Hệ thống giám sát quản lý vận hành lưới điện cao thế TP hà nội (OCC HGC)

APPLIED TECHNICAL SYSTEMS COMPANY LTD.

MÔ TẢ KỸ THUẬT

Hệ thống Giám sát Quản lý vận hành Lưới điện
Cao thế TP. Hà Nội (OCC - HGC)

Hà Nội, tháng 8/2015


Công ty TNHH Hệ thống kỹ thuật ứng dụng (ATS Co,. Ltd)

Mô tả kỹ thuật

MỤC LỤC
A. MÔ TẢ TỔNG QUÁT VỀ HỆ THỐNG ................................................................................... 7
A.1
Giới thiệu chung .................................................................................................................. 7

A.2

A.1.1

Các mục tiêu cơ bản của Hệ thống OCC - HGC ......................................................... 7

A.1.2

Phạm vi của hệ thống ................................................................................................... 7

Kiến trúc tổng thể của hệ thống OCC và Mô hình lưới điện thông minh (SGAM) ............ 8
A.2.1

Mô tả SGAM (Smart Grid Architecture Model).......................................................... 8

A.2.1.1 Giới thiệu chung ....................................................................................................... 8
A.2.1.2 Kiến trúc theo mặt phẳng của SGAM ...................................................................... 8
A.2.1.3 Kiến trúc 3 chiều của SGAM ................................................................................. 10
A.2.2
A.3

Kiến trúc tổng thể Hệ thống EVN-HCMC-OCC theo SGAM .................................. 11

Các tiêu chuẩn được áp dụng ............................................................................................ 12
A.3.1

Các tiêu chuẩn tổng quát ............................................................................................ 12

A.3.2

Đảm bảo yêu cầu đối với hệ thống mở ...................................................................... 12

A.3.3

Hệ điều hành .............................................................................................................. 13

A.3.4

Phần mềm................................................................................................................... 13

A.3.5

LAN và WAN ............................................................................................................ 13

A.3.6

Các tiêu chuẩn cơ bản áp dụng trong hệ thống .......................................................... 13

B. MÔ TẢ KỸ THUẬT CHI TIẾT .............................................................................................. 14
B.1
Đặc điểm chung của Hệ thống HGC-OCC ....................................................................... 14
B.1.1
B.2

Các đặc tính kỹ thuật chính ........................................................................................ 14

Mô tả kỹ thuật hệ thống tại Trung tâm OCC-HGC ........................................................... 16
B.2.1

Giới thiệu tổng quát ................................................................................................... 16

B.2.2

Cấu trúc phần cứng tại Trung tâm OCC-HGC .......................................................... 16

B.2.2.1 Giới thiệu................................................................................................................ 16
B.2.2.2 Cấu trúc tổng thể .................................................................................................... 16
B.2.2.3 Đặc tính kỹ thuật các thiết bị chính ........................................................................ 17
B.2.2.3.1 Đặc tính kỹ thuật của thiết bị máy tính chủ SEL-3355 ................................... 17
B.2.3

Cấu trúc phần mềm hệ thống OCC-HGC .................................................................. 18

B.2.3.1 Các đặc tính chung của hệ thống phần mềm OCC ................................................. 18
B.2.3.2 Cấu trúc phần mềm hệ thống OCC-HGC............................................................... 19
B.2.3.3 Các giao thức sử dụng trong hệ thống OCC-HGC ................................................. 21
B.2.3.4 Các module phần mềm được trang bị tại Trung tâm OCC-HGC ........................... 21
B.2.3.4.1 Thu thập dữ liệu (Data Acquisition) ............................................................... 22
B.2.3.4.2 Cơ sở dữ liệu thời gian thực (RTDB) ............................................................. 23
B.2.3.4.3 Cơ sở dữ liệu quá khứ (HIS) ........................................................................... 24

Hệ thống giám sát quản lý vận hành lưới điện cao thế TP.Hà Nội (OCC-HGC)

Trang 2


Công ty TNHH Hệ thống kỹ thuật ứng dụng (ATS Co,. Ltd)

Mô tả kỹ thuật

B.2.3.4.3.1 Đặc điểm chung........................................................................................ 24
B.2.3.4.3.2 Xử lý và lưu trữ dữ liệu ............................................................................ 25
B.2.3.4.3.3 Khả năng tính toán và trình diễn .............................................................. 26
B.2.3.4.3.4 Khả năng lưu trữ lâu dài của Dữ liệu quá khứ ......................................... 27
B.2.3.4.4 Chức năng giao diện người-máy (HMI) ......................................................... 27
B.2.3.4.4.1 Cấu trúc module HMI tại Trung tâm OCC-HGC..................................... 29
B.2.3.4.4.2 Tích hợp camera trong giao diện HMI (Future) ....................................... 37
B.2.3.4.4.3 Các đặc tính kỹ thuật của phần mềm giao diện SmartHMI ..................... 38
B.2.3.4.5 Module RP Báo cáo trong hệ thống OCC-HGC (Future) .............................. 41
B.2.3.4.5.1 Các đặc tính chung ................................................................................... 41
B.2.3.4.5.2 Báo cáo định kỳ ........................................................................................ 44
B.2.3.4.5.3 Báo cáo đột xuất/ bất thường ................................................................... 49

B.2.3.5 Các phần mềm ứng dụng nâng cao (Smart Application) ....................................... 51
B.2.3.5.1 Giới thiệu chung.............................................................................................. 51
B.2.3.5.2 Module PB tái hiện quá khứ ........................................................................... 52
B.2.3.5.3 Module WP cung cấp dữ liệu qua web ........................................................... 52
B.2.3.5.4 Module SMS thông báo thông số và sự cố qua mạng di động (Future) ......... 54
B.2.3.5.5 Module EN thông báo sự cố qua mạng máy tính (Future) ............................. 55
B.2.3.5.6 Module ER lập báo cáo tự động (Future) ....................................................... 55
B.2.3.5.7 Module phần mềm hỗ trợ phân tích sự cố (Future) ........................................ 56
B.2.4
B.3

Chia sẻ dữ liệu qua mạng LAN / WAN ..................................................................... 57

Giải pháp kết nối thông tin ................................................................................................ 58
B.3.1

Kết nối bằng mạng IP qua các dịch vụ truyền số liệu GSM/3G/GPRS ..................... 58

B.3.2

Kết nối bằng mạng IP qua Internet (ADSL) .............................................................. 58

B.3.3

Kết nối bằng mạng IP qua Intranet/LAN/WAN/SDH/TDMoIP................................ 59

B.4

An ninh truy cập hệ thống OCC-HGC .............................................................................. 60

B.5

Giải pháp bảo mật đường truyền kết nối từ Trung tâm OCC-HGC đến các Trạm ........... 61
B.5.1

Giới thiệu chung......................................................................................................... 61

Hệ thống giám sát quản lý vận hành lưới điện cao thế TP.Hà Nội (OCC-HGC)

Trang 3


Công ty TNHH Hệ thống kỹ thuật ứng dụng (ATS Co,. Ltd)

Mô tả kỹ thuật

HÌNH ẢNH
Hình 1: Mặt phẳng mô hình kiến trúc Smart Grid – Domain và Zone .............................................. 9
Hình 2: Kiến trúc 3 chiều của SGAM .............................................................................................. 11
Hình 3: Mô hình phân tích triển khai các Lớp tương tác ................................................................. 11
Hình 4: Cấu trúc tổng thể Hệ thống giám sát quản lý vận hành áp dụng mô hình SGAM.............. 12
Hình 5: Máy tính chủ công nghiệp (Industrial-Type Server grade Computer) thế hệ 3-SEL3355 . 16
Hình 6: Cấu trúc phần cứng trang bị tại Trung tâm OCC-HGC ...................................................... 17
Hình 7: Cấu trúc phân lớp hệ thống phần mềm trung tâm ............................................................... 19
Hình 8: Cấu trúc Module phần mềm trang bị tại trung tâm OCC-HGC .......................................... 22
Hình 9: Giao diện ứng dụng Cơ sở dữ liệu thời gian thực ............................................................... 23
Hình 10: Ví dụ về sơ đồ một sợi (SLD) tổng thể của trạm 110kV .................................................. 28
Hình 11: Cấu trúc thiết kế giao diện HMI ....................................................................................... 30
Hình 12: Hiển thị, thu thập dữ liệu trạng thái và tương tự............................................................... 32
Hình 13: Điều khiển thiết bị mức ngăn ............................................................................................ 33

