Tài liệu GIẢI PHÁP GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN TỪ XA CÁC RECLOSER potx

GIẢI PHÁP GIÁM SÁT
VÀ ĐIỀU KHIỂN TỪ XA
CÁC RECLOSER

1 GIỚI THIỆU CHUNG
Ngày nay, công
nghệ đang thay đổi
với tốc độ rất nhanh,
các thiết bị điện tử
thông minh (IED) liên tục được cập nhật theo công nghệ và
bao gồm những tính năng mới mà trước đó một năm chỉ có
thể tồn tại trong tưởng tượng của con người.
Làm sao bạn có thể chắc chắn rằng đã không bỏ qua một giải
pháp công nghệ tiết kiệm chi phí? Làm sao bạn dám khẳng
định hệ thống hiện có phù hợp với nhu cầu trong tương lai ?
Với cơ sở hạ tầng phức tạp, kết cấu trải rộng khắp trên địa
bàn, hiện thực cũng đã cho thấy nhu cầu cấp thiết từ thực tế
vận hành và xu hướng phát triển trong ngành điện đang tạo ra
yêu cầu tất yếu trong việc giám sát và điều khiển từ xa các
Recloser (Bộ tự động đóng lại) trên hệ thống phân phối điện
của các công ty điện lực, nhằm đáp ứng nhu cầu của khách

hàng về chất lượng điện năng, đảm bảo an toàn cung cấp điện
cũng như giảm thiểu thời gian mất điện theo các chỉ tiêu như
CAIDI (Customer Average Interruption Duration Index),
SAIDI (Sum of all customer interruption durations).
Mục tiêu của giải pháp kỹ thuật cho việc giám sát, điều khiển
và quản lý các Recloser này bao gồm:
* Xây dựng được hệ thống thu thập và các phần mềm quản lý

tương ứng với các Recloser hiện nay của công ty điện lực
nhằm nâng cao độ tin cậy cho lưới điện trung áp trong phạm
vi quản lý.
* Hệ thống thu thập dữ liệu Recloser phải có khả năng thu
thập dữ liệu trực tiếp theo thời gian thực từ các Recloser này,
đảm bảo tính liên tục và chính xác của dữ liệu, phục vụ công
tác vận hành và các ứng dụng nâng cao khác.
* Hệ thống phần mềm quản lý và ứng dụng phải có khả năng
trao đổi hai chiều với hệ thống SCADA của công ty điện lực
và có khả năng cung cấp dịch vụ truy cập dữ liệu cho các
phòng ban liên quan trực thuộc.

Hình 1: Cấu trúc tổng thể “Hệ thống giám sát điều
khiển từ xa các Recloser trên lưới phân phối”
2 THỰC TẾ GIÁM SÁT VẬN HÀNH RECLOSER
Lợi ích của việc trang bị các Recloser trên hệ thống lưới phân
phối của công ty điện lực đã được thấy rõ. Thống kê cho thấy
có đến khoảng 75% sự cố trên lưới phân phối đường dây trên
không là thoáng qua, và hiệu quả mà các Recloser mang lại
không chỉ thể hiện qua so sánh với việc trang bị và sử dụng
cầu chì (phải thay thế mỗi khi sự cố), rơle bảo vệ ngăn lộ
phân phối, mà còn thể hiện qua giá trị mang lại cho chính
khách hàng và ngành điện khi đảm bảo độ tin cậy cung cấp
điện. Chính vì vậy việc sử dụng hiệu quả các Recloser hiện
có và trang bị bổ sung trong những năm tiếp theo vẫn là một
trong những nhiệm vụ hàng đầu của công ty điện lực.
Tuy nhiên, hiện nay công tác giám sát vận hành Recloser trên
lưới phân phối vẫn chưa khai thác được hết khả năng và ưu
thế vốn có của nó. Cụ thể là:
- Các Recloser đang vận hành không được giám sát liên tục

