THU THẬP DỮ LIỆU ĐIỀU KHIỂN TRẠM KHÔNG NGƯỜI TRỰC docx

THU THẬP DỮ LIỆU
ĐIỀU KHIỂN TRẠM
KHÔNG NGƯỜI TRỰC

I. Tổng quan của hệ thống thông tin vận hành:

I.1. Hệ thống điều khiển trạm và các trung tâm quản lý
vận hành
Để đáp ứng nhu cầu quản lý vận hành hệ thống cao áp
(110/220/500kV), các công ty truyền tải điện và công ty điện
lực cần được trang bị một hệ thống thu thập và xử lý thông
tin vận hành từ mức thấp nhất của hệ thống là các trạm biến
áp cho đến mức quản lý của công ty, xí nghiệp thậm chí đến
tận các điện lực được phân cấp điều khiển phối hợp với lưới
điện trung thế của mình.


Hình I - 1: Kiến trúc tổng thể hệ thống thu thập và
xử lý thông tin vận hành
Kiến trúc tổng thể bao gồm:
* Hệ thống tự động trạm sẽ thu thập thông tin về bảo vệ, điều
khiển và đo lường thiết bị và hệ thống điện tại các trạm biến
áp cao áp. Thông tin sẽ được thu thập thông qua việc kết nối
trực tiếp với các thiết bị điều khiển, bảo vệ và đo lường thông
minh (IEDs) bằng các loại protocol khác nhau. Giải pháp này
sẽ cho phép loại bỏ được RTU. Điều này tạo ra sự thuận tiện
cho việc mở rộng và nâng cấp sau này do không cần phải
nâng cấp RTU, giảm chi phí và thời gian cho công tác đấu
nối và thí nghiệm. Trong giai đoạn trước mắt, chúng ta có thể

tận dụng thông tin của các RTU đã lắp đặt bằng cách kết nối
với RTU bằng phương thức “nghe” (listen mode) hoặc “chủ
động” (master mode).
* Trạm trung tâm và Trung tâm quản lý vận hành của Đội
QL110kV cũng như MiniSCADA tại các Điều độ điện lực
khu vực.
* Hệ thống truyền tin chính qua mạng WAN trên cơ sở cáp
quang điện lực và các thiêt bị truyền tin phù hợp với yêu cầu
IEC61850 đảm bảo việc truyền dữ liệu bảo vệ và điều khiển.
Ngoài ra để dự phòng cho mạng chính thì mạng SDH của
EVN được sử dụng trong các trường hợp mạng chính có sự
cố. Ngoài việc truyền dữ liệu vận hành thì dữ liệu của camera
quan sát, thông tin thoại, fax… cũng được truyền thông qua
các mạng truyền tin này. Chi tiết xem ở phần sau.
I.2. Trao đổi
dữ liệu của
@Station
trong kiến
trúc Tổng
thể:
Các khối
chính của hệ
thống phần
mềm bao gồm:
* Khối thu thập dữ liệu
* Khối SCADA/DMS
* Khối điều khiển trạm
* Khối quản lý thông tin đo đếm
* Khối quản trị dữ liệu quá khứ
* Khối các ứng dụng cho người dùng ở các bộ phận chức

năng
* Khối cung cấp dịch vụ thông tin trên Web

Hình I - 2: Kiến trúc trao đổi thông tin
tổng thể
* Khối giao diện (HMI) cho các trạm làm việc
Với cấu trúc bus dữ liệu chung cho toàn công ty cũng như để
phục vụ cho nhu cầu của người dùng có đăng ký bên ngoài,
hệ thống phần mềm này có thể được phát triển để kết nối vào
hệ thống một cách dễ dàng. Việc trao đổi dữ liệu có thể thực
hiện thông qua các giao diện hoặc file như sau:
* DDE
* OPC
* .CSV
* .XML
* CIM
Khối điều khiển trạm là một phần của toàn bộ hệ thống tích
hợp trung tâm. Khối này có thể trao đổi và chia sẽ dữ liệu với
các khối khác trong các ứng dụng và xử lý dữ liệu cụ thể.
Cấu trúc tích hợp sẽ giúp cho người sử dụng có thể dễ dàng
truy cập vào các loại dữ liệu khác nhau phục vụ cho nhiệm
vụ của mình. Ngoài ra với một hệ thống được thiết kế như
vậy dữ liệu có thể thay thế và bổ sung cho nhau trong các
trường hợp có sự
cố về thiết bị đầu
cuối hay đường
truyền.
II. Hệ thống thu
thập và xử lý
thông tin mức

trạm

II.1. Kiến trúc hệ thống mức trạm:
Để có thể tận dụng được các thiết bị đã được trang bị từ trước
và xét đến khả năng kết nối với các hệ thống trung tâm cho
việc điều khiển từ xa các trạm biến áp ở chế độ không người
trực, cấu trúc tổng quan của hệ thống giám sát, điều khiển
tích hợp @Station do ATS chế tạo được mô tả ở hình dưới
đây.

