Từ năm 1994 cùng với việc xây dựng hệ thống tải điện 500 kV, Trung tâm Điều độ HTĐ quốc gia ra đời với phần trung tâm của nó là hệ thống SCADA Supervisory Control And Data Acquisition, h
Trang 1MAI THANH TUẤN
NÂNG CẤP HỆ THỐNG SCADA TẠI CÔNG
TY ĐIỆN LỰC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH (TO UPGRADE THE SCADA SYSTEM OF
CHUYÊN NGÀNH: THIẾT BỊ, MẠNG VÀ NHÀ MÁY ĐIỆN
LUẬN VĂN THẠC SĨ
TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 06 NĂM 2009
Trang 2ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH
Cán bộ hướng dẫn khoa học : PGS.TS NGUYỄN HOÀNG VIỆT
Cán bộ chấm nhận xét 1 :
Cán bộ chấm nhận xét 2 :
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN
THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày tháng năm
Trang 3Tp HCM, ngày tháng năm 2009
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên học viên: MAI THANH TUẤN Phái: Nam
Ngày, tháng, năm sinh: 13 – 04 – 1975 Nơi sinh: Bình Định
Chuyên ngành: Thiết bị, mạng và nhà máy điện
MSHV: 01807302
1- TÊN ĐỀ TÀI:
Nâng cấp hệ thống SCADA tại Công ty Điện lực Thành phố Hồ Chí Minh
2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN:
- Giới thiệu hiện trạng hệ thống SCADA tại Công ty Điện lực Thành phố Hồ Chí Minh
- Đánh giá việc tương thích của hệ thống SCADA hiện tại với hệ thống Điều độ hệ thống điện quốc gia và định hướng phát triển trong tương lai
- Nêu các hướng nâng cấp và đề xuất phương án nâng cấp cải tạo hệ thống điều khiển trung tâm của hệ thống SCADA tại Công ty Điện lực Thành phố Hồ Chí Minh
- Giới thiệu các tính năng cơ quản và tiện ích của hệ thống SCADA sau nâng cấp cải tạo
3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : / /2009
4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : /06/2009
5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS NGUYỄN HOÀNG VIỆT
Nội dung và đề cương Luận văn thạc sĩ đã được Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN KHOA QL CHUYÊN NGÀNH
QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH
Trang 4Trước tiên, tôi xin chân thành cảm ơn PGS-TS NGUYỄN HOÀNG VIỆT
đã hướng dẫn tận tình và giúp tôi hoàn thành Luận Văn tốt nghiệp này Tôi cũng xin cảm ơn TS VŨ PHAN TÚ đã góp ý và hỗ trợ tôi trong quá trình thực hiện Luận Văn Tôi mãi ghi nhớ công ơn và tình cảm tốt đẹp của các Thầy đã dành cho tôi trong thời gian qua
Tôi xin chân thành cảm ơn tất cả các Thầy Cô giảng dạy sau đại học niên khóa 2007-2009 Trong khóa học vừa qua tôi đã được các Thầy Cô truyền đạt vốn tri thức vô cùng quý báu, kiến thức chuyên môn của tôi ngày càng vững và nâng cao là nhờ công ơn giảng dạy của các Thầy Cô Tôi xin chúc các Thầy Cô luôn dồi dào sứa khỏe và thành công trong sự nghiệp giảng dạy
Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các bạn bè niên khóa 2007-2009 và gia đình đã cho tôi động lực, sự cố gắng và những góp ý chân tình giúp tôi hoàn thành Luận Văn này
Trang 5MỤC LỤC
I Giới thiệu hệ thống SCADA/EMS 5
I.1 Sơ lược về hệ thống SCADA/EMS trong hệ thống điện .5
I.1.1 SCADA làm việc như thế nào 5
I.1.2 Các chức năng SCADA 6
I.1.3 Các chức năng EMS 6
I.1.4 Các chức năng DMS 7
I.2 Giới thiệu về HT SCADA hiện hữu của Công ty Điện lực Thành phố Hồ Chí Minh 7
I.2.1 Giới thiệu tổng quan về hệ thống SCADA hiệu hữu .7
I.2.2 Đánh giá hiện trạng hệ thống .10
