Nội dung

PHÂN BAN PHÂN PHỐI ĐIỆN | 507 KẾT QUẢ VÀ KINH NGHIỆM TRIỂN KHAI PHẦN MỀM EVN SCADA TRONG VIỆC XÂY DỰNG TRUNG TÂM ĐIỀU KHIỂN XA VÀ TRẠM BIẾN ÁP KHÔNG NGƯỜI TRỰC Công ty Điện lực Ninh Bình Tóm tắt: Bài báo là bản báo cáo kết quả và một số kinh nghiệm triển khai hệ thống EVN SCADA trong việc xây dựng Trung tâm điều khiển từ xa và trạm biến áp không người trực đang được triển khai thực hiện tại Công ty Điện lực Ninh Bình. 1. CÁC THÔNG TIN CHUNG  Hệ thống EVN SCADA được triển khai để thu thập dữ liệu vận hành và điều khiển xa cho tám (08) trạm biến áp (TBA) 110 kV và toàn bộ lưới điện trung áp 6/22/35 kV đưa về hệ thống trung tâm đặt tại Văn phòng Công ty Điện lực Ninh Bình (phòng điều độ B23). Hệ thống tại trung tâm cho phép kết nối, tích hợp với nhiều công nghệ, thiết bị và phần mềm điều khiển tại trạm khác nhau. Cụ thể 08 TBA 110 kV bao gồm: o 05 TBA truyền thống sử dụng RTU (RTU560 của ABB): 1) Ninh Bình, 2) Nho Quan, 3) Tam Điệp, 4) Kim Sơn, 5) X18: Đã hoàn thành và bàn giao đưa vào sử dụng vào T6/2015 với chức năng giám sát. Hiện PC Ninh Bình đang triển khai dự án hoàn thiện kết nối giám sát và điều khiển xa cho 02 TBA 110 kV Nho Quan và X18, dự kiến hoàn thành vào Q3/2017 để đưa vào thành TBA không người trực. Tiếp theo sẽ triển khai cho 03 TBA 110 kV Ninh Bình, Tam Điệp và Kim Sơn, dự kiến hoàn thành trong năm 2017. o 03 TBA tích hợp máy tính sử dụng Gateway: 1) Trạm 110 kV Ninh Phúc dùng hệ thống điều khiển máy tính và Gateway do Công ty ATS triển khai; 2) Trạm 110 kV Gián Khẩu sử dụng phần mềm Elipe làm HMI và Gateway tại trạm); 3) Trạm 110 kV Phúc Sơn sử dụng phần mềm Zenon làm HMI và Gateway tại trạm. Trong đó 02 TBA 110 kV Ninh Phúc và Gián Khẩu đã hoàn thành kết nối giám sát và điều khiển xa về trung tâm điều khiển B23 (Trung tâm điều khiển – Điều độ), đang được vận hành theo hình thức thao tác xa tại trung tâm, có nhân viên Tổ thao tác lưu động giám sát và hỗ trợ tại trạm. TBA 110 kV Phúc Sơn đang trong giai đoạn hoàn thiện kết nối giám sát và điều khiển xa về trung tâm, dự kiến hoàn thành trong tháng 8 năm 2017. o Toàn bộ lưới điện 6/22/35 kV cũng được cập nhật, giám sát tại trung tâm với một số chức năng DMS cơ bản.  Các máy tính giao diện người máy HMI, máy tính đọc bản tin sự cố rơle, các màn hình lớn hiển thị lưới điện phân phối, màn hình lớn cho camera giám sát được đặt tại phòng điều độ B23 cho các điều độ viên sử dụng. 508 | HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TOÀN QUỐC 2017  Các thiết bị máy chủ SCADA, máy chủ HIS, thiết bị thời gian chủ, các thiết bị kết nối mạng SCADA như router, switch được lắp đặt, vận hành và quản lý tập trung tại phòng thiết bị POP. 2. MÔ HÌNH HỆ THỐNG VÀ GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ 2.1. Hệ thống SCADA tại các TBA  Đối với các TBA sử dụng RTU (05 TBA): o Tín hiệu xuất tuyến trung thế: Trang bị, lắp đặt các thiết bị mở rộng RTU hiện hữu và các thiết bị SCADA như transducer, rơle trung gian,… để lấy bổ sung tín hiệu các xuất tuyến trung thế 6/22/35 kV. o Tín hiệu các ngăn xung quanh máy biến áp (các ngăn phía 110 kV): chia sẻ dữ liệu từ RTU đang truyền về A1 và đấu nối bổ sung các tín hiệu lấy thêm.  