Hình 14: Màn hình hiển thị cảnh báo............................................................................................... 34
Hình 15: Ứng dụng quản lý biển cảnh báo ...................................................................................... 35
Hình 16: Chức năng vẽ đồ thị xu hướng .......................................................................................... 36
Hình 17: Ví dụ giám sát mạng thông tin .......................................................................................... 37
Hình 18: Ví dụ giám sát hình ảnh từ Camera trên HMI .................................................................. 38
Hình 19: Màn hình xây dựng giao diện HMI .................................................................................. 38
Hình 20: Tổng hợp các loại báo cáo trong hệ thống ........................................................................ 42
Hình 21: Ví dụ giao diện danh sách mẫu báo cáo theo định kỳ....................................................... 43
Hình 22: Báo cáo SAIDI, SAIFI và CAIDI ..................................................................................... 47
Hình 23: Báo cáo so sánh nguyên nhân mất điện ............................................................................ 47
Hình 24: Ví dụ báo cáo thông số vận hành ...................................................................................... 48
Hình 25: Ví dụ thống kê tình trạng máy cắt..................................................................................... 50
Hình 26: Cổng dữ liệu mô hình 3 lớp .............................................................................................. 53
Hình 27: Ví dụ về giám sát sơ đồ lưới điện trên Web ..................................................................... 54
Hình 28: Ví dụ mẫu phân tích sự cố F87L tác động ........................................................................ 56
Hình 29: Hệ thống giám sát vận hành tại các đơn vị được chia sẻ dữ liệu từ hệ thống OCC-HGC 57
Hình 30: Kết nối thông tin qua mạng GSM/3G của hệ thống OCC - HGC .................................... 58
Hình 31: Kết nối thông tin với trạm bằng IP qua mạng Internet (ADSL) ....................................... 59
Hình 32: Kết nối thông tin với trung tâm khác và trạm thông qua mạng Internet (ADSL)............. 59
Hình 33: Kết nối thông tin bằng mạng IP thông qua mạng WAN cáp quang ................................. 60
Hình 34: Sơ đồ kết nối an ninh truy cập hệ thống OCC - HGC ...................................................... 60
Hình 35: Giải pháp bảo mật kết nối từ trung tâm đến trạm ............................................................. 61

Hệ thống giám sát quản lý vận hành lưới điện cao thế TP.Hà Nội (OCC-HGC)

Trang 4


Công ty TNHH Hệ thống kỹ thuật ứng dụng (ATS Co,. Ltd)

Mô tả kỹ thuật

TỪ VIẾT TẮT
SGAM

Smart Grid Architecture Model: Mô hình kiến trúc lưới điện thông minh

SCADA

Supervisory Control And Data Acquisition: Hệ thống Giám sát Điều khiển
Và Thu thập Dữ liệu

ADSL

Asymmetric Digital Subscriber Line: Kênh thuê bao số không đối xứng

CIMDB

CIM Database: Cơ sở dữ liệu theo mô hình thông tin chung

CIM

Common Information Model: Mô hình thông tin chung

DA

Data Acquisition: Thu thập dữ liệu

ĐTXD

Đầu tư xây dựng

EG

Engineering: Tác nghiệp kỹ thuật

EN

E-Notification: Dịch vụ thông báo qua mạng máy tính

ER

E-Report: Dịch vụ báo cáo tự động qua mạng máy tính

FAT

Factory Acceptance Test: Thử nghiệm xuất xưởng

GIS

Geographic Information Systems: Hệ thống thông tin quản lý vận hành trên
bản đồ số
Global System for Mobile communications: Hệ thống thông tin di động

GSM/3G/GPRS

3G: Dịch vụ dữ liệu di động thế hệ 3
General Packet Radio Service: Dịch vụ gói dữ liệu di động

HIS

Historical Information System: Hệ thống thông tin quá khứ

HMI

Human Machine Interface: Giao diện người dùng

IEEE

Institute of Electrical and Electronics Engineers: Viện kỹ thuật Điện và Điện
Tử

DER

Distribution Energy Resource

IMIS

Integrated Metering Information System: Hệ thống thông tin đo đếm tích hợp
(Hệ thống thu thập dữ liệu và quản lý đo đếm)

IED

Intelligent Electronic Device: Thiết bị điện tử thông minh, ví dụ như các loại
rơle kỹ thuật số hiện nay, các công tơ điện tử có khả năng trao đổi và giao
tiếp dữ liệu,...

IEC

International Electro technical Commission: Uỷ ban Kỹ thuật Điện Quốc tế

ISO

International Organization for Standardization: Tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc
tế

Hệ thống giám sát quản lý vận hành lưới điện cao thế TP.Hà Nội (OCC-HGC)

Trang 5


Công ty TNHH Hệ thống kỹ thuật ứng dụng (ATS Co,. Ltd)

Mô tả kỹ thuật

IP

Internet Protocol: Giao thức internet

Dịch vụ 24/7

Là dịch vụ bảo hành và sửa chữa phải được thực hiện trong vòng 24 giờ từ
khi nhận được thông báo hỏng hóc của khách hàng

LAN

Local Area Network: Mạng kết nối cục bộ, dùng để kết nối các máy tính/thiết
bị mạng trong một phạm vi nhỏ (nhà ở, phòng làm việc, …)

A1

North Regional Load Dispatching Centre (NRLDC): Trung tâm Điều độ Hệ
thống điện Miền Bắc

OCC

Operations Control Center: Trung tâm điều khiển và giám sát vận hành

PB

Playback: Tái hiện quá khứ

RTDB

Real-time Database: Cơ sở dữ liệu thời gian thực

RTU

Remote Terminal Unit: Thiết bị đầu cuối, ví dụ cổng giao tiếp dữ liệu của hệ
thống SCADA trong trạm biến áp truyền thống

RP

Report: Báo cáo

SMS

Short Message Service: Dịch vụ tin nhắn

SAT

Site Acceptance Test: Thử nghiệm tại hiện trường

EVN

Vietnam Electricity, Tập đoàn Điện lực Việt Nam

WP

Web Portal: Cổng dữ liệu vận hành trên web

WAN

Wide Area Network: Mạng kết nối diện rộng, dùng để kết nối giữa các mạng
cục bộ.

SAS

Substation Automation System: Hệ thống tự động hóa trạm biến áp

HSMT

Hồ sơ mời thầu

HSDT

Hồ sơ dự thầu

Hệ thống giám sát quản lý vận hành lưới điện cao thế TP.Hà Nội (OCC-HGC)

Trang 6


Công ty TNHH Hệ thống kỹ thuật ứng dụng (ATS Co,. Ltd)

Mô tả kỹ thuật

A. MÔ TẢ TỔNG QUÁT VỀ HỆ THỐNG
A.1 Giới thiệu chung
A.1.1 Các mục tiêu cơ bản của Hệ thống OCC - HGC
Hệ thống Quản lý vận hành và Thao tác được xây dựng với mục đích đáp ứng được các mục tiêu
cơ bản của dự án, bao gồm:
§

Giảm chi phí vận hành (OPEX) và chi phí đầu tư (CAPEX) trong dài hạn thông qua nâng cao
hiệu quả trong công tác lập kế hoạch vận hành, sửa chữa, nâng cấp và đầu tư từ ngắn hạn đến
dài hạn.
§ Nâng cao chất lượng điện năng
§ Giảm thời gian mất điện và nâng cao độ tin cậy cung cấp điện đáp ứng các yêu cầu về chất
lượng dịch vụ theo qui định đối với hoạt động điện lực.
§ Giảm tổn thất điện năng thông qua khả năng tối ưu vận hành lưới điện thông qua các tính toán
với dữ liệu thời gian thực
§ Đáp ứng các yêu cầu của Luật, Nghị định, Thông tư, Tiêu chuẩn kỹ thuật, Qui trình, Qui
phạm, Quyết định hiện hành đối với công tác Truyền tải, Phân phối và Điều độ điện lực.
Khi đáp ứng được các mục tiêu nêu trên, Hệ thống QLVH và Thao tác sẽ cung cấp cho các đơn vị
liên quan của Tổng Công ty Điện lực các khả năng sau:
§
§
§
§

§
§
§
§
§
§
§

Đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật đối với vận hành trạm biến áp cao áp không người trực.
Có đủ thông tin cần thiết và đáng tin cậy để vận hành một lưới điện an toàn, tin cậy và kinh tế.
Giảm thời gian mất điện để đáp ứng quy chuẩn bắt buộc về chất lượng dịch vụ trong qui định
của thị trường điện.
Nâng cao chất lượng và dịch vụ trong cung cấp điện, đặc biệt đối với các tình huống xảy ra
thiếu điện.
Giám sát, vận hành và quản lý hệ thống lưới điện tập trung, giảm được nhân lực trong công tác
vận hành lưới điện.
Xác định được nguyên nhân của tổn thất kỹ thuật hệ thống để có biện pháp phù hợp
Có đầy đủ thông tin và dữ liệu quá khứ đáng tin cậy phục vụ báo cáo, phân tích, dự báo, lập kế
hoạch để có thể vận hành trong cơ chế thị trường điện.
Có đầy đủ thông tin và dữ liệu một cách kịp thời để phân tích các sự cố, lập biện pháp khôi
phục phù hợp và triển khai một cách tối ưu trong thời gian nhanh nhất.
Quản lý công tác sửa chữa an toàn và hiệu quả.
Có đủ thông tin cần thiết để giải đáp cho khách hàng một cách hiệu quả.
Để triển khai một giải pháp tiên tiến, giải pháp đúng và sẵn sàng cho Smart Grid.

