Nghiên cứu sử dụng giải pháp tự động hóa lưới điện phân phối das để nâng cao độ tin cậy vận hành cho lưới điện quận ngũ hành sơn tp đà nẵng

..

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

LÊ TRẦN NGUYỄN

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG GIẢI PHÁP TỰ ĐỘNG HÓA
LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI (DAS) ĐỂ NÂNG CAO
ĐỘ TIN CẬY VẬN HÀNH CHO LƯỚI ĐIỆN
QUẬN NGŨ HÀNH SƠN – TP ĐÀ NẴNG

Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Mã số: 8520201

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. NGÔ VĂN DƯỠNG

Đà Nẵng, Năm 2019


LỜI CAM ĐOAN
Tơi cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tơi, có trích dẫn một số tài
liệu chuyên ngành và một số tài liệu do các nhà xuất bản ban hành.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai cơng
bố trong bất kỳ cơng trình nào khác.

Tác giả luận văn

Lê Trần Nguyễn

TRANG TÓM TẮT TIẾNG VIỆT & TIẾNG ANH
NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG GIẢI PHÁP TỰ ĐỘNG HÓA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI
(DAS) ĐỂ NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY VẬN HÀNH CHO LƯỚI ĐIỆN QUẬN NGŨ
HÀNH SƠN – TP ĐÀ NẴNG
Học viên : Lê Trần Nguyễn
Mã số: 8520201 Khóa: 34-ĐN

Chuyên ngành : Kỹ thuật điện
Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN

Tóm tắt – Công ty Điện lực Đà Nẵng đã và đang thực hiện đầu tư các giải pháp về
công nghệ mới, các giải pháp công nghệ tự động ngày càng được chú trọng nhằm mục
đích nâng cao hơn nữa khả năng cấp điện, nâng cao chất lượng điện năng cung cấp cho
khách hàng, góp phần làm tăng sản lượng điện thương phẩm cho Công ty.
Do đặc điểm phụ tải hiện trạng khu vực quận Ngũ Hành Sơn tập trung nhiều phụ
tải dịch vụ (nhà hàng, khách sạn, khu nghỉ dưỡng cao cấp v.v) và trong tương lai là Đô thị
Đại học Đà Nẵng nên nhu cầu tự động hóa lưới điện rất cao.
Xuất phát từ yêu cầu thực tế đó, việc nghiên cứu, xây dựng hệ thống tự động hóa
lưới điện phân phối trên địa bàn quận Ngũ Hành Sơn để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện
là rất cần thiết.
Từ khóa: Cơng ty Điện lực Đà Nẵng; quận Ngũ Hành Sơn; tự động hóa lưới điện
phân phối; độ tin cậy.
RESEARCH ON THE USE OF SOLUTIONS TO DISTRIBUTION
AUTOMATION SYSTEM (DAS) TO ENHANCE OPERATION RELIABILITY
FOR POWER NETWORK OF NGU HANH SON DISTRICT – DANANG CITY
Abstract: Danang Power Company has been investing in solutions to new
technologies for many years. Automatic technology solutions have drawn more and more
attention to aim at enhancing more capacity of power supply, raising the quality of

electrical power to supply customers, and contributing to increase commercial power
production for the company.
Because of the fact that the present additional charges of areas in Ngu Hanh Son
District are focusing on many service additional charges that are being used in restaurants,
hotels and luxurious resorts, etc. and The City of Danang University in the future, the
needs of the distribution automation system are very high.
Originating from this real demand, doing research and building the distribution
automation system in the areas of Ngu Hanh Son District to enhance power supply
reliablity are very necessary.
Key words: Danang Power Company; Ngu Hanh Son District; distribution
automation system; reliablity.


MỤC LỤC
TRANG BÌA
LỜI CAM ĐOAN
MỤC LỤC
TRANG TĨM TẮT TIẾNG VIỆT VÀ TIẾNG ANH
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1
1. Lý do chọn đề tài ................................................................................................ 1
2. Mục tiêu nghiên cứu ........................................................................................... 1
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ...................................................................... 2
4. Phương pháp nghiên cứu .................................................................................... 2
5. Bố cục ................................................................................................................. 2
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI VÀ HỆ THỐNG GIÁM
SÁT ĐIỀU KHIỂN LƯỚI ĐIỆN THUỘC CÔNG TY ĐIỆN LỰC ĐÀ NẴNG ........... 3
1.1. Tổng quan về lưới điện thành phố Đà Nẵng ............................................................ 3

1.2. Lưới điện quận Ngũ Hành Sơn ................................................................................. 3
1.3. Ưu, nhược điểm của lưới điện khu vực quận Ngũ Hành Sơn: ................................. 4
1.4. Tổng quan về Trung tâm điều khiển và hệ thống Scada đi kèm: ............................. 4
1.5. Chức năng chính của hệ thống Trung tâm điều khiển .............................................. 6
1.6. Kết luận..................................................................................................................... 7
CHƯƠNG 2. NGHIÊN CỨU VỀ GIẢI PHÁP PHẦN MỀM SURVALENT, GIẢI
PHÁP TỰ ĐỘNG HÓA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI (DAS) ........................................... 8
2.1. Nghiên cứu giải pháp phần mềm Survalent ............................................................. 8
2.1.1. Tổng quan ..................................................................................................... 8
2.1.2. Trình bày lý thuyết và giải pháp cấu hình cơ sở dữ liệu qua STC Explorer........ 8
2.1.3. Lý thuyết và giải pháp về xây dựng HMI bằng SmartVU .......................... 16
2.2. Nghiên cứu giải pháp tự động hóa lưới điện phân phối (DAS) ............................ 25
2.2.1. Khái niệm ....................................................................................................25
2.2.2. Cấu trúc của DAS .......................................................................................26
2.3. Giải pháp kỹ thuật truyền thông tin cho hệ thống giám sát điều khiển xa ............. 28
2.4. Kết luận................................................................................................................... 29
CHƯƠNG 3. ỨNG DỤNG VÀO LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP THỰC TẾ TẠI QUẬN
NGŨ HÀNH SƠN - THIẾT KẾ, LẮP ĐẶT CÁC THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT TRÊN
LƯỚI VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ ĐẦU TƯ ............................................................. 30
3.1. Quy mô khối lượng tổng thể ...................................................................................30