I.2.3 Hướng phát triển nâng cấp HT SCADA 11
II Sự cần thiết đầu tư nâng cấp HT SCADA 12
III Phân tích lựa chọn phương án nâng cấp HT SCADA 13
III.1 Mục tiêu phương án 13
III.2 Định hướng kiến trúc tổng thể hệ thống 14
III.3 Xu hướng trên thế giới về kiến trúc các Trung tâm điều độ HTÐ 15
III.4 Kiến trúc hệ thống SCADA Công ty ÐL thành phố HCM: 16
III.4.1 Kiến trúc và các yêu cầu của hệ thống trung tâm 17
III.4.2 Kiến trúc và các yêu cầu của hệ thống truyền thông 19
III.4.3 Quản lý và lưu trữ thông tin 20
III.4.4 Mô hình hệ thống điện trong IEC 61970-301 CIM (Common Information Model) 20
III.4.5 Hệ thống điện Việt Nam theo mô hình CIM 21
III.4.6 Tổ chức thu thập dữ liệu 23
III.5 Các giao thức trong hệ thống SCADA 24
III.6 Vấn đề bảo mật và Tiêu chuẩn NERC – CIP 25
III.7 Các ứng dụng: 26
III.7.1 Ứng dụng HMI 26
III.7.2 Các màn hình cơ bản 28
III.7.3 Hệ thống cổng dữ liệu vận hành 28
III.7.4 Giao diện với dữ liệu theo định dạng ICCP 29
III.7.5 Mobile SCADA 30
III.7.6 Hệ thống quản trị trên nền thông tin địa lý AM/FM/GIS 30
III.7.7 Hệ thống tự động hóa phân phối – Distribution Automation 30
IV Lựa chọn các giải pháp thi công lắp đặt 31
IV.1 Kế hoạch thực hiện các dự án có liên quan 31
IV.1.1 Dự án “Thiết bị đầu cuối HT SCADA” 31
IV.1.2 Các dự án khác: 31
IV.2 Lựa chọn giải pháp thiết bị lắp đặt cho Điện lực TP HCM 31
IV.2.1 Các giải pháp để lựa chọn: 31
IV.2.2 Phân tích lựa chọn giải pháp: 38
V Hệ thống scada dự kiến lắp đặt và vận hành tại điện lực Thành phố Hồ Chí Minh 39
V.1 Hệ thống phần cứng: 39
V.2 Chức năng giao diện người-máy (HMI) 39
V.2.1 Giới thiệu 39
V.2.2 Các màn hình cơ bản 41
V.3 Hệ thống cổng dữ liệu vận hành 48
Trang 6V.3.1 Hoạt động của hệ thống 48
V.3.2 Giao diện với dữ liệu theo định dạng ICCP 49
V.3.3 Lợi ích 52
V.4 Hệ thống quản trị trên nền thông tin địa lý AM/FM/GIS 53
V.5 Hệ thống tự động hóa phân phối – Distribution Automation 54
V.6 Tính toán giám sát khả năng quá tải đường dây và máy biến áp 54
V.7 Dịch vụ cung cấp trọn gói: 55
VI Hướng dẫn vận hành hệ thống SCADA và những điểm nổi bật của hệ thống 56
VI.1 Các thiết bị vận hành 56
VI.1.1 Khái quát chung 56
VI.1.2 Thiết bị bàn điều khiển 57
VI.2 Vận hành @SCADA+ 58
VI.2.1 Giới thiệu 58
VI.2.2 Di chuyển chuột / con trỏ 58
VI.2.3 Sử dụng phím chuột 58
VI.2.4 Khái quát giao diện vận hành 59
VI.2.5 Các khu vực trên màn hình 59
VI.2.6 Sử dụng bàn phím 60
VI.2.7 Các cảnh báo bằng âm thanh 61
VI.2.8 Các cửa sổ nổi lên 62
VI.2.9 An ninh cho hệ thống làm việc @SCADA+ 62
VI.3 Thu thập dữ liệu và giám sát 64
VI.3.1 Giới thiệu 64
VI.3.2 Màn hình hiển thị danh sách trạm trong hệ thống điện .64
VI.3.3 Giám sát sơ đồ lưới điện thành phố .64
VI.3.4 Giám sát sơ đồ nối điện của trạm 67
VI.3.5 Giám sát thông tin liên lạc trong hệ thống 68
VI.4 Các cảnh báo 69
VI.4.1 Giới thiệu 69
VI.4.2 Mô tả màn hiển thị 69
VI.4.3 Các thủ tục vận hành 71
VI.5 Giám sát điều khiển 75
VI.5.1 Giới thiệu 75
VI.5.2 Các thủ tục vận hành 75
VI.6 Vẽ đồ thị xu hướng 79
VI.6.1 Giới thiệu 79
VI.6.2 Mô tả màn hiển thị 80
VI.6.3 Các thủ tục vận hành 81
VII Tiến độ thực hiện dự án 83
VIII Khái toán vốn đầu tư dự án 83
VIII.1 Cơ sở tính toán các đơn giá 83
VIII.2 Tổng hợp vốn đầu tư 83
IX Khối lượng thực hiện 84
X Phân tích hiệu quả đầu tư và các kiến nghị 84
X.1 Phân tích hiệu quả đầu tư 84