mà chỉ được kiểm tra định kỳ hoặc khi có sự cố cần sửa chữa
khôi phục.
- Dữ liệu vận hành do các Recloser ghi nhận mới được khai
thác rất hạn chế phụ thuộc vào thông tin được lưu trữ tại thiết
bị, trong công tác kiểm tra xử lý sự cố.
- Thông số vận hành được ghi chép bằng tay, kém chính xác,
không đồng bộ và không hoàn toàn được đảm bảo tính khách
quan khi làm báo cáo.
- Sự cố mất điện chủ yếu được phát hiện và kiểm tra xử lý
thông qua thông tin từ phía người dùng, thiếu sự chủ động
của nhà cung cấp. Đồng thời, mất nhiều thời gian khoanh
vùng xác định sự cố, dẫn đến thời gian mất điện kéo dài.
- Thao tác vận hành, tách nhánh, hợp nhánh, đòi hỏi nhân
viên vận hành phải di chuyển đến từng điểm thao tác để thực
hiện, tiêu tốn thời gian và nguồn lực mà vẫn thiếu thông tin
tổng thể trực quan về tình trạng lưới phân phối.
- Hệ thống không có khả năng tự động điều khiển đóng cắt
các Recloser, thay đổi kết cấu lưới theo những tình huống
vận hành đã được xây dựng sẵn như việc áp dụng các tiện ích
mà dữ liệu vận hành thời gian thực có thể mang lại.

Hình 2: Cấu trúc phần mềm và trao đổi dữ liệu mở
rộng
3 GIẢI PHÁP KỸ THUẬT
3.1 CẤU TRÚC HỆ THỐNG
Để giải quyết các yêu cầu đặt ra từ thực tế vận hành các
Recloser trên lưới phân phối, cần thiết trang bị một “Hệ
thống giám sát điều khiển từ xa các Recloser trên lưới phân
phối” tại trung tâm giám sát vận hành của công ty điện lực.
Hệ thống sẽ bao gồm những thành phần chính sau:

- Các thiết bị phần cứng tại trung tâm giám sát vận hành như
hệ thống máy tính chủ, thiết bị mạng LAN, … .Các thiết bị
đầu cuối kênh truyền, sẽ được lắp đặt tại các vị trí có
Recloser
- Cơ sở hạ tầng viễn thông hiện có hoặc thuê đường truyền
của bên thứ ba
- Hệ thống phần mềm cơ sở và phần mềm ứng dụng tại trung
tâm vận hành
- Hệ thống máy tính và phần mềm khai thác ứng dụng tại các
phòng ban liên quan
Hệ thống trung tâm sẽ kết nối liên tục với các Recloser lắp
trên lưới phân phối, dữ liệu từ các Recloser được thu thập và
lưu trữ theo thời gian thực tại các Server lắp đặt tại trung
tâm. Tất cả các ứng dụng từ cơ bản như giám sát vận hành,
báo cáo, phân tích sự cố đến các ứng dụng nâng cao như tự
động hóa lưới phân phối, … được xây dựng trên kho dữ liệu
thời gian thực này.

Hình 3: Ví dụ một kiểu màn hình giám sát các
Recloser trên bản đồ
3.2 PHẠM VI TRANG BỊ VÀ LẮP ĐẶT THIẾT BỊ
3.2.1 Hệ thống trung tâm
Đây là thành phần quan trọng nhất của hệ thống, toàn bộ
thông tin cần thiết cho việc điều hành lưới điện sẽ được hệ
thống trung tâm thu thập, xử lý, phân phối đến các ứng dụng
cần thiết để nhân viên vận hành, cán bộ kỹ thuật đủ thẩm
quyền có thể tương tác với toàn bộ thiết bị cần giám sát điều
khiển, cũng như giao tiếp với các ứng dụng khác. Hệ thống
trung tâm cũng sẽ hỗ trợ các trung tâm phụ như đối với các
điều độ điện lực cấp dưới, các hệ thống phụ sẽ được phân