A.1.2 Phạm vi của hệ thống
Hệ thống trung tâm giám sát vận hành được xây dựng trên 02 trạm đã được trang bị hệ thống giám
sát điều khiển tích hợp bằng máy tính là: trạm 220kV Tây Hồ và trạm 110kV Mai Lâm do EVN
HANOI quản ly, vận hành.

Hệ thống giám sát quản lý vận hành lưới điện cao thế TP.Hà Nội (OCC-HGC)

Trang 7


Công ty TNHH Hệ thống kỹ thuật ứng dụng (ATS Co,. Ltd)

Mô tả kỹ thuật

A.2 Kiến trúc tổng thể của hệ thống OCC và Mô hình lưới điện thông minh
(SGAM)
A.2.1 Mô tả SGAM (Smart Grid Architecture Model)
A.2.1.1 Giới thiệu chung
Kiến trúc lưới điện thông minh (Smart Grid Architechture Model-SGAM) được IEC và NIST
thống nhất đưa ra bao gồm các Lĩnh vực hoạt động (Domain) với góc nhìn của quá trình biến đổi
năng lượng từ sản xuất đến sử dụng của điện năng. Để thể hiện mức độ khác nhau trong quản lý,
SGAM phát triển tiếp cho các Mức quản lý (Zone), tương ứng với cách nhìn về mặt quản lý thông
tin trong quá trình quản lý vận hành, kinh doanh và sử dụng điện. Để đảm bảo sự tương thích
(Interoperability) trong quá trình trao đổi thông tin, dữ liệu và hoạt động của các ứng dụng khác
nhau, SGAM đưa ra năm (05) Lớp tương thích (Layer) thể hiện yêu cầu mà người thiết kế và cung
cấp hệ thống cần phải xem xét để lựa chọn giải pháp thích hợp trên cơ sở các tiêu chuẩn hiện có
cũng như các tiêu chuẩn cần tiếp tục phát triển.
Mục đích của mô hình này là đưa ra mô tả trực quan liên hệ của sự tương tác giữa các Mức quản
lý (Zones) và giữa các Lĩnh vực hoạt động (Domains). SGAM đưa ra mô tả sự phát triển các kịch
bản khi phát triển lưới điện thông minh hiện tại và trong tương lai bằng cách đưa ra các nguyên lý
tổng quát, tính nhất quán, tính linh hoạt và khả năng tương tác. Căn cứ vào mô hình tổng quát này
và trên cơ sở mục tiêu phát triển Smart Grid của từng công ty điện lực (bao gồm cả Phát điện,
Truyền tải, Phân phối và Dịch vụ…), các dự án sẽ được thiết lập bao gồm cả yêu cầu kỹ thuật, yêu
cầu thử nghiệm và tiêu chí đánh giá.

A.2.1.2 Kiến trúc theo mặt phẳng của SGAM
Mặt phẳng hoạt động điện lực có thể được phân thành năm (05) Lĩnh vực hoạt động (Domain)
theo chuỗi Phát điện-Truyền tải-Phân phối-Nguồn phân tán-Khách hàng theo chiều biến đổi năng
lượng từ sản xuất đến khách hàng sử dụng điện. Chiều thứ hai thể hiện Mức quản lý (Zone) được
phân cấp phù hợp với việc quản lý thông tin trong công tác quản lý quá trình hoạt động của một
đơn vị điện lực. Cấu trúc Mặt phẳng lưới điện thông minh này cho phép chúng ta nhìn thấy được
sự tương tác của các Lĩnh vực hoạt động trong từng Mức quản lý khác nhau của một Hệ thống
điện bao gồm cả quá trình biến đổi năng lượng (vật lý) và trao đổi thông tin trong hoạt động quản
lý, vận hành và kinh doanh điện.

Hệ thống giám sát quản lý vận hành lưới điện cao thế TP.Hà Nội (OCC-HGC)

Trang 8


Công ty TNHH Hệ thống kỹ thuật ứng dụng (ATS Co,. Ltd)

Mô tả kỹ thuật

Hình 1: Mặt phẳng mô hình kiến trúc Smart Grid – Domain và Zone
Theo sự phân chia này, các Lĩnh vực hoạt động có liên quan đến lưới điện, gồm Phát điện
(Generation), Truyền tải (Transmission), Phân phối (Distribution), Nguồn phân tán (Distributed
Energy Resource-DER), Khách hàng (Customer), được sắp xếp theo chuỗi chuyển đổi năng lượng
trong hoạt động điện lực. Các Lĩnh vực hoạt động sẽ phải hoàn thành những nhiệm vụ đã được qui
định, trong những khung thời gian được xác định và tuân thủ các chính sách/qui định của các cơ
quan quản lý liên quan. Mô tả cơ bản được trình bày ở Bảng 1.
Lĩnh vực hoạt
động (Domain)

Mô tả

Generation

Đại diện cho hoạt động Phát điện của các nhà máy điện lớn với các
nguồn năng lượng sơ cấp tương ứng như: nhà máy thủy điện, nhiệt điện,
điện nguyên tử, điện gió. Các nhà máy điện thường sẽ được kết nối với
hệ thống truyền tải điện.

Transmission

Đại diện cho hoạt động Truyền tải điện với cơ sở hạ tầng là các trạm biến
áp và đường dây cao áp (110kV trở lên). Hoạt động Truyền tải điện nhằm
mục đích đưa điện được từ các nhà máy điện đến hệ thống phân phối
điện trên khoảng cách dài.

Distribution

Đại diện cho hoạt động Phân phối điện với cơ sở hạ tầng là các trạm và
đường dây Trung/Hạ áp. Hoạt động Phân phối điện sẽ đưa điện đến cho
khách hàng sử dụng điện.

DER (Distributed Đại diện cho hoạt động Phát điện của các nhà máy điện có công suất nhỏ
Energy Resource) (thường trong khoảng 3 kW-10.000 kW). Các nhà máy điện này sẽ được
đấu nối trực tiếp với hệ thống phân phối điện và cung cấp trực tiếp cho
khách hàng sử dụng điện.
Customer

Đại diện cho Khách hàng sử dụng điện: khách hàng công nghiệp, thương
mại, sinh hoạt,….

Hệ thống giám sát quản lý vận hành lưới điện cao thế TP.Hà Nội (OCC-HGC)

Trang 9


Công ty TNHH Hệ thống kỹ thuật ứng dụng (ATS Co,. Ltd)

Mô tả kỹ thuật

Các Mức quản lý (Zone) được phân chia thành năm (05) mức, Quá trình công nghệ (Process),
Trường (Field), Trạm biến áp/Nhà máy điện (Station), Vận hành (Operation), Doanh nghiệp
(Enterprise) và Thị trường điện (Market). Sự phân chia này thể hiện cách nhìn theo hướng quản lý
thông tin và chức năng kinh doanh đối với một công ty điện lực trong hoạt động điện lực. Mô tả
cơ bản được trình bày ở Bảng 2.
Mức quản lý
(Zone)
Quá trình
công nghệ
(Process)
Trường
(Field)

Mô tả

Các thiết bị vật lý trực tiếp tham gia vào quá trình của năng lượng điện như:
máy phát điện, máy biến áp, máy cắt, đường dây trên không, cáp, bất kỳ loại
cảm biến và cơ cấu chấp hành hoặc kết nối trực tiếp đến quá trình, ...).
Bao gồm cả thiết bị bảo vệ, điều khiển và giám sát hệ thống điện, ví dụ Rơle
bảo vệ, BCU, bất kỳ loại thiết bị điện tử thông minh nào thu thập và xử lý dữ
liệu lưới điện.