X.2 Các kiến nghị 84
XI Các tài liệu tham khảo 85
Trang 7MỤC LỤC CÁC HÌNH ẢNH
Hình 1: Hệ thống mô phỏng phục vụ đào tạo và nghiên cứu 8
Hình 2: Sơ đồ kết nối thông tin giữa Trung tâm và Trạm 10
Hình 3: Màn hình Trung tâm Ðiều độ 11
Hình 4: Hệ thống Ðiều độ Quốc Gia 14
Hình 5: Kiến trúc Trung tâm Ðiều độ HTÐ 15
Hình 6: Mô hình Trung tâm Ðiều độ 15
Hình 7: Kiến trúc trao đổi thông tin Hệ thống điều độ TP Hồ Chí Minh 16
Hình 8: Kết cấu hệ thống 17
Hình 9: Kết cấu hệ thống trung tâm 18
Hình 10: Kiến trúc mạng truyền thông đề xuất 20
Hình 11: Mô hình CIM đầy đủ 21
Hình 12: Hệ thống điện Việt Nam theo CIM (1) 22
Hình 13: Hệ thống điện Việt Nam theo CIM (2) 22
Hình 14: Mô hình thu thập dữ liệu 23
Hình 15: Bảng các tiêu chuẩn CIP 25
Hình 16: Tổ chức giám sát truy cập và đảm bảo an toàn thông tin 26
Hình 17: Tiện ích lưu trữ dữ liệu Utility Data Warehouse (UDW) 33
Hình 18: Data Migration – Principles 34
Hình 19: DE400 Graphical Editor, Main Window 34
Hình 20: Picture Editor with Toolbox, Symbol Library and Palette 35
Hình 21: Kiến trúc hệ thống trung tâm 36
Hình 22: Kết cấu mạng Ethernet hệ thống trung tâm 37
Hình 23: Hệ thống phần cứng 39
Hình 24: Sơ đồ 1 sợi tổng thể 40
Hình 25: Danh sách hệ thống 42
Hình 26: Màn hình sơ đồ tổng thể lưới điện cao áp thành phố Hồ Chí Minh 43
Hình 27: Sơ đồ một trạm 220kV lấy dữ liệu từ A2 qua đường ICCP 44
Hình 28: Sơ đồ trạm với tín hiệu lấy từ RTU với giao thức RP570 45
Hình 29: Tín hiệu camera 46
Hình 30: Biểu đồ công suất cập nhật 1 giờ 46
Hình 31: Biểu đồ công suất cập nhật 1 phút 47
Hình 32: Báo cáo vận hành được xuất theo yêu cầu của điều độ viên 47
Hình 33: Giám sát phần cứng và thông tin của hệ thống SCADA 48
Hình 34: Cổng ứng dụng mô hình 3 lớp 49
Hình 35: Ghép nối PI với dữ liệu hệ thống SCADA qua ICCP 49
Hình 36: Portal sample 1 52
Trang 8Hình 37: GIS quản lý lưới điện cao áp 53
Hình 38: GIS quản lý lưới điện trung áp 54
Hình 39: Màn hình tính toán khả năng quá tải on-line của MBA và OHL 55
Hình 40: Bàn điều khiển của điều độ viên 57
Hình 41: Chuột của bàn điều khiển 58
Hình 42: Màn hình chính của @SCADA+ 59
Hình 43: Cửa sổ cài đặt và thử còi, chuông 62
Hình 44: Cửa sổ đăng nhập @SCADA+ 63
Hình 45: Thay đổi tên đăng nhập và mật khẩu 63
Hình 46: Cửa sổ thông báo tham số đăng nhập sai 64
Hình 47: Cửa sổ giám sát sơ đồ lưới điện của Ho Chi Minh City Power System 66
Hình 48: Cửa sổ giám sơ đồ trạm 220kV Thủ Đức 67
Hình 49: Cửa sổ chính giám sát mạng thông tin của hệ thống 68
Hình 50: Cửa sổ giám sát cảnh báo trong @SCADA+ 69
Hình 51: Cửa sổ chọn tên trạm để xem cảnh báo 72
Hình 52: Cửa sổ nổi lên lựa chọn ngày tháng năm .73
Hình 53: Cửa sổ lựa chọn tháng 73
Hình 54: Cửa sổ chọn nhà máy để xem cảnh báo 74
Hình 55: Lựa chọn thời gian của các cảnh báo khác trong quá khứ 75
Hình 56: Bảng điều khiển máy cắt 76
Hình 57: Cửa sổ yêu cầu xác nhận thao tác điều khiển 77
Hình 58: Cửa sổ thông báo điều khiển không thành công 77
Hình 59: Bảng đặt Tagging cho máy cắt 78
Hình 60: Bảng đặt trạng thái cho máy cắt bằng tay 79
Hình 61: Cửa sổ theo dõi đồ thị xu hướng thời gian thực và quá khứ 80
Hình 62: Cửa sổ chọn dữ liệu cho đồ thị xu hướng 82
MỤC LỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1: Các Web part chính của Hệ thống 52
Bảng 2: Dự kiến tiến độ thực hiện 83