3.2. Phạm vi dự án .........................................................................................................30
3.2.1. Phần điện..................................................................................................... 30
3.2.2. Phần công nghệ thông tin ........................................................................... 30
3.2.3. Phần SCADA .............................................................................................. 31
3.3. Đánh giá tình hình nguồn và lưới hiện trạng .......................................................... 31
3.4. Các phương án kết lưới ..........................................................................................35
3.5. Các giải pháp kỹ thuật phần điện ...........................................................................36
3.5.1. Phần điện..................................................................................................... 36

3.5.2. Phần công nghệ thông tin ........................................................................... 44
3.5.3. Phần SCADA .............................................................................................. 52
3.6. Kết luận................................................................................................................... 68
CHƯƠNG 4. TÍNH TỐN, ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN CỦA
LƯỚI ĐIỆN QUẬN NGŨ HÀNH SƠN SAU KHI THỰC HIỆN TỰ ĐỘNG HÓA .. 69
4.1. Tổng quan về độ tin cậy cung cấp điện ................................................................. 69
4.1.1. Độ tin cậy ....................................................................................................69
4.1.2. Độ tin cậy cung cấp điện ............................................................................69
4.1.3. Những yếu tố ảnh hưởng đến độ tin cậy cung cấp điện .............................70
4.1.4. Thiệt hại ngừng cung cấp điện ....................................................................70
4.1.5. Một số biện pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện .................................71
4.2. Một số phương pháp đánh giá độ tin cậy .............................................................. 72
4.2.1. Phương pháp đồ thị - giải tích. ...................................................................72
4.2.2. Phương pháp khơng gian trạng thái ............................................................74
4.2.3. Phương pháp cây hỏng hóc .........................................................................75
4.2.4. Phương pháp Monte-Carlo .........................................................................75
4.3. Chỉ tiêu độ tin cậy cung cấp điện ........................................................................... 76
4.4. Tính toán độ tin cây lưới điện quận Ngũ Hành Sơn ............................................... 77
4.5. Kết luận................................................................................................................... 82
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ....................................................................................... 83
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................... 85
QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (Bản sao)
BẢN SAO KẾT LUẬN CỦA HỘI ĐỒNG, BẢN SAO NHẬN XÉT CỦA CÁC
PHẢN BIỆN.


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1. Mô tả thanh Editor Window Toolbar ............................................................ 17
Bảng 2.2. Mô tả thanh Edit Parts Toolbar ..................................................................... 20
Bảng 2.3. Mô tả thanh Draw Item Toolbar ................................................................... 22

Bảng 4.1. Bảng các số liệu tính tốn độ tin cậy (khi khơng có tự động hóa) ................ 78
Bảng 4.2. Bảng tính tốn chỉ tiêu SAIDI khi khơng có tự động hóa ............................ 79
Bảng 4.3. Bảng tính tốn chỉ tiêu SAIFI khi khơng có tự động hóa ............................. 79
Bảng 4.4. Bảng các số liệu tính tốn độ tin cậy (khi có tự động hóa) ........................... 80
Bảng 4.5. Bảng tính tốn chỉ tiêu SAIDI khi có tự động hóa ....................................... 81
Bảng 4.6. Bảng tính tốn chỉ tiêu SAIFI khi có tự động hóa ........................................ 81


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Sơ đồ truyền thơng lưới điện thành phố Đà Nẵng ........................................... 4
Hình 2.1. Giao diện STC Explorer .................................................................................. 9
Hình 2.2. Cửa sổ New Station ......................................................................................... 9
Hình 2.3. Tạo mới Communication Line ...................................................................... 10
Hình 2.4. Tạo mới RTU................................................................................................. 10
Hình 2.5. Tạo mới Status Point ..................................................................................... 11
Hình 2.6. Cửa sổ New Status Point ............................................................................... 11
Hình 2.7. Tab Telemetry ............................................................................................... 12
Hình 2.8. Tab Alarms .................................................................................................... 12
Hình 2.9. Tạo mới analog point ..................................................................................... 13
Hình 2.10. Cửa sổTelemetry analog point ..................................................................... 13
Hình 2.11. Cửa sổ Alarm analog point .......................................................................... 14
Hình 2.12. Cửa sổ Zone ................................................................................................. 14
Hình 2.13. Cửa sổ Zone Group ..................................................................................... 15
Hình 2.14. Cửa sổ User Rights ...................................................................................... 15
Hình 2.15. Cửa sổ User ................................................................................................. 16
Hình 2.16. Giao diện Smart VU .................................................................................... 16
Hình 2.17. Mơ phỏng máy cắt đang cắt......................................................................... 23
Hình 2.18. Sơ đồ cấu trúc tự động hóa lưới điện .......................................................... 27
Hình 3.1. Sơ đồ ngun lí lưới điện trong dự án DAS .................................................. 62
Hình 3.2. Sơ đồ lưới điện khi làm việc bình thường ..................................................... 63