Trạm biến áp Đại diện cho cấp tập trung dữ liệu của cấp trường (Field) như: hệ thống tập
(Station)
Trung dữ liệu, hệ thống tự động hóa trạm SAS, hệ thống giám sát nhà máy, hệ
thống RTU,…
Vận hành
Đại diện cho cấp vận hành hệ thống điện trong Khu vực tương ứng như: hệ
(Operation)
thống quản lý lưới phân phối DMS, hệ thống quản lý năng lượng EMS, hệ
thống SCADA, hệ thống trung tâm vận hành và đóng cắt, giám sát lưới diện
rộng WAMS
Doanh
Bao gồm các quy trình, các dịch vụ và cơ sở hạ tầng thương mại và tổ chức cho
nghiệp
các doanh nghiệp (các tiện ích, các nhà cung cấp dịch vụ, thương nhân năng
(Enterprise)
lượng ...), ví dụ: quản lý tài sản GIS/AM/FM, quản lý lực lượng lao động, đào
tạo nhân viên, khách hàng, quản lý mối quan hệ, thanh toán và mua sắm ...
Thị trường
Phản ánh các hoạt động trên thị trường, ví dụ kinh doanh năng lượng, thị
điện (Market) trường bán sỉ, thị trường bán lẻ.

A.2.1.3 Kiến trúc 3 chiều của SGAM
Để đảm bảo sự tương thích khi vận hành của các hệ thống công nghệ thông tin phục vụ cho một hệ
thống kinh doanh phức tạp và có tính tương tác cao như hoạt động điện lực, về nguyên tắc chúng
ta cần đảm bảo sự tương tác như mô hình sau:
Kiến trúc SGAM 3 chiều được kết hợp từ khái niệm của cấu trúc lớp tương tác và mặt phẳng lưới
điện thông minh thành cấu trúc 3 chiều sau:
-

Lĩnh vực hoạt động (Domain)

Mức quản lý (Zone)
Lớp tương tác (Layer)

Hệ thống giám sát quản lý vận hành lưới điện cao thế TP.Hà Nội (OCC-HGC)

Trang 10


Công ty TNHH Hệ thống kỹ thuật ứng dụng (ATS Co,. Ltd)

Mô tả kỹ thuật

Hình 2: Kiến trúc 3 chiều của SGAM

A.2.2 Kiến trúc tổng thể Hệ thống EVN-HCMC-OCC theo SGAM
Sau quá trình phân tích, thiết kế và triển khai cụ thể các Lớp tương tác đối với từng Mức quản lý
theo phương pháp được trình bày ở hình sau:

Hình 3: Mô hình phân tích triển khai các Lớp tương tác
Cấu trúc tổng thể của Hệ thống Trung tâm quản lý và vận hành hệ thống cao áp được xây dựng
sẵn sàng cho quá trình tiến tới trạm bán người trực trong tương lai được thể hiện như hình sau đây.

Hệ thống giám sát quản lý vận hành lưới điện cao thế TP.Hà Nội (OCC-HGC)

Trang 11


Công ty TNHH Hệ thống kỹ thuật ứng dụng (ATS Co,. Ltd)

Mô tả kỹ thuật

Hình 4: Cấu trúc tổng thể Hệ thống giám sát quản lý vận hành áp dụng mô hình SGAM

A.3 Các tiêu chuẩn được áp dụng
A.3.1 Các tiêu chuẩn tổng quát
Trừ các trường hợp được thống nhất từ trước, với các thiết kế, xây dựng và hiệu quả hoạt động của
trang thiết bị hệ thống Trung tâm vận hành và phần mềm cung cấp sẽ phải theo các tiêu chuẩn mới
nhất được ban hành của các tổ chức sau đây:
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
9)

Hiệp hội tiêu chuẩn (IEC)
Viện kỹ thuật điện và điện tử (IEEE)
Viện tiêu chuẩn quốc gia Mỹ (ANSI)
Hiệp hội công nghiệp điện tử (EIA)
Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế (ISO)
Ủy ban kỹ thuật điện tử quốc tế (IEC)
Viện tiêu chuẩn và công nghệ (NIST)
Các tiêu chuẩn ngành điện trong nước
Các qui định của EVN

A.3.2 Đảm bảo yêu cầu đối với hệ thống mở
Hệ thống Quản lý vận hành và Thao tác đáp ứng các yêu cầu về tính tương thích của với các tiêu

chuẩn máy tính, các tiêu chuẩn de-jour, de-facto, bất cứ khi nào các tiêu chuẩn này cũng phải phù
hợp với thiết kế. Về vấn đề này, các tiêu chuẩn máy tính và truyền thông dựa vào các mục sau sẽ
được tuân thủ xuyên suốt cho hệ thống Trung tâm vận hành.

Hệ thống giám sát quản lý vận hành lưới điện cao thế TP.Hà Nội (OCC-HGC)

Trang 12


Công ty TNHH Hệ thống kỹ thuật ứng dụng (ATS Co,. Ltd)

Mô tả kỹ thuật

A.3.3 Hệ điều hành
Hệ điều hành cho máy chủ và cho các máy trạm làm việc được sử dụng thống nhất Hệ điều hành
họ Windows 2008, hệ điều hành này đáp ứng các đặc điểm sau:
-

Hệ điều hành 64-bit được sử dụng với các cấu trúc vi xử lý 64-bit của Intel;
Tuân thủ theo giao diện hệ điều hành khả chuyển (Portable Operating System Interface POSIX) của IEEE.
Tất cả bản quyền, sáng chế và các quyền sử hữu trí tuệ khác được tôn trọng.

A.3.4 Phần mềm
Mã nguồn của chương trình ứng dụng được viết trên ngôn ngữ lập trình cao như: C, C++, C#,
Java, Visual Basic, và phù hợp với các tiêu chuẩn ANSI.

A.3.5 LAN và WAN
Các mạng nội bộ (LANs) tương thích với các tiêu chuẩn và các đặc điểm với kết nối các hệ thống
mở (Open Systems Interconnection - OSI). Mạng LAN sẽ sử dụng Ethernet. Cả hai hệ thống OSI
và mạng Internet sẽ được sử dụng cho các liên kết với các vùng.

A.3.6 Các tiêu chuẩn cơ bản áp dụng trong hệ thống
Hệ thống Hệ thống Quản lý vận hành và Thao tác sử dụng các tiêu chuẩn và giao thức để trao đổi
thông tin, mô hình dữ liệu (Data Model) như sau:
-

IEC 61850
IEC 60870-5-101/104/103
IEC 61968/61970 (CIM)
IEC 60870-6 (ICCP)
IEC 62056
IEEE, ITU
FTP
Telnet
OPC UA

Hệ thống giám sát quản lý vận hành lưới điện cao thế TP.Hà Nội (OCC-HGC)

Trang 13


Công ty TNHH Hệ thống kỹ thuật ứng dụng (ATS Co,. Ltd)