Bảng 3: Khái toán vốn đầu tư 83
Trang 9TÊN LUẬN VĂN
NÂNG CẤP HỆ THỐNG SCADA TẠI CTY ĐIỆN LỰC TPHCM
I Giới thiệu hệ thống SCADA/EMS
I.1 Sơ lược về hệ thống SCADA/EMS trong hệ thống điện
Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, việc ứng dụng của các hệ thống thông tin đo lường và điều khiển xa ngày càng rộng rãi Xét trong phạm vi một nhà máy điện, đó là hệ thống tự động hoá nhà máy, đối với trạm biến áp là hệ thống tự động hoá trạm (Substation Automation System - SAS) Từ năm 1994 cùng với việc xây dựng hệ thống tải điện 500 kV, Trung tâm Điều độ HTĐ quốc gia ra đời với phần trung tâm của nó là hệ thống SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition), hệ thống hiện tại đang sử dụng tại Điều độ HTĐ là giai đoạn 2 - hệ thống SCADA/EMS (Energy Management System), mở ra một triển vọng vận hành HTĐ an toàn, liên tục
và kinh tế
I.1.1 SCADA làm việc như thế nào
Nguyên tắc làm việc của hệ thống SCADA như sau:
• Thu thập dữ liệu:
- Dữ liệu từ các trạm biến áp và các nhà máy điện được chia làm ba loại chính:
Dữ liệu trạng thái: trạng thái các máy cắt, dao cách ly, dao tiếp địa, các khoá điều khiển từ xa / tại chỗ v.v Các cảnh báo của các bảo vệ
Dữ liệu tương tự: Công suất tác dụng MW, phản kháng MVAr, điện áp, dòng điện, vị trí nấc biến áp v.v
Dữ liệu tích luỹ theo thời gian: Điện năng kWh, kVArh v.v
- Các dữ liệu trạng thái từ các rơ le trung gian được đưa vào các đầu vào số của RTU, còn các dữ liệu tương tự từ cuộn thứ cấp của máy biến dòng điện và điện áp được đưa vào các bộ biến đổi (tranducer), đầu ra của bộ biến đổi được đưa vào các đầu vào tương tự của RTU Tại RTU dữ liệu được số hoá
và thông qua kênh truyền (giao thức) gửi về trung tâm điều độ
• Điều khiển:
- Lệnh điều khiển từ hệ thống SCADA của trung tâm điều độ thông qua kênh truyền gửi đến RTU (hoặc SAS), các lệnh điều khiển có thể là:
Lệnh đóng cắt máy cắt, dao cách ly, dao tiếp địa (open / close)
Lệnh điều khiển tăng giảm (Raise / Lower)
Lệnh điều khiển thay đổi giá trị đặt (Setpoint)
• Giám sát:
- Dữ liệu thu thập từ các trạm về trung tâm điều khiển sẽ được máy tính xử lý:
Hiển thị trên các sơ đồ, bảng biểu và các dạng đồ thị xu hướng
Trang 10 Đối với dữ liệu trạng thái (máy cắt, dao cách ly, cảnh báo v.v ) khi phát hiện ra có sự thay đổi trạng thái hệ thống SCADA sẽ phát cảnh báo bằng
âm thanh và dòng thông báo để lôi kéo sự chú ý của người vận hành
Đối với dữ liệu giá trị đo xa, dữ liệu nhận được sẽ được kiểm tra so sánh với các ngưỡng dưới và ngưỡng trên (đã được định trước), nếu giá trị đo được bị vi phạm thì hệ thống sẽ phát cảnh báo cho người vận hành
• Thu thập dữ liệu
• Điều khiển giám sát
• Giao tiếp người máy đồ họa hoàn toàn
• Điều khiển cảnh báo và sự kiện
• Ghi nhận trình tự các sự kiện
• Lưu trữ và khôi phục dữ liệu quá khứ
• Phân tích dữ liệu sự cố
• Phân tích kết dây và trạng thái hệ thống
• Xu hướng của dữ liệu động và dữ liệu quá khứ
• Tạo báo cáo, thường lệ và đặc biệt
• Biến cố và thẻ báo thiết bị đóng cắt
• Thông tin liên lạc với các Trung tâm Điều độ
Hệ thống quản lý năng lượng (EMS) cung cấp cho Trung tâm Điều độ phương tiện để điều khiển và vận hành một cách tối ưu HTĐ Các chức năng chính của bộ chương trình EMS đáp ứng yêu cầu vận hành an toàn và kinh tế Các chương trình ứng dụng bao gồm:
• Thiết lập trạng thái kết dây và Đánh giá trạng thái
• Phân tích đột biến (bao gồm cả Tự động lựa chọn trường hợp đột biến)
• Trào lưu công suất cho kỹ sư điều hành
• Vận hành kinh tế trong điều kiện có ràng buộc
• Phần mềm huy động thủy điện
• Tự động điều khiển phát điện (AGC)
• Trào lưu công suất tối ưu
• Dự báo phụ tải
• Phối hợp thuỷ - nhiệt điện
• Huy động tổ máy
Trang 11• Các chương trình trên được hỗ trợ cho cả chế độ thời gian thực và chế độ nghiên cứu
Tương tự như đối với lưới truyền tải, để quản lý vận hành lưới điện trung thế phân phối người ta sử dụng hệ thống SCADA/DMS Trong đó DMS (Distribution Management System) là các ứng dụng đi cùng với hệ thống SCADA phục vụ quản lý lưới điện phân phối Ngoài ra để phục vụ cho quản lý vận hành lưới trung thế phân phối còn có hệ hống tự động hóa lưới phân phối DAS (Distribution Automation System) Đối với lưới điện trung thế phân phối, hệ thống SCADA cũng có các chức năng tương tự như hệ thống SCADA/EMS nên trên Riêng chức năng DMS giúp vận hành lưới điện phân phối an toàn và hiệu quả có các chức năng điển hình như sau:
• Tô màu động theo phân cấp điện áp, phân loại thiết bị hoặc theo mức mang tải v.v
• Tính toán trào lưu công suất
• Tính toán ngắn mạch
• Cân bằng phụ tải cho các xuất tuyến hoặc các máy biến áp
• Tối thiểu hóa tổn thất công suất theo ràng buộc lưới
• Định vị sự cố
• Cô lập điểm sự cố và khôi phục lưới
• Lập kế hoạch sửa chữa lưới điện
• Sa thải phụ tải
• Mô phỏng phục vụ đào tạo điều độ viên
Hiện nay ở Việt Nam có hai hệ thống SCADA/DMS đang vận hành, cả hai hệ thống này đều là S.P.I.D.E.R do ABB Thụy Điển cung cấp Hệ thống cũ hơn vận hành tại Công ty Điện lực TP Hồ Chí Minh, hệ thống mới đang vận hành tại Công ty Điện lực
Hà Nội
I.2 Giới thiệu về HT SCADA hiện hữu của Công ty Điện lực Thành phố
Hồ Chí Minh
I.2.1 Giới thiệu tổng quan về hệ thống SCADA hiệu hữu
Hệ thống SCADA lưới điện TP Hồ Chí Minh được lắp đặt và đưa vào sử dụng từ năm
1998 Hệ thống SCADA có nhiệm vụ thu thập giám sát hiển thị các giá trị điện áp thanh cái, dòng điện, công suất, trạng thái máy cắt, chỉ thị nấc máy biến thế tại các trạm điện , đồng thời có khả năng phục vụ việc điều khiển đóng cắt từ xa các máy cắt và bộ đổi nấc máy biến thế
• Hiện tại hệ thống SCADA đang vận hành tại 41 trạm bao gồm :
- Trạm Trung Gian 110kV : 35 trạm
- Trạm ngắt 15(22)kV: 6 trạm
Trang 12- Hệ thống SCADA tại các trạm trên đều đã được trang bị chức năng điều khiển từ xa, các số liệu đo lường của hệ thống SCADA thu thập tại các trạm hiện nay đã được TTĐĐ-TT Cơng ty Điện lực TP Hồ Chí Minh cập nhật lên trang Web nội bộ của Cơng ty để các đơn vị cùng khai thác
• Trung tâm điều khiển SCADA
- Hệ thống được thiết kế dựa trên hệ thống phần mềm S.P.I.D.E.R của hãng ABB (Thụy Điển) chạy trên hệ điều hành DIGITAL-UNIX
- Phần lõi của hệ thống là S.P.I.D.E.R với hệ quản trị cơ sở dữ liệu thời gian thực và các tiện ích đi kèm phục vụ giám sát cấu hình, trao đổi thơng tin giữa các máy tính, theo dõi tình trạng vận hành hệ thống đảm bảo mức khả dụng
và độ tin cậy cao
- Phần ứng dụng bao gồm các hệ vận hành thời gian thực và hệ mơ phỏng đào tạo
Hệ vận hành thời gian thực phục vụ vận hành hệ thống điện dựa trên các
dữ liệu thu nhận theo thời gian thực
Hệ mơ phỏng phục vụ đào tạo, nghiên cứu và phát triển hệ thống