Hình 4.1. Sơ đồ độ tin cậy các phần tử nối tiếp ............................................................ 73
Hình 4.2. Sơ đồ độ tin cậy các phần tử song song. ....................................................... 73
Hình 4.3. Sơ đồ độ tin cậy các phần tử hỗn hợp ........................................................... 74


1

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Hiện nay, lưới điện thành phố Đà Nẵng đang vận hành ở chế độ mạch kín vận
hành hở. Khi có sự cố xảy ra trên lưới điện, phải mất một thời gian để nhân viên vận
hành thực hiện thao tác cô lập điểm sự cố, thay đổi kết lưới chuyển tải cấp điện trở lại
cho khách hàng.
Việc này dẫn đến một số lượng khách hàng sẽ bị gián đoạn cung cấp điện trong
thời gian thao tác. Về phía Cơng ty Điện lực, các thiệt hại có thể định lượng được bao
gồm: mất lợi nhuận tương ứng với phần điện năng bị mất không bán được do khách
hàng bị ngừng cấp điện; giảm độ tin cậy cung cấp điện cho khách hàng. Các thiệt hại
không lượng hoá được bao gồm: sự phàn nàn của khách hàng; ảnh hưởng bất lợi đến
kinh doanh trong tương lai và phản ứng của dư luận xã hội gây sụt giảm uy tín của
Cơng ty.
Cơng ty Điện lực Đà Nẵng đã và đang thực hiện đầu tư các giải pháp về công
nghệ mới, các giải pháp công nghệ tự động ngày càng được chú trọng nhằm mục đích
nâng cao hơn nữa khả năng cấp điện, nâng cao chất lượng điện năng cung cấp cho
khách hàng, góp phần làm tăng sản lượng điện thương phẩm cho Công ty.
Do đặc điểm phụ tải hiện trạng khu vực quận Ngũ Hành Sơn tập trung nhiều phụ
tải dịch vụ (nhà hàng, khách sạn, khu nghỉ dưỡng cao cấp v.v) và trong tương lai là
Đô thị Đại học Đà Nẵng nên nhu cầu tự động hóa lưới điện rất cao.
Hiện nay xuất tuyến 471E13 và 472E13 đã có ứng dụng DAS cho 05 vị trí máy
cắt, tuy nhiên phần mềm Survalent đang ứng dụng là bản limited chỉ cho phép thí điểm
trên 05 điểm máy cắt. Tác giả đã khảo sát, thiết kế tự động hóa lưới điện quận Ngũ

Hành Sơn, đề xuất giải pháp sử dụng phần mềm Survalant (phiên bản unlimited) mở
rộng cho tất cả các thiết bị đóng cắt như: Recloser, LBS, RMU (các ngăn dao cắt tải và
ngăn máy cắt)… Sau khi triển khai thi công, lắp đặt và vận hành thành công cho hệ
thống DAS của quận Ngũ Hành Sơn, tiếp tục lên kế hoạch và thực hiện DAS cho các
quận cịn lại, trên phạm vi tồn thành phố Đà Nẵng.
Xuất phát từ yêu cầu thực tế đó, việc nghiên cứu, xây dựng hệ thống tự động hóa
lưới điện phân phối trên địa bàn quận Ngũ Hành Sơn để nâng cao độ tin cậy cung cấp
điện là rất cần thiết.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Xây dựng hệ thống Giám sát và điều khiển từ xa các thiết bị đóng cắt trên lưới
điện trung áp quận Ngũ Hành Sơn nhằm mục đích:


2
- Rút ngắn thời gian thao tác thiết bị, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện.
- Nâng cao năng suất lao động, rút ngắn thời gian xử lý sự cố.
- Tự làm chủ được cơng nghệ.
- Từ mơ hình quận Ngũ Hành Sơn, áp dụng cho các quận còn lại của cả Thành
phố Đà Nẵng.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Nghiên cứu và xây dựng hệ thống giám sát và điều khiển lưới điện phân phối
quận Ngũ Hành Sơn trên nền tảng phần mềm của hãng Survalent.
4. Phương pháp nghiên cứu
Để giải quyết các mục tiêu nêu trên, luận văn đưa ra phương pháp nghiên cứu
như sau:
- Nghiên cứu, phân tích các tài liệu, sách báo viết về phần mềm của hãng
Survalent.
- Áp dụng các lý thuyết đã nghiên cứu, xây dựng cơ sở dữ liệu, khảo sát thiết kế
và lắp đặt các thiết bị đóng cắt ứng dụng vào thực tế cho lưới điện trung áp quận Ngũ
Hành Sơn, đánh giá hiệu quả đầu tư và mô phỏng giao diện hệ thống giám sát và điều