Mô tả kỹ thuật

B. MÔ TẢ KỸ THUẬT CHI TIẾT
B.1 Đặc điểm chung của Hệ thống HGC-OCC
B.1.1 Các đặc tính kỹ thuật chính
Hệ thống Trung tâm giám sát vận hành và thao tác lưới điện 110kV của Công ty Lưới điện Cao
thế do ATS cung cấp sẽ đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật đặc thù trong ngành điện, ngoài ra với

kinh nghiệm 16 năm hoạt động trong lĩnh vực điều khiển hệ thống điện của EVN, các chức năng
được thiết kế sẽ phù hợp với yêu cầu của các qui trình, qui phạm và qui định hiện hành. Các đặc
điểm chính của Hệ thống sẽ là:
Thiết bị có độ tin cậy cao, được thương mại hóa trên thị trường và dễ thay thế:
Các thiết bị phần cứng được lựa chọn là loại được thương mại hóa rộng rãi (COTS - Commercial
Off-The-Shell) và được sản xuất bởi những hãng danh tiếng trên thế giới như SEL, IBM, DELL,
Cisco, Sixnet, Samsung,…Những thiết bị này bao gồm các máy tính chủ, máy tính Front-End
(FEC), máy tính trạm làm việc (work station), thiết bị mạng LAN/WAN, thiết bị ngoại vi, thiết bị
điện tử thông minh (IED), thiết bị cấp nguồn dự phòng, … Từ đó EVN HGC trong quá trình vận
hành có thể sửa chữa, thay thế, nâng cấp và mở rộng mà không bị phụ thuộc vào bất kỳ một nhà
sản xuất nào.
Đặc biệt toàn bộ hệ thống máy tính được sử dụng là loại máy tính công nghiệp do SEL sản xuất
với điều kiện bảo hành lên đến 10 năm. Với đặc điểm là hệ thống sử dụng duy nhất một loại máy
tính nên công tác bảo trì, thay thế và dự phòng sẽ rất thuận tiện và kinh tế.
Hệ thống được thiết kế có dự phòng đảm bảo hoạt động tin cậy
Căn cứ yêu cầu kỹ thuật của HSMT, thiết bị phần cứng và các module phần mềm được ATS thiết
kế và xây dựng với cấu hình kép. Với cấu hình như vậy hệ thống đảm bảo có thể vận hành bình
thường khi xảy ra lỗi của bất cứ một phần tử đơn lẻ nào.
Tính bảo mật cao
Hệ thống trang bị công cụ cần thiết để hỗ trợ quản lý phân quyền mức truy nhập kết hợp hàng rào
tường lửa đối với các kết nối ra ngoài phù hợp chuẩn bảo mật NERC CIP. Thiết kế an ninh đảm
bảo hệ thống mạng máy tính và thiết bị IED của các trạm biến áp và trung tâm OCC-HGC luôn
được kiểm soát chống xâm nhập và truy cập trái phép.
Tuân thủ các tiêu chuẩn, tương thích với nhiều giao thức kết nối khác nhau
Hệ thống OCC-HGC được thiết kế và xây dựng tuân thủ các tiêu chuẩn chuyên ngành, đảm bảo
tương thích với các giao thức kết nối dữ liệu hiện hữu của thiết bị và máy tính của các trạm
110kV/220kV/500kV (RP570/IEC-60870-5-101/-104/-103, IEC 61850, Modbus RTU) và dễ dàng
nâng cấp tương thích với những giao thức kết nối mới với các Gateway/RTU trong tương lai. Để
trao đổi dữ liệu và thông tin trong vận hành, hệ thống có thể kết nối với các trung tâm điều độ A1,
Điều độ EVN HANOI, các trung tâm quản lý vận hành và thao tác khác theo giao thức ICCP

(IEC 60870-6).

Hệ thống giám sát quản lý vận hành lưới điện cao thế TP.Hà Nội (OCC-HGC)

Trang 14


Công ty TNHH Hệ thống kỹ thuật ứng dụng (ATS Co,. Ltd)

Mô tả kỹ thuật

Hệ thống tương thích với giao thức kết nối các thiết bị đo đếm điện năng như A1700, Landis+ Gyr,
EDMI, Iskra bằng các giao thức như IEC-61107, FLAG, IEC-62056, dlms, Modbus,... đảm bảo
khả năng thu thập dữ liệu đo đếm phục vụ công tác vận hành, quản lý đo đếm, kinh doanh và cung
cấp cho các ứng dụng khác theo yêu cầu của các đơn vị chức năng.
Hệ thống tương thích với các giao thức kết nối thiết bị Recloser (Modbus, DNP3...) cho phép mở
rộng và gép nối với các ứng dụng quản lý vận hành lưới phân phối trong tương lai..
Nhằm khai thác được các thiết bị hiện hữu tại các trạm 110kV, 220kV và giảm thời gian cắt điện
trong thi công, hệ thống đáp ứng nhiều phương án kết nối thu thập và xử lý dữ liệu tại trạm đảm
bảo yêu cầu kỹ thuật và kinh tế. Khả năng linh hoạt trong các phương án kết nối là do sử dụng
máy tính công nghiệp (SEL 3355) làm bộ thu thập, tập trung và xử lý dữ liệu cho các trạm biến áp.
Phương án này đảm bảo sự sẵn sàng cho yêu cầu đối với trạm không người trực do toàn bộ dữ
liệu (thu thập tự động hay bằng tay), giao diện người-máy (HMI) cho giám sát và thao tác tại trạm
110kV,220kV sẽ được truyền về để lặp lại tại Trung tâm OCC-HGC. Việc lặp lại này tạo sự đồng
nhất về dữ liệu và giao diện đồ họa giữa trạm và Trung tâm, tạo điều kiện cho việc giám sát và
thao tác đảm bảo an toàn cho người và thiết bị trong vận hành cũng như trong sửa chữa.
Hỗ trợ nhiều loại đường truyền tin
Để kết nối với các Gateway/RTU của trạm 110kV/220kV, các trung tâm điều độ và các đơn vị liên
quan một cách linh hoạt và kinh tế, hệ thống OCC-HGC cung cấp khả năng hỗ trợ nhiều dạng
đường truyền khác nhau như: LAN/WAN, SDH, TDMoIP, ADSL, leased-line, GSM/GPRS/3G.

Khả năng hỗ trợ nhiều loại đường truyền cho phép triển khai các hình thức truyền tin khác nhau
một cách kinh tế để tạo được cấu hình chính/dự phòng nhằm nâng cao độ tin cậy và giảm thời gian
mất đường truyền của hệ thống.

Hệ thống giám sát quản lý vận hành lưới điện cao thế TP.Hà Nội (OCC-HGC)

Trang 15


Công ty TNHH Hệ thống kỹ thuật ứng dụng (ATS Co,. Ltd)

Mô tả kỹ thuật

B.2 Mô tả kỹ thuật hệ thống tại Trung tâm OCC-HGC
B.2.1 Giới thiệu tổng quát
Mô tả kỹ thuật Hệ thống Trung tâm OCC-HGC bao gồm giải pháp kỹ thuật hệ thống phần cứng và
hệ thống phần mềm. Hệ thống được mô tả với các module phần mềm ứng dụng cơ bản và nâng
cao (Smart Application) để nhân viên vận hành và cán bộ quản lý có thể giám sát, điều khiển toàn
bộ hoạt động của hệ thống và hỗ trợ quyết định thực hiện các phương thức vận hành nhanh chóng,
chính xác và kinh tế nhất.

B.2.2 Cấu trúc phần cứng tại Trung tâm OCC-HGC
B.2.2.1 Giới thiệu
Toàn bộ phần cứng được ATS lựa chọn là các sản phẩm được sản xuất, chế tạo, lắp ráp và hoàn
thiện có chất lượng tốt nhất đáp ứng và tương thích với tất cả các tiêu chuẩn và giao thức trong
điều khiển, bảo vệ và đo lường của nhà sản xuất cũng như yêu cầu kỹ thuật đặc thù của hệ thống
điện.

Hình 5: Máy tính chủ công nghiệp (Industrial-Type Server grade Computer) thế hệ 3-SEL3355

B.2.2.2 Cấu trúc tổng thể
Căn cứ vào mục đích là quản lý, giám sát vận hành 02 trạm được trang bị hệ thống điều khiển
bằng máy tính 220kV Tây Hồ và 110kV Mai Lâm, cấu trúc tổng thể của hệ thống trung được xây
dựng bao gồm máy chủ truyền tun và xử lý dư liệu (Comm & Data Server), máy tính chủ cơ sở dữ
liệu quá khứ và ứng dụng Web (HIS/Web Server), có khả năng chia sẻ dữ liệu với các phòng/ban
có liên quan của Công ty Lưới điện cao thế.

Hệ thống giám sát quản lý vận hành lưới điện cao thế TP.Hà Nội (OCC-HGC)

Trang 16


Công ty TNHH Hệ thống kỹ thuật ứng dụng (ATS Co,. Ltd)

Mô tả kỹ thuật

Giải pháp tổng thể cho cấu trúc phần cứng hệ thống OCC-HGC được thể hiện như hình sau:

Hình 6: Cấu trúc phần cứng trang bị tại Trung tâm OCC-HGC
Cấu trúc như mô tả ở trên cho phép linh hoạt trong xây dựng các liên kết phần cứng, tổ chức phần
mềm, tổ chức bảo vệ an ninh truy cập mạng, trao đổi dữ liệu nội bộ trong hệ thống OCC-HGC
cũng như với các hệ thống bên ngoài. Với cấu trúc này, chủ đầu tư có thể thay thế và nâng cấp
từng phần của hệ thống OCC-HGC trong quá trình vận hành và phát triển trong tương lai.