Alpha Server
100 5/300
384 Mb prim 6Gb sek Bộ thời
tuyến thông tin
Mạng nội bộ
Máy in hardcopy
Máy in báo cáo 1
Máy in sự cố 2 Máy in
sự cố 1
Cầu LAN Trạm làm việc A Trạm làm việc B Trạm huấn luyện bảo trì
Hình 1: Hệ thống mơ phỏng phục vụ đào tạo và nghiên cứu
Trang 13• Phần cứng: Cấu hình HT SCADA tại TTĐĐTT dựa trên cấu hình mạng LAN kép, bao gồm các thiết bị máy tính đầu vào và các máy tính Server
- Hệ thống máy tính chủ, thiết bị HMI: Bao gồm 04 máy server:
02 máy chạy ứng dụng (Application Server), hoạt động với cấu hình kép
01 máy trực tuyến (online), 01 máy dự phòng (hot standby)
01 máy nhập huấn luyện bảo trì, nhập dữ liệu (Maintenance server)
01 máy dùng cho việc dự phòng (Spare server)
Cấu hình các server đều giống nhau: Model: Digital Alpha Server 1000A5/333 Processor 333 Mhz Ram 384Mb Monitor 21 incs; Tape dùng cho việc lưu trữ dữ liệu; CDROM; Floppy disk; Harddisk chuẩn SCSI
- Hệ thống RCS (máy tính Front-end), thiết bị giao tiếp giữa hệ thống Radio và
hệ thống server: Bao gồm 2 tủ RCS hoạt động với cấu hình kép : 01 máy trực tuyến (online), 01 máy dự phòng nóng (hot standby) Cấu hình hệ thống RCS gồm các khối:
Modem : dùng để giao tiếp với Radio
DTTC1005 (FE Switch): là bộ chuyển đổi line giữa DTCU_RCSA & DTCU_RCSB
DTCU04: là thiết bị chuyển đổi giao thức RP570 (Radio) sang giao thức nối tiếp (ADLP)
DTTC05: là bộ giao tiếp giữa DTCU và DEC Server
DEC Server là thiết bị giao tiếp với hệ thống máy in kim, bảng MIMIC và
là bộ chuyển đổi giao thức nối tiếp (ADLP) sang giao thức TCP/IP theo tiêu chuẩn mạng cục bộ LAN
DEC Hup Server: là thiết bị giao tiếp giữa các máy tính chủ và RCS
• Phần mềm: Hệ thống sử dụng phần mềm S.P.I.D.E.R do hãng ABB phát triển,
chạy trên nền hệ điều hành UNIX Digital Bao gồm các phần mềm như : UNIX, SPIDER, ORACLE, Lotus 123
• Hệ thống thông tin: Bao gồm 6 line thông tin kết nối với tủ Radio, trong đó 4
line trong giai đoạn 1 và 2 line mới trong giai đoạn 2 (trong 2 line này có 1 line
dự phòng) Hệ thống radio tại trung tâm (base station) dùng để thu thập dữ liệu
và gửi các tín hiệu điều khiển đến các tủ RTU đặt tại các trạm
- Có 2 loại base station: TP – 400, TP – 6000
- Các tủ TP – 400 sử dụng anten có hướng Các tủ TP – 6000 sử dụng anten vô hướng
Trang 14Hình 2: Sơ đồ kết nối thông tin giữa Trung tâm và Trạm
I.2.2 Đánh giá hiện trạng hệ thống
Trung tâm điều hành được trang bị một hệ thống SCADA có tên mã là S.P.I.D.E.R do ABB cung cấp từ năm 1998 nhằm giám sát hệ thống điện của thành phố bao gồm:
• Trạm trung gian 110kV: 35
• Trạm ngắt trung thế: 6
Hệ thống SCADA (S.P.I.D.E.R) hiện hữu đang quản lý 35 RTU kết nối bằng các đường truyền radio, hệ thống có 6 kênh radio và mỗi kênh quản lý trung bình khoảng 5-7 trạm Giao thức truyền tin với RTU là RP570 và với Trung tâm điều độ khác là ELCOM70 (TASE 1), các giao thức này không được sử dụng ở các trung tâm điều độ trong Hệ thống điện Việt Nam (IEC 60870-5-101 và ICCP/TASE 2) Với mỗi trạm hệ thống thu thập khoảng 200 datapoint gồm có các dữ liệu digital cũng như analog
Các máy tính chủ dựa trên phần cứng họ Alpha của DEC – Digital Equipment Corp,
sử dụng hệ điều hành Tru64 UNIX Sau hơn 10 năm vận hành hệ thống đã xuống cấp nghiêm trọng và gặp rất nhiều khó khăn trong việc bảo trì, nâng câp và mở rộng do các máy tính chủ với phần cứng họ Alpha DEC đã chính thức ngưng sản xuất từ năm