khiển các thiết bị đóng cắt trên lưới điện trung áp quận Ngũ Hành Sơn bằng phần
mềm của hãng Survalent.
5. Bố cục
MỞ ĐẦU
CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI VÀ HỆ THỐNG
GIÁM SÁT ĐIỀU KHIỂN LƯỚI ĐIỆN THUỘC CÔNG TY ĐIỆN LỰC ĐÀ NẴNG
CHƯƠNG 2 - NGHIÊN CỨU VỀ GIẢI PHÁP PHẦN MỀM SURVALENT,
GIẢI PHÁP TỰ ĐỘNG HÓA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI (DAS)
CHƯƠNG 3 : ỨNG DỤNG VÀO LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP THỰC TẾ
TẠI QUẬN NGŨ HÀNH SƠN: THIẾT KẾ, LẮP ĐẶT CÁC THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT
TRÊN LƯỚI VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ ĐẦU TƯ
CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN, ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN
CỦA LƯỚI ĐIỆN QUẬN NGŨ HÀNH SƠN SAU KHI THỰC HIỆN TỰ
ĐỘNG HÓA
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.


3

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI VÀ HỆ THỐNG
GIÁM SÁT ĐIỀU KHIỂN LƯỚI ĐIỆN THUỘC CÔNG TY
ĐIỆN LỰC ĐÀ NẴNG
1.1. Tổng quan về lưới điện thành phố Đà Nẵng
Thành phố Đà Nẵng nhận điện từ Trạm biến áp 500kV Đà Nẵng (E51), 220kV
Hòa Khánh, 220kV Ngũ Hành Sơn qua 9 trạm biến áp 110kV (Hòa Khánh 2, Liên
Chiểu, Xn Hà, Liên Trì, Cầu Đỏ, An Đồn, Hồ Liên, Hịa Xn, Ngũ Hành Sơn) với
tổng cơng suất đặt là 937 MVA, 69 xuất tuyến 22kV phân bố trải đều trên địa bàn.
Các trạm biến áp 220-110kV Hòa Khánh (E9), 110kV Hòa Khánh 2 và 110kV
Liên Chiểu (Elc): cấp điện khu vực quận Liên Chiểu, huyện Hòa Vang, các khu cơng

nghiệp Hịa Khánh, Hịa Khánh mở rộng, Liên Chiểu, khu công nghệ cao, các khu du
lịch Bà Nà, Xuân Thiều,…
Các trạm biến áp 110kV Xuân Hà (E10) và Liên Trì (E11): cấp điện khu vực
trung tâm thành phố như quận Hải Châu, Thanh Khê, các bệnh viện lớn như Bệnh viện
Đà Nẵng, bệnh viện C, C17, Hoàn Mỹ, các Trung tâm hành chính, sự nghiệp, sở ban
ngành của Thành phố…
Trạm biến áp 110kV Cầu Đỏ (E12): cấp điện khu vực huyện Hịa Vang, quận
Cẩm Lệ, khu cơng nghiệp Hịa Cầm, các nhà máy nước Cầu Đỏ, Sân bay, bơm phòng
mặn An Trạch…
Các trạm biến áp 220kV Ngũ Hành Sơn (E13), 110kV An Đồn (E14), 110kV
Ngũ Hành Sơn: cấp điện khu vực quận Ngũ Hành Sơn, Sơn Trà, các khu du lịch dọc
đường Hoàng Sa - Trường Sa, bán đảo Sơn Trà, cảng Tiên Sa, các khu công nghiệp An
Đồn và dịch vụ thủy sản Thọ Quang.
TBA 110kV Hòa Liên: cấp điện cho Khu Cơng Nghệ Cao.
TBA Hịa Xn: cấp điện cho khu vực Hòa Xuân.
1.2. Lưới điện quận Ngũ Hành Sơn
Lưới điện khu vực quận NHS nhận điện từ hai trạm biến áp 110kV Ngũ Hành
Sơn và 220kV Ngũ Hành Sơn. Các ngăn xuất tuyến cung cấp điện cho khu vực quận
Ngũ Hành Sơn gồm: 471, 472, 473, 474, 478 từ trạm 220kV Ngũ Hành Sơn và 471,
473, 475, 477 từ trạm 110kV Ngũ Hành Sơn. Cung cấp điện cho toàn bộ khu dân cư từ
cầu Trần Thị Lý đến giáp giới phía đơng nam thành phố Đà Nẵng, gồm các khu vực
Hịa Q, Hịa Hải, Đơng Trà, khu vực giáp giới tỉnh Quảng Nam. Tổng công suất vào
khoảng 40 MW với khoảng 25000 khách hàng. Các phụ tải chủ yếu của khu vực quận


4
Ngũ Hành Sơn là các doanh nghiệp dịch vụ du lịch, khách sạn, các khu dân cư, các
đơn vị hành chính, bệnh viện,…
1.3. Ưu, nhược điểm của lưới điện khu vực quận Ngũ Hành Sơn:
Ưu điểm của lưới điện quận Ngũ Hành Sơn:

- Lưới mới xây dựng, sử dụng các thiết bị có cơng nghệ mới (recloser, RMU,
LBS…) nên độ tin cậy cao, tổn thất thấp.
- Các đường dây ở cấp 22kV liên lạc được với nhau giúp nâng cao độ tin cậy
cung cấp điện.
Nhược điểm của lưới điện quận Ngũ Hành Sơn:
- Độ tin cậy của lưới điện phân phối chưa cao.
1.4. Tổng quan về Trung tâm điều khiển và hệ thống Scada đi kèm:
Trung tâm điều khiển của Điện lực Đà Nẵng ra đời vào tháng 8/2016. Hiện trung
tâm đang sử dụng hệ thống SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) để
giám sát, điều khiển và thu thập dữ liệu từ xa.
Đối với các trạm biến áp
- Sử dụng phần mềm SCADA của hãng Survalent và ABB. So với SCADA của
ABB, SCADA của Survalent có một số ưu điểm như đã được Việt hóa nhiều giúp
nhân viên thao tác đơn giản hơn, có thể lưu trữ lượng dữ liệu lớn hơn và vận hành ổn
định hơn (ít bị chập chờn).
- Mỗi trạm biến áp được gắn một địa chỉ IP để kết nối vào hệ thống SCADA.