B.2.2.3 Đặc tính kỹ thuật các thiết bị chính
B.2.2.3.1 Đặc tính kỹ thuật của thiết bị máy tính chủ SEL-3355
Các máy tính chủ trong hệ thống làm nhiệm vụ quản lý hệ thống truyền tin, thu thập dữ liệu, xử lý,
lưu trữ dữ liệu và thực hiện tính toán các bài toán ứng dụng.
Là thiết bị tích hợp máy tính công nghiệp, thiết bị được loại trừ các bộ phận chuyển động bao gồm
cả quay ổ đĩa, hệ thống tản nhiệt không dùng quạt, loại trừ các lỗ thông hơi làm giảm tích tụ bụi.

Các yếu tố này môi trường làm tăng độ tin cậy và bảo trì thấp nhất trong làm việc của nhà máy.
Do vậy thiết bị máy tính công nghiệp SEL-3355 sử dụng trong ngành điện đáp ứng các yêu cầu
như:
§
§

Có dải nhiệt độ làm việc lớn: Máy tính công nghiệp làm việc tốt trong dải nhiệt -40 - 600C theo
tiêu chuẩn công nghiệp nâng cao.
Không có những phẩn tử chuyển động (moving part): để tránh bị hao mòn cơ khí trong quá
trình hoạt động các phần tử trong máy tính thông thường như quạt làm mát (cooling fan), ổ đĩa

Hệ thống giám sát quản lý vận hành lưới điện cao thế TP.Hà Nội (OCC-HGC)

Trang 17


Công ty TNHH Hệ thống kỹ thuật ứng dụng (ATS Co,. Ltd)

§
§
§

§

§

§
§

Mô tả kỹ thuật

cứng quay (rotation harddisk) phải được thay thể bởi các phần tử cao cấp hơn như: hệ thống
tản nhiệt bị động có xuất truyền nhiệt cao, các vật lưu không phần tử chuyển động như high
speed CompactFlash hoặc SSD
Có khả năng làm việc trong môi trường có hơi nước gần bão hòa - 90%
Có tùy chọn chống ăn mòn do hơi axít, muối v..v.. khi bị đặt gần hệ thống accu, các nguồn bay
hơi gây ăn mòn công nghiệp
Chịu được can nhiễu điện từ trường: khi hoạt động trong môi trường trạm biến áp cao áp
(>110kV) có nhiều nguồn phát điện trường mạnh như: các máy biến áp công suất lớn, các máy
nạp của hệ thống accu, thiết bị viễn thông, nhiễu điện - từ trường khi sự cố - hệ thống máy tính
công nghiệp vẫn phải hoạt động bình thường. Đáp ứng tiêu chuẩn cách điện và chống nhiễu
điện từ theo IEC 255.
Chịu dòng xung kích lớn từ các phía kết nối như
o Nguồn cấp điện
o Các kết nối LAN
o Các kết nối USB
o Các kết nối Serial (có thể chịu xung kích trên >1kVs)
o Điều này đặc biệt quan trọng khi trong trạm có sự cố duy trì sẽ tạo dòng cám ứng rất
mạnh trên gần như toàn bộ các vật dẫn trong trạm như: dây cấp nguồn, cáp Ethernet,
cáp USB, kết nối Serial, nếu không có khả năng chịu xung máy tính gần như hư hỏng
ngay lập tức.
Làm việc được với hệ thống nguồn tự dùng DC một chiều của trạm, hỗ trợ dải điện áp làm
việc rộng (85-300VDC). Điều này giúp máy tính công nghiệp có thể hoạt động bình thường
ngay khi mất toàn bộ nguồn lưới cấp cho trạm.
Có khả năng đồng bộ thời gian với độ chính xác cao thông qua giao diện IRIGB.
Hỗ trợ nhiều giao tiếp kết nối: máy tính công nghiệp một trong những vai trò của nó là điều
khiển các thiết bị khác, nên không giống như máy tính văn phòng hay thiết bị công nghiệp
thông thường, nó hỗ trợ đồng thời nhiều cổng serial 02 cổng tích hợp sẵn và có thể nâng cấp
lên 28 cổng thống qua card và khe cắm PCIe, 06 cổng USB để có thể điều khiển toàn bộ hoạt
động của trạm.

Có hệ thống tự giám sát hoạt động "Watch dog": Khi có bất kỳ sự cố nào đối với máy tính, cảnh
báo sớm phải được đưa ra vào chung hệ thống cảnh báo của trạm như chuông còi đèn báo v..v
Các máy tính chủ trong hệ thống được phối hợp dự phòng cho nhau, đảm bảo hệ thống làm việc
tin cậy và ổn định. Mỗi server làm việc độc lập, có thể khởi động lại riêng một server mà không
ảnh hưởng tới các phần đang hoạt động.

B.2.3 Cấu trúc phần mềm hệ thống OCC-HGC
B.2.3.1 Các đặc tính chung của hệ thống phần mềm OCC
Ø Hệ thống phần mềm của Trung tâm giám sát quản lý vận hành lưới điện 110kV tại Công ty
Lưới điện cao thế được xây dựng trên cơ sở hệ điều hành MS WindowsTM, tương thích với
các tiêu chuẩn và giao thức được sử dụng phổ biến trong thu thập dữ liệu, giám sát và điều
khiển trạm biến áp và hệ thống điện như: IEC-60870-5-101/-104, IEC-60870-6/ICCP,
IEC61850, Modbus, DNP, RP570, DDE và OPC,....
Ø Thiết kế hệ thống OCC-HGC đảm bảo tính mở do tuân thủ các tiêu chuẩn quốc tế thông
dụng như IEC, ANSI/IEEE, ISO và các tiêu chuẩn được sử dụng rộng rãi trong công

Hệ thống giám sát quản lý vận hành lưới điện cao thế TP.Hà Nội (OCC-HGC)

Trang 18


Công ty TNHH Hệ thống kỹ thuật ứng dụng (ATS Co,. Ltd)

Ø
Ø

Ø
Ø
Ø

Mô tả kỹ thuật

nghiệp như OPC, DDE, ODBC, XML, SQL, HTTP… cho phép người dùng có thể làm chủ
cũng như thực hiện công tác nâng cấp và mở rộng một cách độc lập.
Hệ thống phần mềm tại trung tâm OCC-HGC được theo module hóa và sẵn sàng cho việc
nâng cấp, mở rộng hay tích hợp với các phần mềm ứng dụng của bên thứ ba.
Hệ thống đảm bảo khả năng kết nối tới 256 kênh RTU/Gateway và hơn 8 kênh kết nối đến
các trung tâm điều độ và trung tâm giám sát vận hành khác. Với khả năng này OCC-HGC
đáp ứng yêu cầu kết nối dữ liệu với toàn bộ các trạm 110kV, 220kV của EVN HANOI
đang quản lý.
Hệ thống có khả năng quản lý hơn 64 trạm làm việc (Workstation) cấp dưới để chia sẻ dữ
liệu cũng như ứng dụng trong EVN HANOI.
Hệ thống được thiết kế đảm bảo tuân thủ tiêu chuẩn và qui định hiện hành được áp dụng
trong ngành điện Việt Nam.
Hệ thống giao diện cung cấp đầy đủ thông tin cần thiết cho giám sát vận hành và thao tác
được thiết kế thân thiện, trực quan và phù hợp với các qui trình vận hành cung như thói
quen của nhân viên vận hành thuộc EVN HANOI.

