Display):
– Danh sách khoá (Blocking List).
– Chức năng giám sát hệ thống (System Self Supervision).
Màn hình tổng quan của giao diện HMI
Mỗi màn hình vận hành hiển thị các cửa sổ HMI độc lập nhau. Với 02 máy tính thao tác hệ thống SCADA, nhân viên vận hành có thể theo dõi và thao tác trên 04 màn hình hiển thị giao diện HMI.
Thu thập dữ liệu và giám sát
Màn hình thể hiện sơ đồ 1 sợi của trạm 110kV và một số thông tin cơ bản của từng ngăn lộ, bao gồm trạng thái thiết bị, các tín hiệu cảnh báo (nếu có) và các tín hiệu đo lường.
F:\DỮ LIỆU COP CỦA CHỊ YẾN\DAI HOC DA NANG\KY THUAT HOA HOC\KY THUAT DIEN\LOP QUANG NAM 39+40\LOP QUANG NAM 39+40\R.R.TRAN DINH DIEP