Hình 1.1. Sơ đồ truyền thông lưới điện thành phố Đà Nẵng
- Hệ thống này sử dụng đường truyền chính là cáp quang, với 2 Server tổng thực
hiện chức năng thu thập và xử lý các thông tin từ các IEDs (BCU-Bay Control Unit,


5
rơle bảo vệ, …), đồng thời thực hiện kết nối với Trung tâm Điều độ hệ thống điện
Miền Trung dựa trên giao thức IEC 101 và IEC 104:
+ Server 1: Standby.
+ Server 2: Master.
Ngồi ra cịn có Historial Information Server làm nhiệm vụ lưu trữ toàn bộ dữ
liệu trong quá khứ và hệ thống đồng bộ thời gian theo thời gian thực GPS Clock.
Để đảm bảo cho việc kết nối, hệ thống SCADA sử dụng 2 đường truyền vận

hành song song độc lập với nhau.
Về giao diện người - máy (HMI:Human - Machine Interface), hệ thống có màn
hình cho kỹ sư quản lý (Engineer) dùng cho bảo trì, cấu hình hệ thống, in ấn; 2 màn
hình cho kỹ sư vận hành (Operator 1 và Operator 2), cuối cùng là các màn hình đặt tại
các trạm biến áp dưới sự theo dõi của tổ thao tác lưu động (Movable Operators). Nhân
viên vận hành có quyền: thay đổi chế độ tại chỗ/từ xa, giải trừ (reset) các cảnh báo từ
chỉ thị sự cố ở các rơle, thao tác các thiết bị ở chế độ tại chỗ, cô lập hoặc khôi phục
nguồn cấp cho thiết bị cơng nghệ TTĐK khi có sự cố mà có thể ảnh hưởng đến hư
hỏng thiết bị.
Bằng mạng LAN (Local Area Network), hệ thống cũng kết nối với các camera
giám sát ở các trạm biến áp để vận hành từ xa (theo giao thức IEC 101 và IEC 104, với
các khối thiết bị đầu cuối từ xa (Remote Terminal Units (RTU) hay các Gateway).
RTU và Gateway dùng để tổng hợp các dữ liệu. Tại các trạm tự động, hệ thống
sau khoảng thời gian được cài đặt sẽ gửi thông số về TTĐK thông qua RTU hoặc
Gateway bằng đường truyền cáp quang.
Hệ thống các Switch được dùng để kết nối các máy tính trong trạm với nhau
cũng như các thiết bị rơle, BCU với trạm.
Máy in mạng phục vụ cho việc in ấn các bản báo cáo thông tin của hệ thống.
Đối với lưới 22kV
- Sử dụng phần mềm SCADA của hãng Survalent.
- Truyền thơng bằng:
 Sóng vơ tuyến (UHF, VHF): có các trạm phát, có các dải tần số riêng (hiện sử
dụng 7 kênh tần số chính, thêm 1 kênh dự phịng nữa là 8).
 Sóng 3G.
- Sử dụng RTU để tổng hợp dữ liệu.
- Giao thức truyền tin là IEC 101, 104.
-


6

1.5. Chức năng chính của hệ thống Trung tâm điều khiển
 Điều khiển
- Thao tác toàn bộ các thiết bị nhất thứ từ xa:
+ Điều khiển máy cắt.
+ Điều khiển dao cách ly.
+ Điều khiển recloser, LBS.
+ Điều khiển máy biến áp: chuyển nấc phân áp MBA, bật tắt các nhóm quạt làm
mát.
+ Điều khiển hệ thống tự dùng, chiếu sáng.
- Thao tác các thiết bị nhị thứ bên trong trạm:
+ Tái lập (reset) rơle từ xa.
+ Điều khiển bật/tắt các chức năng bảo vệ, chuyển nhóm bảo vệ.
 Giám sát và thu thập dữ liệu trạng thái, cảnh báo
- Đối với máy cắt và dao cách ly:
+ Trạng thái Đóng/Cắt của MC.
+ Trạng thái DCL.
+ Trạng thái dao tiếp địa.
+ Các tín hiệu MC cảnh báo/tác động.
+ Cảnh báo khí SF6.
+ Trạng thái tại chỗ/từ xa (Local/Remote).
+ Giám sát cuộn cắt của MC.
+ Trạng thái các Aptomat…
- Đối với recloser, LBS:
+ Trạng thái Đóng/Cắt của recloser, LBS.
- Đối với các Aptomat:
+ Giám sát trạng thái cầu dao.
+ Cảnh báo cầu dao khơng bình thường.
- Đối với máy biến áp giám sát các trạng thái như:
+ Nhiệt độ cuộn dây.
+ Nhiệt độ dầu.

