Giải pháp thu thập dữ liệu và điều khiển trạm không người trực potx

Giải pháp thu thập dữ liệu và điều
khiển trạm không người trực
Monday, 05 October 2009 02:27 Views 2101 Times
1. Tổng quan của hệ thống thông tin vận hành:
1.1. H
ệ 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 (110/220/500 kV),
các công ty truy
ền 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 tr
ạm biến áp.
Hình 1.1: 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, đo
lường thiết bị v
à 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 giao thức khác nhau. Giải
pháp này sẽ cho phép loại bỏ được RTU, 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
th
ời 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).
• Tr
ạm trung tâm và trung tâm quản lý vận hành của đội quản lý 110 kV
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 thiết 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, thì mạng SDH của
EVN được sử dụng trong các trường hợp mạng chính có sự cố. Ngo
ài việc
truyền dữ liệu vận hành thì dữ liệu của camera quan sát, thông tin thoại, fax
cũng được chuyển tải thông qua các mạng truyền tin này.
Hình 1.2: Kiến trúc trao đổi thông tin tổng thể
1.2. Trao đổi dữ liệu của @Station trong kiến trúc tổng thể:
Các khối chính của hệ thống phần mềm bao gồm:
• Kh
ối 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
• Kh
ối giao diện (HMI) cho các trạm làm việc
Với cấu trúc sử dụng thanh (bus) dữ liệu chung cho toàn công ty cũng như
để phục vụ cho nhu cầu của người dùng có đăng k
ý bên ngoài, do đó các
phần mềm bổ sung (plug-in) có thể được phát triển để kết nối vào hệ thống
một cách dễ dàng. Việc trao đổi dữ liệu với các hệ thống khác hoặc các phần
mềm bổ sung có thể thực hiện thông qua các giao diện chuẩn hoặc file như
sau: DDE; OPC; .CSV; .XML; CIM
Kh
ối điều khiển trạm là một phần của toàn bộ hệ thống tích hợp trung tâm.
Khối này có thể trao đổi, chia sẻ 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.
2. Hệ thống thu thập và xử lý thông tin mức trạm
2.1. 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
- Công ty TNHH Hệ thống kỹ
thuật ứng dụng (Applied Technical Systems Company Limited) nghiên cứu
và phát triển được mô tả ở hình 2.1.
Hình 2.1: Mô hình kiến trúc hệ thống tích hợp mức trạm
2.2. Hệ thống đáp ứng các yêu cầu cơ bản sau:
• Hệ thống mở - Cho phép các tùy chọn khác nhau trong các phân đoạn khi
triển khai ứng dụng cho các yêu cầu cụ thể một cách linh hoạt trong phạm vi
cấu trúc đó. Hệ thống tuân thủ các tiêu chuẩn chính thức (de jour), như IEC,
ISO, IEEE
, và không chính thức (de factor) được sử dụng rộng rãi như
DNP, Modbus
• Kh
ả năng bảo dưỡng - Hỗ trợ bảo dưỡng tại chỗ các thành phần, mà không
c
ần sự hỗ trợ của nhà cấp hàng trong công tác vận hành và bảo dưỡng
thường xuy
ên.
• N
ền tảng phát triển ứng dụng - Cung cấp 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 quản lý nội bộ và ứng dụng cho người sử dụng bên
ngoài.
• Chi
ến lược sẵn sàng cho tương lai - Thiết kế cấu trúc và chức năng của
phần mềm đã được xem xét đến xu hướng công nghệ và bài toán ứng dụng
quản lý của ngành điện tương lai.
• Khả năng tích hợp - Có khả năng tích hợp một cách linh hoạt các thành
ph
ần mới, các giải pháp và ứng dụng nâng cao k
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. Nhân viên vận hành hệ
thống tại Trung tâm tùy vào phân cấp sẽ có đầy đủ thông tin và quyền điều
khiển như khi ngồi trong phòng điều khiển tại trạm.
3. Kiến trúc hệ thống truyền tin
Hình 3.1: Kiến trúc tổng hệ thống truyền tin
Hình 3.2: Mô hình ứng dụng của JumboSwitch
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 3.1.
Trong h
ệ 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 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 tiêu
chu
ẩn 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 3.2.
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 hiện nay.