B.2.3.2 Cấu trúc phần mềm hệ thống OCC-HGC
Hệ thống trung tâm được thiết kế dựa trên mô hình 3 lớp (3-tier model) được mô tả như dưới đây:

Hình 7: Cấu trúc phân lớp hệ thống phần mềm trung tâm
Lớp thu thập dữ liệu:
Ø Đây là lớp thấp nhất trong hệ thống trung tâm sẽ làm nhiệm vụ giao tiếp trực tiếp với các
thiết bị tập trung dữ liệu tại trạm, các hệ tự động hóa trạm - Substation Automation

Hệ thống giám sát quản lý vận hành lưới điện cao thế TP.Hà Nội (OCC-HGC)

Trang 19

Công ty TNHH Hệ thống kỹ thuật ứng dụng (ATS Co,. Ltd)

Mô tả kỹ thuật

System, các trung tâm điều độ khác với khả năng kết nối đồng thời đến 256 thiết bị tập
trung dữ liệu tại trạm và hơn 8 trung tâm điều độ khác.
Ø Lớp này cũng làm nhiệm vụ theo dõi tình trạng các kênh truyền, quản lý các thông số của
quá trình truyền nhận, đưa ra các cảnh báo về quá trình giao tiếp với các nhà máy.
Ø Lớp này thông qua các hệ thống viễn thông sẽ gửi/nhận dữ liệu đến/từ các đầu cuối thông
qua các protocol được chuẩn hóa (xin xem thêm phần Protocol) và xử lý các dữ liệu này
thành các định dạng mà hệ thống máy tính có thể hiểu được trước khi chuyển tiếp nó qua
lớp Data Server.
Ø Lớp thu thập dữ liệu tương thích với các tiêu chuẩn như: IEC 60870-5-101/104/RP570,
DDE, ICCP,OPC.
Lớp Data Server:
Ø Lớp này sẽ tiếp nhận dữ liệu từ lớp giao diện xử lý chúng và làm chúng sẵn sàng đối với
các ứng dụng.
Ø Một điểm quan trọng là lớp này cũng được trang bị hệ thống xử lý logic dạng SoftPLC –
Logic processor theo tiêu chuẩn IEC61131-3 để giúp người sử dụng đưa ra các sơ đồ logic
phù hợp với các ứng dụng của mình.
Ø Đây là lớp đặc biệt quan trọng vì các ứng dụng yêu cầu dữ liệu thời gian thực đều truy cập
dữ liệu thông qua nó.
Ø Với khả năng xử lý ít nhất 256.000 điểm dữ liệu giúp đảm bảo kích thước (sizing) của hệ
thống khi được mở rông trong tương lai.
Lớp ứng dụng:
Ø Đây là lớp cao nhất ở hệ thống trung tâm
Ø Người sử dụng sẽ giao tiếp với hệ thống thông qua lớp này. Ở đây các ứng dụng là hệ giao
diện người máy HMI với khả năng hiễn thị ít nhất 256.000 tín hiệu được cài trên máy tính

điều khiển, hệ thống quản lý sự kiện, hệ thống dữ liệu quá khứ với khả năng lưu dữ ít nhất
10.000 sự kiện trong quá khữ,…
Ø Hệ thống OCC-HGC trung tâm sẽ hoạt động dựa trên mạng LAN được bảo mật và có thể
hỗ trợ một số lượng lớn các nút truy cập dạng khách chủ Client/Server. Cũng như vậy hệ
thống tiền xử lý (Front-End Processor) sẵn sàng với đồng thời ít nhất 256 thiết bị đầu cuối.
Ø Hệ thống hỗ trợ các thành phần theo mô hình khách chủ và có thể hoạt động tập trung hoặc
phân tán tại 1 hay nhiều hệ thống server, để tăng tính linh hoạt, khả năng mở rộng cũng
như tăng độ sẵn sàng.
Các chức năng tiêu biểu được hệ thống trung tâm quản lý bao gồm:
Ø Hệ quản trị CSDL thời gian thực - Realtime database management (với khả năng xử lý ít
nhất 256.000 tín hiệu trạng thái, đo lường)
Ø Hệ thống quản lý cảnh báo – Alarm Processing
Ø Hệ thống quản lý sự kiện – Event History
Ø Hệ quản trị CSDL quá khứ - Historical Data management (với khả năng lữu trữ ít nhất
10.000 sự kiện quá khứ)

Hệ thống giám sát quản lý vận hành lưới điện cao thế TP.Hà Nội (OCC-HGC)

Trang 20


Công ty TNHH Hệ thống kỹ thuật ứng dụng (ATS Co,. Ltd)

Mô tả kỹ thuật

Ø Giao diện người máy – HMI (với khả năng hiễn thị ít nhất 256.000 tín hiệu trạng thái, đo
lường)
Ø Hệ quản lý biển báo - Tagging management
Ø Hệ thống quản lý giao tiếp – Interface management (với khả năng quản lý đồng thời ít nhất
256 thiết bị đầu cuối)

Ø Hệ thống ICCP (với khả năng kết nối đồng thời ít nhất với 8 trung tâm điều độ khác)
Ø Dịch vụ Web, Mobile.
Ø Sẵn sàng tính năng tích hợp hệ thống Camera IP giám sát hoạt động của trạm (trong tương
lai).
Đặc điểm ưu việt của hệ thống này là tính đồng nhất 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 tùy vào phân cấp sẽ được cung cấp đầy đủ thông tin và quyền điều khiển như đang vận
hành trong phòng điều khiển tại trạm.

B.2.3.3 Các giao thức sử dụng trong hệ thống OCC-HGC
Hệ thống OCC-HGC sẵn sàng, đáp ứng đầy đủ các giao thức được sự dụng trong truyền thông
công nghiệp:
-

Giao thức IEC 60870-5-101/103/104.
Giao thức ICCP/TASE.2
Giao thức OPC (OLE for process control)/ DDE/ Net DDE (Dynamic Data Exchange).
Modbus TCP/IP, Modbus RTU, Fast Message...

B.2.3.4 Các module phần mềm được trang bị tại Trung tâm OCC-HGC
Ø
Ø
Ø
Ø

Module DA (Data Acquisition) thu thập dữ liệu;
Module RTDB (Real Time Data Base) xử lý dữ liệu thời gian thực;
Module quản trị cơ sở dữ liệu quá khứ và ứng dụng (Historian Data Base);
Module HMI (Human-Machine Interface) giao diện người-máy cho giám sát và điều khiển

từ xa;
Ø Module RP (Report) lập báo cáo (Future);
Ø Module hiển thị và phân tích file sự cố của relay bảo vệ (FReporter) (Future);

Hệ thống giám sát quản lý vận hành lưới điện cao thế TP.Hà Nội (OCC-HGC)

Trang 21


Công ty TNHH Hệ thống kỹ thuật ứng dụng (ATS Co,. Ltd)

Mô tả kỹ thuật

Hình 8: Cấu trúc Module phần mềm trang bị tại trung tâm OCC-HGC
B.2.3.4.1 Thu thập dữ liệu (Data Acquisition)
Cấu trúc module DA trong hệ thống OCC-HGC
Module DA là khối làm nhiệm vụ thiết lập, quản lý các kênh thông tin thời gian thực và trao đổi
dữ liệu với các thiết bị và hệ thống khác. Đây là một phần không thể thiếu của bất kỳ hệ thống thu
thập xử lý dữ liệu và giám sát điều khiển nào.
Đầu vào của module DA
Là phần kết nối trực tiếp giữa hệ thống trung tâm và thiết bị tập trung dữ liệu, gateway của hệ
thống SAS, máy tính chủ SAS, DA thu thập tất cả dữ liệu từ các kết nối này theo giao thức chuẩn
(IEC-60870-5-101/-104/ICCP/Modbus/DNP/DDE/OPC/DLMS/IEC-62056/...) thông qua nhiều
loại kênh truyền WAN/LAN/Internet/GSM/.... Với kết nối tới trung tâm khác (A1, EVN HANOI),
DA là đầu cuối trao đổi dữ liệu giữa các hệ thống theo cấu hình định trước.
Quá trình xử lý của module DA
DA thực hiện toàn bộ quá trình từ quản lý các kênh thông tin, chuyển đổi giao thức truyền dữ liệu
và xử lý thông tin. Nó độc lập với RTDB (còn gọi là Data Server) để đảm bảo cho các nhiệm vụ
chức năng quan trọng. DA không làm thay đổi thông tin dữ liệu, nó giám sát từng kênh kết nối và
cung cấp các I/O Driver đảm bảo sự trao đổi dữ liệu theo từng giao thức cụ thể.