quyền điều khiển và giám sát nhất định, đồng thời kết nối với
hệ thống trung tâm thông qua các đường truyền tốc độ cao.
Phần cứng của hệ thống trung tâm được cung cấp bởi các nhà
sản xuất danh tiếng có uy tín về chất lượng sản phẩm và dịch
vụ, dễ thay thế mở rộng.
Cáp mạng LAN Cat5e tiêu chuẩn hoặc cáp quang, đối với
khoảng cách xa, được dùng kết nối giữa các thiết bị mạng
trong hệ thống.
Thiết bị đồng bộ thời gian từ vệ tinh cũng được trang bị cho
hệ thống tại trung tâm.
Ngoài ra, trung tâm còn được trang bị hệ thống nguồn đảm
bảo, máy in, máy fax, bàn điều hành, camera giám sát, hệ
thống phóng hình, … (tùy theo nhu cầu cụ thể của người
dùng).
3.2.2 Đường truyền viễn thông
Hệ thống kênh truyền từ các vị trí lắp đặt Recloser trên lưới
phân phối về trung tâm có thể được thiết lập theo những
phương án sau, nhằm tận dụng tối đa cơ sở hạ tầng hiện có
của công ty điện lực:
- Tận dụng các kênh cáp quang hiện có tại các trạm gần vị trí
Recloser
- Trang bị thiết bị đầu cuối kênh truyền bằng sóng radio (
”Base station” tại trung tâm, ”repeater” nếu cần và ”remote
unit” tại vị trí Recloser )
- Trang bị thiết bị đầu cuối kênh thuê bao GSM/GPRS/3G
của các nhà cung cấp dịch vụ thứ ba như Vinaphone, Viettel,
Mobifone.
Với các đặc điểm như vị trí lắp đặt các Recloser phân tán trên
lưới phân phối, dung lượng dữ liệu truyền nhỏ, thì việc sử
dụng kênh truyền GSM/GPRS/3G là rất phù hợp trong thời

điểm hiện tại.
Các kênh truyền từ trung tâm tới các phòng ban liên quan
trong công ty điện lực có thể được tận dụng trên mạng nội bộ
hiện có hoặc thiết lập mới một cách dễ dàng.
Kênh trao đổi dữ liệu giữa hệ thống trung tâm và các trung
tâm điều độ có thể tận dụng kênh truyền hiện hữu hoặc bổ
sung cho phù hợp
với thực tế yêu cầu.
3.3 HỆ THỐNG
PHẦN MỀM CƠ
SỞ VÀ ỨNG
DỤNG
Cấu trúc phần mềm
của hệ thống trung
tâm được thiết kế
mở, tính modular
hóa cao, dễ dàng
bảo trì, nâng cấp và mở rộng trong tương lai, sẽ bao gồm:

Hình 4: Ví dụ màn hình giám sát
các Recloser phục vụ xác định
điểm sự cố
l Phần mềm hệ điều hành (Operating System)
l Module phần mềm kết nối, thu thập và quản lý truyền tin
(Data Collection & Communication Management)
l Module phần mềm xử lý và phân phối dữ liệu (Data
Concentrator)
l Module phần mềm giao diện giám sát vận hành (HMI)
Và có thể tùy chọn thêm:
l Module phần mềm quản lý Recloser trên bản đồ địa lý

(AM/FM/GIS)
l Module tính toán ứng dụng quản lý vận hành lưới phân phối
l Module phần mềm cổng dữ liệu vận hành
l Module phần mềm cảnh báo SMS
l Mở rộng với hệ thống đo đếm và quản lý công tơ từ xa
l Mở rộng với hệ thống miniSCADA và kết nối với các trạm
tích hợp
Hệ thống ứng dụng các chuẩn bảo mật nghiêm ngặt cho lĩnh
vực công nghiệp điện như Critical Infrastructure Protection –
CIP. Hệ thống hỗ trợ các chuẩn quốc tế, tính phổ biến cao, có
thể làm việc với nhiều giao thức khác nhau: IEC60870-5-
101, ICCP/TASE.2, IEC60870-5-103, IEC60870-5-104,
IEC61850, Modbus, DNP ,cho phép mở rộng hoặc kết hợp
với hệ thống đo đếm và quản lý công tơ từ xa: AMR
(Automatic meter reading)/ AMI (Advanced Metering
Infrastructure).

Hình 5: Giám sát phụ tải với dữ liệu từ Recloser
4 ỨNG DỤNG THỰC TẾ
Hệ thống hiện đã được trang bị và ứng dụng thí điểm tại
Tổng Công ty Điện Lực TP HCM, Công ty CP Điện Lực
Khánh Hòa, và lần đầu tiên được đưa vào vận hành tại Điện
Lực Bắc Ninh. Trong tương lai không xa, giải pháp này sẽ
được triển khai và trở thành công cụ hữu hiệu của các công ty
điện lực trong việc giám sát và vận hành hệ thống điện phân
phối.