Đối với các TBA sử dụng Gateway: Khai báo thêm 01 cổng mới trên máy tính Gateway theo giao thức IEC608705104 để trao đổi dữ liệu của tất cả các ngăn của trạm với trung tâm;  Các loại tín hiệu SCADA trao đổi với trung tâm gồm: tín hiệu đo lường (P,Q,U,I các pha, hệ số công suất, nấc MBA), tín hiệu trạng trái (đóng/mở máy cắt, dao cách ly, dao tiếp địa, AC/DC tổng); tín hiệu cảnh báo/sự cố (khí, lò xo, vị trí máy cắt, tác động rơle,…); tín hiệu điều khiển (đóng/cắt máy cắt, dao cách ly, tăng/giảm nấc phân áp, điều khiển quạt, reset rơle/lockout). Danh sách tín hiệu (data list) được lập đáp ứng theo Quyết định 176/QĐEVN ngày 04/3/2016 Quy định hệ thống điều khiển trạm biến áp 500 kV, 220 kV và 110 kV trong Tập đoàn Điện lực Quốc gia Việt Nam, đồng thời có bổ sung thêm các tín hiệu cần thiết theo yêu cầu thực tế cho việc vận hành từ xa TBA như reset rơle, điều khiển quạt MBA,…  Sử dụng giao thức IEC608705104 để truyền tín hiệu từ các TBA về trung tâm dựa trên hệ thống kênh truyền IP. 2.2. Hệ thống tại trung tâm  Trang bị các thiết bị công nghệ thông tin gồm: o Máy chủ SCADA để thu thập dữ liệu từ các TBA và máy chủ HIS để lưu trữ dữ liệu vận hành quá khứ. o Các máy tính trạm vận hành HMI cho các điều độ viên. o Máy tính đọc thông tin sự cố rơle từ xa. o Các màn hình lớn cho chức năng giám sát lưới điện trung áp và camera. PHÂN BAN PHÂN PHỐI ĐIỆN | 509 o Thiết bị đồng bộ thời gian, Router, Switch, UPS, tủ Rack.  Trang bị phần mềm EVN SCADA do EVNICT phát triển để giám sát, điều khiển xa các TBA. 2.3. Kênh truyền Hệ thống kênh truyền được xây dựng trên mạng cáp quang của điện lực Ninh Bình, được thiết kế dự phòng 11 đảm bảo tính ổn định và tin cậy trong quá trình vận hành. 3. CÁC CHỨC NĂNG CỦA PHẦN MỀM EVN SCADA Phần mềm EVN SCADA do EVNICT triển khai tại Công ty Điện lực Ninh Bình là phần mềm điều khiển, giám sát và thu thập dữ liệu; có chức năng thu thập dữ liệu, giám sát, hiển thị dữ liệu thời gian thực, điều khiển thiết bị từ xa và lưu trữ các dữ liệu vận hành. Các chức năng chính bao gồm: 1. Chức năng thu thập dữ liệu: Thu thập các dữ liệu trạng thái, đo lường, cảnh báo, theo các giao thức phổ dụng trong ngành điện như IEC608705101/103/104, IEC61850, Modbus,… 2. Chức năng giám sát thời gian thực: hiển thị trên các màn hình giám sát, giúp người vận hành dễ dàng quan sát, theo dõi được tình trạng hoạt động tức thời của các thiết bị tại TBA. 3. Chức năng điều khiển thiết bị:  Điều khiển đóng/cắt máy cắt, dao cách ly, có kiểm tra các điều kiện liên động, quyền thao tác, gán biển cảnh báo.  Điều khiển tăng giảm nấc phân áp, quạt làm mát… của máy biến áp. 4. Chức năng quản lý các sự kiện, cảnh báo, sự cố: có chức năng ghi lại toàn bộ các sự kiện, các sự cố, cảnh báo của các thiết bị trong trạm biến áp, nhà máy. Các cảnh báo được đưa ra dưới 3 dạng đồng thời đó là: âm thanh, dòng thông báo sự kiện, sự cố và chỉ thị đèn (màu sắc) tương ứng với sự kiện, sự cố xảy ra. 5. Cơ sở dữ liệu quá khứ: Lưu trữ lâu dài dữ liệu vận hành phục vụ công tác báo cáo, khai thác dữ liệu. 6. Chức năng báo cáo, khai thác dữ liệu: truy xuất, tổng hợp dưới dạng file báo cáo (Web, Word, Excel) giúp giảm thiểu thời gian ghi chép, báo cáo thủ công. Đồng thời, cho phép trao đổi dữ liệu với các ứng dụng khác như Quản lý kỹ thuật lưới điện (PMIS) do EVNICT phát triển. 510 | HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TOÀN QUỐC 2017 7. Quản trị hệ thống: cho phép tạo, xóa các User, phân quyền cho User, theo dõi, ghi log các hoạt động của người vận hành. 8. Chức năng DMS: giám sát toàn bộ lưới điện trung áp 6//22/35 kV trên sơ đồ một sợi; cho phép cập nhật tự động hoặc bằng tay trạng thái của các thiết bị đóng cắt trên lưới; tô màu lưới (có điện/mất điện/loop,…); báo cáo tình hình mất điện; trao đổi dữ liệu với hệ thống phần mềm CMIS. 4. ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC HIỆN Hệ thống EVN SCADA đã được triển khai thành công thực tế tại Công ty, sau thời gian vận hành Công ty đánh giá như sau:  Hệ thống EVN SCADA đã đáp ứng được các yêu cầu trong công tác điều độ, vận hành, quản lý lưới điện. o Giám sát vận hành điện áp tại thanh cái các trạm 110 kV theo đúng yêu cầu nhằm nâng cao chất lượng điện áp, giảm tổn thất, ổn định lưới điện. o Thu thập đầy đủ, chính xác, kịp thời các thông số vận hành; phục vụ tốt cho việc lập phương thức vận hành tối ưu, tính toán tổn thất, tính toán bù công suất phản kháng v.v. o Giám sát việc vận hành, thao tác thiết bị, xử lý sự cố được chính xác, nhanh chóng, an toàn.  