DA mang đến cho hệ thống khả năng tương thích với rất nhiều giao thức trao đổi thông tin khác
nhau trên đa dạng kênh truyền (WAN/SDH/Internet/GSM/ ...):

Hệ thống giám sát quản lý vận hành lưới điện cao thế TP.Hà Nội (OCC-HGC)

Trang 22


Công ty TNHH Hệ thống kỹ thuật ứng dụng (ATS Co,. Ltd)

Mô tả kỹ thuật

Ø Kết nối với RTU/Gateway của các trạm và giám sát kết nối theo IEC-60870-5-101.
Ø Kết nối với thiết bị thu thập dữ liệu của các trạm và giám sát kết nối theo IEC-60870-5104/ICCP.
Ø Kết nối với máy tính chủ của hệ thống SAS và giám sát kết nối theo giao thức
ICCP/DDE/OPC.
Ø Sẵn sàng kết nối với máy tính chủ của trung tâm điều độ HTĐ A1, EVN HANOI và giám
sát các kết nối này theo ICCP/TASE.2.
Ø Kết nối với các thiết bị chuyển đổi Serial – Ethernet thu thập dữ liệu đo đếm từ công tơ
theo IEC-62056/DLMS/.... Giám sát điều khiển Recloser theo các giao thức
Modbus/DNP... khi có nhu cầu kết nối.
Đầu ra của module DA
Đối với phía hệ thống trung tâm, DA cung cấp toàn bộ dữ liệu nó thu thập được từ các kênh kết
nối theo từng giao thức chuẩn tới cho module RTDB. Thông tin dữ liệu từ RTDB gửi tới các đầu
cuối kết nối với module DA có thể là các lệnh điều khiển, các yêu cầu thu thập dữ liệu theo các
tiêu chuẩn mà nó hỗ trợ.
B.2.3.4.2 Cơ sở dữ liệu thời gian thực (RTDB)

Hình 9: Giao diện ứng dụng Cơ sở dữ liệu thời gian thực
Cấu trúc module RTDB trong hệ thống OCC-HGC

Module RTDB như một thành phần trung tâm trong hệ thống OCC-HGC. RTDB là cầu kết nối
giữa DA và các module ứng dụng khác (HMI, HIS,...), làm nhiệm vụ quản lý và xử lý toàn bộ dữ
liệu thời gian thực của hệ thống.
Module RTDB được thiết kế theo mô hình khách/chủ (Client/Server). Mô hình thiết kế này cung
cấp số lượng lớn các kết nối vào nó để lấy dữ liệu phục vụ các ứng dụng khác nhau trong cũng
như ngoài hệ thống OCC-HGC.

Hệ thống giám sát quản lý vận hành lưới điện cao thế TP.Hà Nội (OCC-HGC)

Trang 23


Công ty TNHH Hệ thống kỹ thuật ứng dụng (ATS Co,. Ltd)

Mô tả kỹ thuật

Đầu vào của module RTDB
RTDB được kết nối dữ liệu thời gian thực với DA, và nhận toàn bộ dữ liệu từ DA. Theo chiều
ngược lại RTDB cũng nhận và xử lý dữ liệu từ các ứng dụng trong hệ thống, sau đó gửi tới DA
như lệnh điều khiển thiết bị, lệnh tắt bật chức năng của thiết bị bảo vệ.
Quá trình xử lý của module RTDB
Module RTDB hỗ trợ lập trình softlogic theo chuẩn IEC-61131, xử lý, chuyển đổi dữ liệu nhận từ
DA hoặc các lệnh từ các module ứng dụng sang định dạng phù hợp cho mục đích kế tiếp.
Với vai trò trung tâm thu thập, xử lý dữ liệu và giám sát điều khiển lưới điện, để đảm bảo độ tin
cậy của hệ thống, RTDB sẽ được thiết kế theo cấu hình kép cả phần cứng và phần mềm.
Đầu ra của module RTDB
Sau khi xử lý và chuyển đổi dữ liệu phù hợp, RTDB cung cấp dữ liệu cho từng module ứng dụng
của hệ thống. Ngược lại, dữ liệu của các module ứng dụng sau khi được xử lý sẽ được trả lại cho
module RTDB để giao tiếp ngược lại với các điểm đầu cuối được kết nối với trung tâm cho các
mục đích điều khiển và giám sát.

B.2.3.4.3 Cơ sở dữ liệu quá khứ (HIS)
B.2.3.4.3.1 Đặc điểm chung

Hệ thống dữ liệu quá khứ (HIS) là một bộ dữ liệu về tất cả các thông tin trong quá trình vận hành
hệ thống điện. HIS được xây dựng theo công nghệ client-server.
HIS sẽ có khả năng lưu trữ dữ liệu về tất cả các thông tin đưa ra từ hệ thống “real-time” về hệ
thống điện. Dữ liệu sẽ được lưu trữ đúng độ phân giải định dạng ban đầu trong thời gian 5 năm.
Hệ thống hỗ trợ các loại dữ liệu dạng: integer, float 32 bits, float 64, float 16, Boolean, Digital, các
loại dữ liệu được định nghĩa bởi người dùng. Đa mức truy nhập cũng như các khả năng ngăn chặn
khác đối với các truy nhập không được uỷ quyền là một ưu thế của hệ thống HIS.
§
§

By exception - Khả năng lưu trữ những thay đổi xảy ra trong hệ thống điện trong ngưỡng
được định nghĩa trước.
Periodically - Người dùng có thể đặt tần suất lưu trữ xuống tới khoảng cỡ mini giây và có
thể cấu hình riêng cho từng điểm dữ liệu lưu trữ.

Hệ thống giám sát quản lý vận hành lưới điện cao thế TP.Hà Nội (OCC-HGC)

Trang 24


Công ty TNHH Hệ thống kỹ thuật ứng dụng (ATS Co,. Ltd)

Mô tả kỹ thuật

§ Selectively - Lựa chọn tương ứng với dữ liệu cho mục đích truy vấn hoặc công tác dự báo.
HIS sử dụng thuật toán nén và lưu trữ dữ liệu ưu việt cho phép truy xuất tới dữ liệu nhanh ở cỡ
giây và tiết kiệm dung lượng của thiết bị lưu đảm bảo làm việc liên tục trong 5 năm. Hơn nữa, dữ

liệu SOE sẽ có thể được lưu trữ với độ phân giải cỡ 1 msec.
HIS hỗ trợ các công cụ giao tiếp chuẩn kiểu OLEDB và ODBC, cho phép truy xuất trong mạng
của EVN. Truy xuất cơ sở dữ liệu được đảm bảo ngăn chặn bằng "firewall" tới các chức năng điều
khiển của trạm.
Các thông tin được lưu trữ trong HIS cũng có thể được truy xuất bằng:
§ Trình truy vấn SQL
§ Các ứng dụng kiểu Office
Dữ liệu của HIS được lưu trữ dự phòng trên một ổ cứng khác một cách tự động.
Hệ thống thông tin quá khứ có thể được dùng cho vẽ đồ thị xu hướng, tạo báo cáo, đưa ra tình
trạng hoạt động của các thiết bị như máy cắt, máy biến áp trong một khoảng thời gian định trước.
Người dùng được uỷ quyền sẽ có thể truy nhập tới và khai thác các thông tin lưu trữ trong HIS
thông qua:
Ø Các máy tính trạm đang vận hành
Ø Các máy tính tại chỗ có kết nối tới mạng LAN của hệ thống
Ø Các máy tính từ xa kết nối tới mạng LAN của hệ thống
B.2.3.4.3.2 Xử lý và lưu trữ dữ liệu
Tất cả các dữ liệu thông số được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu của HIS được gắn kèm theo thông tin
về thời gian. Các thông số dữ liệu được xử lý và lưu trữ trong cơ sở dữ liệu của HIS sẽ bao gồm:
Ø
Ø
Ø
Ø
Ø
Ø
Ø

Dữ liệu trạng thái có đánh dấu chất lượng của mỗi điểm trạng thái
Dữ liệu tương tự có đánh dấu chất lượng
Dữ liệu tích luỹ có đánh dấu chất lượng của mỗi điểm đo được tích luỹ
Các thông tin về cảnh báo

Dữ liệu về trình tự các sự kiện (SOE)
Kết quả tính toán của các ứng dụng
Thông tin nhập liệu bằng tay với thời gian tương ứng.

Data Access Package (DAP) được dùng để truy xuất dữ liệu trong bộ dữ liệu theo kiểu “relational
database”. Hệ thống dữ liệu được lưu trữ có thể đưa ra chính xác thông tin về các sự kiện đã xảy ra
bởi vì nó lưu một lượng thông tin rất lớn với nguyên mẫu thời gian của dữ liệu đã được xử lý.
Ø Bộ dữ liệu được tạo thành từ các dữ liệu đo, tính toán (trạng thái, giá trị tương tự, giá trị
tích luỹ,…) với mã chất lượng theo thời gian quét có thể áp dụng cho nó:
• Ít hơn 1 giây
• Một giây
• Một phút
• Một giờ
• Một tháng

Hệ thống giám sát quản lý vận hành lưới điện cao thế TP.Hà Nội (OCC-HGC)

Trang 25