+ Nấc phân áp.
+ Chế độ làm việc của bộ điều áp dưới tải (Auto/Manual).
+ Chế độ làm việc của quạt làm mát (Auto/Manual).
+ Trạng thái điều khiển bộ điều áp dưới tải (Local/Remote)..
+ Trạng thái điều khiển quạt làm mát (Local/Remote).
+ Bảo vệ rơle tác động/cảnh báo.


7
- Đối với hệ thống bảo vệ:
+ Trạng thái của các đèn tín hiệu bảo vệ.
+ Trạng thái của tồn bộ các tín hiệu Input/Output bảo vệ.
+ Trạng thái của các chức năng bảo vệ.
+ Cảnh báo cháy nổ trong TBA.
 Giám sát và thu thập dữ liệu đo lường từ rơle, BCU
- Dịng điện 3 pha, dịng trung tính.
- Điện áp 3 pha.
- Công suất tác dụng.
- Công suất phản kháng.
- Hệ số cơng suất …
 Giám sát hình ảnh, bảo vệ, chống cháy nổ
1.6. Kết luận
Công ty Điện lực Đà Nẵng đã và đang thực hiện đầu tư các giải pháp về công
nghệ mới, các giải pháp công nghệ tự động ngày càng được chú trọng nhằm mục đích
nâng cao hơn nữa khả năng cấp điện, nâng cao chất lượng điện năng cung cấp cho
khách hàng, góp phần làm tăng sản lượng điện thương phẩm cho Công ty.
Do đặc điểm phụ tải hiện trạng khu vực quận Ngũ Hành Sơn tập trung nhiều phụ
tải dịch vụ (nhà hàng, khách sạn, khu nghỉ dưỡng cao cấp v.v) và trong tương lai là
Đô thị Đại học Đà Nẵng nên nhu cầu tự động hóa lưới điện rất cao.
Xuất phát từ yêu cầu thực tế đó, việc nghiên cứu, xây dựng hệ thống tự động hóa

lưới điện phân phối trên địa bàn quận Ngũ Hành Sơn để nâng cao độ tin cậy cung cấp
điện là rất cần thiết.


8

CHƯƠNG 2
NGHIÊN CỨU VỀ GIẢI PHÁP PHẦN MỀM SURVALENT, GIẢI
PHÁP TỰ ĐỘNG HÓA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI (DAS)
2.1. Nghiên cứu giải pháp phần mềm Survalent
2.1.1. Tổng quan
- Phần mềm Survalent là phần mềm SCADA có bản quyền thuộc sở hữu của
hãng Survalent Technology (Canada) .
- Phần mềm bao gồm các phần mềm con :
+ ADMS Manager : có chức năng thu thập dữ liệu.
+ STC Explorer : có chức năng cấu hình cơ sở dữ liệu
+ SmartVU : Có chức năng xây dựng và hiển thị giao diện HMI.
- Phần mềm được ứng dụng cho các hệ thống SCADA trong cơng nghiệp, hệ
thống điện…

2.1.2. Trình bày lý thuyết và giải pháp cấu hình cơ sở dữ liệu qua STC Explorer
2.1.2.1. Giới thiệu những thành phần cơ bản để xây dựng cơ sở dữ liệu
a. Stations : là một tập hợp chứa tất cả các biến (biến thật và biến ảo) có trong hệ
thống SCADA, một Station có thể có nhiều hơn 1 RTU.
b. Communication Lines (Commline) : là một tập hợp các đường truyền thông
(và giao thức đi kèm) của hệ thống SCADA, một Commline có thể có nhiều hơn một
RTU.
c. RTUs : là một tập hợp các RTU của hệ thống SCADA, các RTU này tương
ứng với các thiết bị vật lý, và chứa các biến dữ liệu đều là biến thật.
d. Status, Analog, Text database points : các biến dữ liệu thật và ảo sẽ được sử

dụng trong hệ thống SCADA.
2.1.2.2. Các bước tạo biến cơ bản
- Tạo Station;
- Tạo Communication line;
- Tạo RTU;
- Tạo Status point;
- Tạo Analog point.
a. Station
Station có thể được định nghĩa là một nhóm các point được gom lại với nhau.
Việc nhóm các point lại để tạo nên một (hoặc nhiều) Station là tùy vào người dùng. Để
tạo một Station database, trước hết chạy chương trình STC Explorer.


9

Hình 2.1. Giao diện STC Explorer
Trong STC Explorer, chọn Stations, ở khoảng trống tương ứng bên phải, click
chuột phải và chọn New. Cửa sổ New Station sẽ hiện ra như hình 2.2 . Nhập các thơng
tin cần thiết cho Station (Name, Zone Group, User Type...).

Hình 2.2. Cửa sổ New Station
Name: tên Station;
Description: Mô tả ngắn gọn;
Zone Group: Dùng để giới hạn quyền truy cập, tùy theo người dùng log in vào
account nào.
b. Communication Lines
Communication Lines là một thành phần của database, đại diện cho môi trường
kết nối với các RTU.
Mỗi Communication Line có một status point tương ứng để chỉ trạng thái của nó
(có nhận được data hay khơng).

Việc tạo Communication Line lúc này cũng tương tự như tạo Station. Chọn
Communication Lines như hình 2.3, click chuột phải vào vùng bên phải rồi chọn New.
Cửa sở Communication Line sẽ hiện ra như hình 2.4.