Hệ thống phần mềm EVN SCADA đã vận hành ổn định, tin cậy trong gần 03 năm tính từ khi triển khai và đưa vào sử dụng.  Các giao diện người dùng, các trang màn hình vận hành được thiết kế thân thiện, dễ sử dụng.  Phần mềm có tính tùy biến cao, cho phép xây dựng các chức năng khai thác dữ liệu đáp ứng nhu cầu trong công tác điều độ, báo cáo và công tác quản lý vận hành. 5. MỘT SỐ KINH NGHIỆM TRONG TRIỂN KHAI TTĐK VÀ TBA KHÔNG NGƯỜI TRỰC  Đối với công tác xây dựng thiết kế hệ thống: Đây là giai đoạn quan trọng để đảm bảo đáp ứng tốt các nhu cầu khi đưa vào vận hành TTĐK và các TBA không người trực hoặc bán người trực. o Hạng mục thiết kế SCADA cần phải thực hiện chi tiết từ bước lập danh sách dữ liệu (datalist) để giúp trung tâm có thể giám sát và điều khiển được các tín hiệu cần thiết. Ngoài việc căn cứ theo các quy định liên quan của EVN, cần bổ sung thêm các tín hiệu theo yêu cầu của thực tế vận hành, đảm bảo người vận hành tại trung tâm cũng có thể quan sát và điều khiển được tối đa như tại trạm biến áp. PHÂN BAN PHÂN PHỐI ĐIỆN | 511 o Với các TBA xây dựng mới, cần đưa vào thiết kế và triển khai hạng mục ghép nối và test SCADA về TTĐK ngay khi xây dựng trạm, đảm bảo ổn định trước khi đóng điện, tránh việc phải thực hiện cải tạo và cắt điện trạm sau khi đã đưa trạm vào vận hành; o Đối với các trạm sử dụng máy tính Gateway, cần lựa chọn máy tính và các thiết bị kết nối mạng tại trạm là loại công nghiệp, có cấu hình đủ mạnh và tin cậy, để đảm bảo tính ổn định khi đưa vào sử dụng. Thực tế vận hành cho thấy một số trạm dùng Gateway thường xảy ra lỗi treo máy tính, mất kết nối, hoặc tín hiệu chập chờn. o Về kênh truyền kết nối, cần lựa chọn kết nối dựa trên mạng cáp quang theo quy định của EVN và hạn chế tối đa các điểm kết nối trung gian để giảm thiểu khả năng mất kết nối trong quá trình vận hành.  Đối với công tác triển khai: Luôn có các cán bộ kỹ thuật liên quan theo sát nhà thầu trong quá trình triển khai, đặc biệt là hạng mục test tín hiệu. Nên yêu cầu các cán bộ này thực hiện luôn các thao tác trên hệ thống phần mềm tại trung tâm cùng nhà thầu, vừa để đảm bảo tính chính xác của tín hiệu, vừa nắm bắt được các vấn đề kỹ thuật và vận hành, thao tác của hệ thống.  Đối với công tác bảo trì, bảo dưỡng, khắc phục các sự cố trong quá trình vận hành hệ thống tại trung tâm và tại TBA: Để thực hiện tốt công tác này, cần thiết phải xây dựng được đội ngũ kỹ thuật liên quan được đào tạo đầy đủ, bài bản, trực tiếp theo sát và tham gia cùng nhà thầu trong suốt quá trình triển khai đến đào tạo chuyển giao. Thực tế thực hiện cho thấy, các cán bộ kỹ thuật cần có kiến thức vững và nắm được tổng thể toàn bộ hệ thống để có thể phân đoạn và xác định được đúng nguyên nhân sự cố (lỗi thiết bị nhất thứ, nhị thứ tại trạm, kênh truyền kết nối, RTU/Gateway,…), từ đó có biện pháp khắc phục, xử lý phù hợp.  Ngoài các hạng mục nêu trên, cũng cần quan tâm đến công tác định kỳ rà soát, hiệu chỉnh, cải tạo lại các thiết bị nhất thứ, nhị thứ, đảm bảo các thiết bị này vận hành ổn định, tin cậy. Nếu có các công tác thí nghiệm, hiệu chỉnh hoặc sửa chữa các thiết bị nhất thứ, nhị thứ tại các TBA, cần phải thực hiện kiểm tra lại các tín hiệu SCADA với trung tâm trước khi khóa phiếu thao tác. Trong thực tế, phần lớn các lỗi không thao tác được từ xa do nguyên nhân từ các thiết bị nhất thứ, nhị thứ tại trạm.