Hình II - 1: Mô hình kiến trúc hệ
thống tích hợp mức trạm

II.2. Hệ thống đáp ứng các yêu cầu cơ bản sau:
* Hệ thống mở - Cấu trúc Hệ thống @Station sẽ cho phép các
tùy chọn khác nhau đối với các phân đoạn để triển khai ứng
dụng trên các yêu cầu cụ thể một cách linh hoạt trong phạm
vi cấu trúc đó.
* Khả năng bảo dưỡng – Cấu trúc Hệ thống @Station sẽ hỗ
trợ bảo dưỡng tại chỗ các thành phần, mà không cần sự hỗ
trợ của nhà cấp hàng đối với hoạt động vận hành và bảo
dưỡng hàng ngày.
* Nền tảng phát triển ứng dụng – Cấu trúc Hệ thống
@Station sẽ cung cấp một nền tảng mạnh để phát triển các
ứng dụng điều khiển giám sát và quản lý vận hành thiết bị,
trao đổi thông tin dữ liệu với các hệ thống nội bộ và bên
ngoài. Ngoài ra hệ thống có khả năng cung cấp dịch vụ số
liệu cho nội bộ và người dùng bên ngoài qua dịch vụ Web.
* Chiến lược sẵn sàng cho tương lai - Cấu trúc Hệ thống
@Station được thiết kế có xét đến xu hướng công nghệ và

ứng dụng tương lai.
* Khả năng tích hợp - Hệ thống có khả năng tích hợp một
cách linh hoạt các thành phần mới, các giải pháp và ứng dụng
nâng cao khác (như SCADA/EMS/DMS/AMI ), và sẵn sàng
làm nền tảng cho các ứng dụng SmartGrid trong tương lai.
II.3. Các chức năng cơ bản của hệ thống @Station
Các chức năng tiêu biểu được hệ thống @Station quản lý có
thể được triển khai tại trạm và tại trung tâm bao gồm:
* Hệ quản trị CSDL thời gian thực - Realtime database
management
* Hệ thống quản lý cảnh báo - Alarm Processing
* Hệ thống quản lý sự kiện - Event History
* Hệ quản trị CSDL quá khứ - Historical Data management
* Hệ thống IP camera giám sát
* Hệ thống giao diện người máy - HMI
* Hệ thống quản lý biển báo - Tagging management
* Dịch vụ Web
Đặc điểm ưu việt của hệ thống này là tính đồng nhất do ATS
đã sử dụng cấu trúc 3 lớp về xử lý dữ liệu và ứng dụng đối
với người sử dụng trên nền tảng của hệ thống truyền tin tốc
độ cao (100/1000Mb/s), do đó việc điều khiển ở mức trạm
hay mức Trung tâm là hoàn toàn như nhau. Như vậy nhân
viên vận hành hệ thống tùy vào phân cấp sẽ có đầy đủ thông
tin và quyền điều khiển như ngồi trong phòng điều khiển tại
trạm.
III. Kiến trúc hệ thống truyền tin

Hình III 1: Kiến trúc tổng hệ thống truyền tin
Sử dụng các công nghệ mới nhất trong kỹ thuật truyền tin và
trên cơ sở đánh giá năng lực của mạng cáp quang hiện tại của

các đơn vị trong EVN, ATS đề xuất một giải pháp kỹ thuật
cho mạng truyền tin phục vụ mục đích quản lý vận hành và
kinh doanh hệ thống điện như trong hình III-1 dưới đây.
Trong hệ thống truyền tin này, các trạm biến áp, các trạm
trung tâm và trung tâm điều khiển cũng như hệ thống
SCADA/EMS/DMS/AMI của các công ty và trung tâm điều
độ được kết nối vào mạng WAN (1000/100Mb/s) trên hệ
thống cáp quang và hoạt động như mạng kết nối chính. Tất cả
các thiết bị, trạm làm việc và máy tính người dùng nối trên
mạng này theo hệ thống địa chỉ IP. Ngoài ra các dịch vụ như
thoại, hot-line và giao tiếp E1 cũng được truyền theo
TDMoIP.
Thiết bị bị chính được đề xuất là thiết bị chuyên dùng cho
việc truyền tin trong trạm biến áp và hệ thống điện. Các thiết
bị này được chế tạo tuân thủ IEC61850, IEC 255 và có độ
bền theo tiêu chuẩn công nghiệp với nhiệt độ môi trường làm
việc lên đến +700C.
Cấu trúc ứng dụng tiêu biểu của dòng thiết bị JumboSwitch
được trình bày ở hình sau.
Đây là kết cấu mạng WAN/LAN đa mục tiêu và đa dịch vụ
trên nền IP với các thiết bị theo tiêu chuẩn công nghiệp phù
hợp với môi trường làm việc trong hệ thống điện.

Hình III 2: Mô hình ứng dụng của JumboSwitch
IV. Ứng dụng thực tế
Hệ thống cổng thông tin vận hành trạm không người trực là
một trong những định hướng phát triển chiến lược của EVN.
Với kinh nghiệm hơn 12 năm cung cấp các sản phẩm công
nghệ cao tích hợp và xử lý thông tin phục vụ tự động hóa
trạm biến áp và điều khiển Hệ thống điện, ATS đã xây dựng

thành công trung tâm vận hành trạm không người trực. Hiện
nay các trung tâm này đang được EVN cho phép vận hành thí
điểm tại Trung tâm điều độ hệ thống điện của Công ty CP
Điện lực Khánh Hòa (Trạm 110kV Bình Tân và trạm 110kV
Nam Cam Ranh), và Trung tâm giám sát vận hành của Công
ty Truyền tải điện 4 (Trạm 220kV Thủ Đức và trạm 220kV
Bến Tre). Sau khi EVN hoàn thiện quy trình vận hành trạm
không người trực, các trung tâm này sẽ được nhân rộng tại
các đơn vị quản lý vận hành trên toàn hệ thống điện Việt
Nam. Đây sẽ là dấu mốc quan trọng đưa hệ thống điện nước
ta lên một tầm cao mới.