10

Hình 2.3. Tạo mới Communication Line
Name: Đặt tên cho Communication Line;
Description: Mô tả ngắn gọn;
Protocol: Chọn giao thức muốn sử dụng;
Auto Start: Tick chọn nếu muốn tự động kết nối thiết bị sau khi khởi động phần
mềm SCADA. Nếu không chọn, người dùng sẽ phải tự kích hoạt kết nối.
Link Status: Chọn biến thể hiện trạng thái của Communication Line.
Các timer dùng để điều khiển tốc độ truy xuất dữ liệu:
+ All Data: xác đinh thời gian truy xuất toàn bộ dữ liệu (giây).
+ Time Sync Interval: xác định thời gian đồng bộ giữa các RTU.
Cũng tại tab General, tùy vào từng loại giao thức mà ta cài đặt các thông số cho
Communication Line.
c. RTU
Một RTU ở đây đại diện cho một RTU trên thực tế hoặc một vài loại IED khác
có kết nối trực tiếp với Communication Line.
Cũng giống như Communication Line, RTU cũng cần một status point chỉ trạng
thái.
Tạo RTU tương tự như Communication line:

Hình 2.4. Tạo mới RTU
Chọn mục Rtus rồi click phải chuột vào vùng bên trái, chọn New.
Name : Chọn tên cho RTU.
Communication Line: Chọn Commline tương ứng dùng để giao tiếp với RTU này.

11
Address: xác định địa chỉ của RTU trong Communication line. Giá trị của địa
chỉ này phải là duy nhất và nằm trong khoảng (1; 254) nếu địa chỉ RTU dài 1 byte;
trong khoảng (1;65534) nếu địa chỉ RTU dài 2 byte.
Connection: xác định thông tin của phương thức kết nối được sử dụng. Chọn
Use Comline Settings để lấy thông tin về phương thức kết nối từ Communication Line.
Link Status: xác định status point dùng để hiển thị trạng thái kết nối của RTU.
d. Status point
Một status point được dùng để chỉ trạng thái của một thiết bị. Để tạo một status
point có nhiều cách. Ta có thể truy cập theo 3 cách:
Mở rộng Rtus, chọn RTU tương ứng, sau đó chọn Status, click chuột phải vùng
bên phải, chọn New.
Mở rộng Communication Lines, chọn Communication Line tương ứng và mở
rộng nó, sau đó chọn RTU tương ứng, click chuột phải vào vùng bên phải, chọn New.
Mở rộng Stations, chọn Station cần tạo status point, sau đó chọn Status, click
chuột phải vào vùng bên phải, chọn New .

Hình 2.5. Tạo mới Status Point
Sau khi tạo mới cửa sổ New Status Point sẽ hiện ra như hình 2.7.

Hình 2.6. Cửa sổ New Status Point


12
User Type: Mục này nhằm phân loại các point cho mục đích xuất báo cáo về sau.
Device Class: mục này xác định loại cảnh báo cho point đó.
Zone Group: Người dùng có thể chọn Zone Group có sẵn hoặc tự tạo riêng.
Command-State: là kiểu dữ liệu trạng thái và điều khiển cho status point .

- Tại tab Telemetry :

Hình 2.7. Tab Telemetry
RTU: chọn RTU chứa biến Status đó.
Tick chọn ơ Address để khai báo địa chỉ cho biến Status.
Point#: Nhập địa chỉ của biến trong thiết bị.
Object Tye : Nhập kiểu dữ liệu của biến.
- Tại tab Alarms :

Hình 2.8. Tab Alarms
State : Trạng thái của biến.


13
Priority : Mức cảnh báo
Command String : Ký tự xuất hiện khi thao thác thiết bị
State string : ký tự hiển thị tương ứng với trạng thái của biến.
e. Analog point
Analog point biểu diễn các giá trị số như các kết quả đo lường.
Các analog point được tạo theo cách giống như với status point. Thay vì chọn
mục Status , ở đây ta chọn mục Analog (nằm dưới Status)

Hình 2.9 Tạo mới analog point
Ở các mục cơ bản, tạo tương tự như status point. Tại trường Telemetry , tùy
thuộc vào Commline, protocol mà người dùng chỉnh cho thích hợp.

Hình 2.10. Cửa sổTelemetry analog point
RTU: chọn RTU chứa biến Analog đó.
Tick chọn ô Address để khai báo địa chỉ cho biến Analog.
Point#: Nhập địa chỉ của biến trong thiết bị

Object Tye : Nhập kiểu dữ liệu của biến
- Tại Tab Alarm:


14

Hình 2.11. Cửa sổ Alarm analog point
Có 3 khoảng giới hạn PreEmerg- Emergency- Unreason. Mỗi khoảng giới hạn có
2 mức giới hạn cảnh báo Low & High Limit.
PreEmerg: giới hạn khoảng giá trị mà thiết bị hoạt động bình thường: nếu giá
trị Analog nằm ngồi khoảng giá trị này thì mức cảnh báo PreEmerg sẽ kích hoạt.
Emergency: Giới hạn khoảng giá trị mà thiết bị hoạt động ở mức cảnh báo: nếu
giá trị Analog nằm ngoài khoảng giá trị này thì mức cảnh báo Emergency sẽ kích hoạt.
Unreason: Giới hạn khoảng giá trị mà thiết bị hoạt động ở chế độ bất thường: nếu
giá trị Analog nằm ngoài khoảng giá trị này thì mức cảnh báo Unreason sẽ kích hoạt.
2.1.2.3. Chức năng bảo mật (Security Function)
Zones and Zone Groups
Zone là khu vực chuyên trách, với 128 Zone có thể được tạo ra theo yêu cầu
người dùng. Ứng dụng của Zone dùng để chia các thiết bị, các biến theo từng khu vực
(ví dụ: HighVoltage và LowVoltage), và tài khoản của người dùng tương ứng với
Zone nào sẽ chỉ có thể vận hành các thiết bị trong Zone đó.
Zone

Hình 2.12. Cửa sổ Zone
Name: Tên Zone


15
Description: Mơ tả
Zone Groups

Hình 2.13. Cửa sổ Zone Group
Name: Tên group
Description: Mơ tả
Member Zones: click chọn các Zone sẽ có trong Zone Group. Các tài khoản
người dùng được gán Zone Groups tương ứng sẽ điều khiển/ thao tác được các biến
trong Zone Groups đó.
User Rights and Users
User Rights
User Rights là những quyền hạn của tài khoản. User Rights có thể chia theo loại:
dành cho kỹ sư Engineer , vận hành Operator hay có thể chia theo từng tài khoản cụ thể.
Users (tài khoản người dùng) sẽ có những User Rights tương ứng. Trong STC
Explorer đã có sẵn 2 User Rights mặc định là NoRights và AllRights.

Hình 2.14. Cửa sổ User Rights
Tùy theo nhu cầu chia quyền hạn mà mỗi User Rights sẽ có những quyền riêng.
Users


16
User là tài khoản người dùng, là tập hợp các thông tin về người sử dụng tài
khoản, thông tin Zone Groups mà người đó phụ trách và thơng tin User Rights của
người đó trong hệ thống SCADA.

Hình 2.15. Cửa sổ User
Trên đây là tài khoản mặc định của phần mềm: SCADA.
2.1.3. Lý thuyết và giải pháp về xây dựng HMI bằng SmartVU
2.1.3.1. Giới thiệu SmartVU

Hình 2.16. Giao diện Smart VU

Phía trên cửa sổ SmartVU có các tab sau đây:
- Start : Tab này thể hiện trang khởi động của SmartVU. Từ trang này, ta có thể
đăng nhập vào tài khoản hoặc mở một Map.
- Map : Tab này thể hiện sơ đồ (Map) đã được mở. Từ màn hình này, ta có thể di
chuyển trong Map và quan sát các trạm và thiết bị.
- Alarm : Tab này thể hiện các cảnh báo (alarm) của hệ thống. Từ màn hình này,


17
ta có thể di chuyển qua lại và thao tác các cảnh báo.
- Opr Sum : Tab thể hiện bản tóm tắt các sự kiện (event logs) trong q trình vận
hành. Từ màn hình này, ta có thể truy cập vào các sự kiện và thao tác chúng.
- Editor : Tab thể hiện các Map trong chế độ chỉnh sửa, cho phép người dùng tạo
và chỉnh sửa Map trong cơ sở dữ liệu.
- Diagnostics Log : Tab này được truy cập bằng một hình vng nhỏ nằm ở góc
dưới bên phải màn hình. Khi hình vng chuyển sang màu vàng nghĩa là có tin nhắn.
Nhấp vào đó, cửa sổ Diagnostics Log sẽ xuất hiện.
Các phần tử của Map bao gồm:
Color
Color Table
Control Panel
Font
PMacro
Symbol
Symbol Table
Template
2.1.3.2. Tạo các phần tử chính của Map
2.1.3.2.1 Giới thiệu thanh cơng cụ (Editor toolbars)
Có 3 thanh toolbar mà người dùng sẽ sử dụng khi tạo Map, vẽ Map, và di chuyển
trong Map đã được tạo.

a.Editor Window Toolbar
Bảng 2.1 mô tả thanh Editor Window Toolbar nằm dọc theo góc trên bên trái của
cửa sổ Editor.
Bảng 2.1. Mơ tả thanh Editor Window Toolbar
Công cụ

Mô tả
Nhập phần tử thư viện (library elements) vào trong thư mục chuẩn đã
có. Cơng cụ này cũng có thể nhập một Map mới, hoặc kết hợp
(merge) một Map với một Map đã có.
Export Map: xuất Map ra và lưu tất cả các điểm bằng Point ID của
chúng.
Export Portable Map: Xuất Map và lưu tất cả các điểm bằng Point
Name của chúng.
Tạo ra một tab, cho phép người dùng có thể chuyển sang cửa sổ khác
bên trong cửa sổ ban đầu.


18
Cơng cụ

Mơ tả
Tạo ra cửa sổ khác bên ngồi cửa sổ chính.

Lưu cơng việc.

Tìm một vật thể trong Map.

Đưa người dùng trở về View của Map chính.

Đưa người dùng trở về View trước đó.
Đưa người dùng đến View kế tiếp trong một chuỗi các View mà
người dùng đã đến trước đó.
Phóng to View hiện hành.

Thu nhỏ View hiện hành.

Xác định một vùng đặc biệt mà ta muốn xem xét chi tiết hơn.

Trở về kích cỡ màn hình ban đầu sau khi đã zoom in hoặc zoom out.
Sử dụng để làm những phần tử khác mờ hơn phần tử mà người dùng
đã chọn. Đưa thanh kéo về bên trái sẽ làm cho những phần tử đó biến
mất.
Bật chế độ bám theo khung lưới (snap to grid).