2003 Các khó khăn cụ thể có thể liệt kê sơ bộ như sau:
SUB RADIO TP400
SUB RADIO TP400
SUB RADIO TP6000
SUB RADIO TP400
Trang 15• Ðối với phần cứng trung tâm: các vật tư thiết bị hư hỏng không có vật tư thay thế, đặc biệt là các phần cứng của các Server Alpha
• Hệ thống phần mềm: do dựa trên nền tảng của hệ điều hành Tru64 UNIX không tương thích với các hệ phần cứng của Intel đang phổ biến hiện nay nên việc chuyển đổi hệ thống nền (Flatform) là không thể thực hiện được
• Ðối với RTU: hiện nay cũng đã không còn được sản xuất, giao thức cũng đã lạc hậu, giá phụ tùng cao, chi phí nâng cấp mở rộng rất đắt do chỉ có ABB thực hiện
• Ðối với các thiết bị thông tin: do sử dụng các kênh radio nên trong điều kiện thành phố đang phát triển cùng với việc xây dựng các tòa nhà cao tầng làm giảm chất lượng sóng và thậm chí gây gián đoạn khoảng một nữa số kênh của hình thức truyền dẫn này
Các vấn đề trên đã đe dọa đến việc vận hành bình thường hệ thống SCADA cho hệ thống phân phối điện của một thành phố lớn (trên 8 triệu dân) và trên thực tế thì hệ thống gần như đã tê liệt, chỉ còn một phần nhỏ tín hiệu được thu thập và thể hiện lên một màn hình
Hình 3: Màn hình Trung tâm Ðiều độ
I.2.3 Hướng phát triển nâng cấp HT SCADA
Ðối với một lưới điện phân phối phục vụ một thành phố lớn nhất Việt Nam như TP Hồ Chí Minh, yêu cầu phải có một hệ thống SCADA để theo dõi giám sát, điều khiển lưới
Trang 16điện là rất quan trọng đối với công tác vận hành nhằm giảm thiểu thời gian mất điện, nhanh chóng khôi phục sự cố, đảm bảo an toàn cho người và thiết bị và đảm bảo chất lượng dịch vụ cung cấp điện đối với khách hàng Giải pháp nâng cấp hoặc thay thế đưa
ra cần phải khắc phục được các nhược điểm của hệ thống hiện tại, cũng như đưa ra được lời giải cho các yêu cầu trong tương lai Phương án nâng cấp HT SCADA của Công ty ĐL HCM như sau:
• Thực hiện đầu tư dự án “Thiết bị đầu cuối SCADA”, với mục đích đầu tư các trang thiết bị cáp quang, thiết lập nên một HT truyền dẫn số liệu SCADA thay thế cho HT truyền tin bằng sóng vô tuyến như đã đề cập ở trên
• Đầu tư trang bị mới HT điều khiển Trung tâm sử dụng giao thức
IEC60870-5-101, IEC60870-5-104 và có khả năng sử dụng đồng thời giao thức RP570/571 hiện hữu
• Hỗ trợ giao thức ICCP TASE 2 kết nối giữa các trung tâm điều độ khác
• Trang bị phần mềm, phần cứng của HT SCADA tại Trung tâm phải tương thích với các vật tư thiết bị hiện hữu và có khả năng giao tiếp với các thiết bị của nhiều nhà cung cấp khác
• Có các công cụ để xây dựng mở rộng hệ thống và chuyển cơ sở dữ liệu của hệ thống cũ qua hệ thống mới
• Hỗ trợ giao diện quan sát hệ thống qua trang Web của Công ty
• Sử dụng các phần mềm quản trị cơ sở dữ liệu có cấu trúc tốt đã được thể nghiệm qua nhiều hệ thống lớn, bảo đảm việc lưu trữ, vận hành cơ sở dữ liệu chính xác và nhanh chóng
• Có khả năng nâng cấp để sử dụng chức năng EMS/DMS về sau
• Có khả năng tích hợp các bản đồ GIS (bản đồ địa dư) vào chương trình
• Các WorkStation sử dụng hệ điều hành Windows để thuận tiện trong việc vận hành
II Sự cần thiết đầu tư nâng cấp HT SCADA
Qua phân tích các hiện trạng của hệ thống như trên, rõ ràng việc thực hiện đầu tư nâng cấp hệ thống SCADA là hết sức cần thiết bởi các lý do chính sau đây:
• Nếu không thực hiện đầu tư dự án, các tồn tại sau sẽ gây trở ngại trong suốt quá trình vận hành hệ thống SCADA và điều hành lưới điện TP Hồ chí Minh:
- Toàn bộ HT máy tính chủ đã tiến đến giới hạn hoạt động do đã được trang bị quá lâu (từ năm 1998), công nghệ cũ, khối lượng tín hiệu ngày càng tăng vượt quá khả năng quản lý của hệ thống
- Gặp nhiều hạn chế trong việc kết nối với các trạm mới đầu tư, đặc biệt là các trạm điều khiển máy tính (do khối lượng tín hiệu rất nhiều) và việc mở rộng tăng tín hiệu đối với các trạm hiện hữu về khối lượng tín hiệu phục vụ điều hành lưới (cần nhiều thông số điện hơn để điều hành)
- Các thiết bị qua thời gian sử dụng lâu, đến nay hư hỏng dần và không có thiết
Trang 17- Hầu hết thiết bị chính của nhà sản xuất đã không còn sản xuất hoặc nhà sản xuất đã bị sáp nhập bởi nhà sản xuất khác, dẫn đến ngưng sản xuất các dòng sản phẩm hỗ trợ
• Không tương thích trong việc kết nối với các HT SCADA khác (ví dụ HT SCADA của A2), các trạm điều khiển máy tính mới và các thiết bị đầu cuối RTU của các hãng khác (do HT hiện nay chỉ sử dụng được 1 giao thức duy nhất
là RP570 do ABB phát triển) Giao thức này cũng không phù hợp với giao thức
do EVN quy định khi trang bị HT SCADA
• Đối với một lưới điện có qui mô lớn nhất đất nước như ĐLTP HCM, nhu cầu
có một hệ thống để theo dõi giám sát, điều khiển lưới điện là rất quan trọng đối với công tác vận hành nhằm giảm thiểu thời gian mất điện, nhanh chóng khôi phục sự cố, tăng chất lượng dịch vụ đối với khách hàng
Vì vậy nhu cầu hiện nay là phải đầu tư HT điều khiển trung tâm mới để khắc phục được các nhược điểm của hệ thống hiện tại, cũng như đưa ra các giải pháp đáp ứng nhu cầu kết nối, mở rộng trong tương lai
III Phân tích lựa chọn phương án nâng cấp HT SCADA
III.1 Mục tiêu phương án
• Xây dựng hệ thống SCADA mới thay thế hệ thống SCADA đang vận hành của Công ty Ðiện Lực TP Hồ Chí Minh trên cơ sở kế thừa các tài nguyên vẫn còn khả dụng của hệ thống cũ Trên thực tế đây là các RTU với giao thức RP570
• Hệ thống mới phải có khả năng quản lý toàn bộ số RTU hiện hữu và trong tương lai mà không bị hạn chế về số lượng khi Công ty Ðiện Lực TP Hồ Chí Minh có nhu cầu quản lý toàn bộ lưới điện trung áp
• Hệ thống mới có khả năng tương thích với các kênh radio hiện hữu và bất kỳ đường truyền tin vật lý nào trong tương lai Có khả năng làm việc với nhiều hình thức kênh truyền: fible optical, leased line, sattelite, GSM, CDMA, SDH…
• Hệ thống mới hỗ trợ các chuẩn quốc tế, tính phổ biến cao, có thể làm việc với các loại protocol khác như IEC60870-5-101, ICCP/TASE.2, IEC60870-5-103, IEC60870-5-104, IEC61850, Modbus, DNP
• Có tính tương thích cao với các hệ phần cứng khác nhau
• Có thể thiết kế nâng cấp với độ dự phòng cao
• Tính sẳn sàng và độ tin cậy cao
• Có vòng đời dự án lớn
• Chi phí phù hợp
• Dựa trên các thành phần mở có thể mua thương mại dễ dàng
• Giao diện thân thiện đơn giản, dễ sử dụng
• Các thành phần trong hệ thống được module hóa và giữa chúng sử dụng các giao tiếp được chuẩn hóa
Trang 18• Có khả năng bảo mật cao, sử dụng các chuẩn bảo mật cho công nghiệp điện như Critical Infrastructure Protection – CIP
• Dung lượng hệ thống - data sizing tối thiểu 50.000 data points và có thể mở rộng trong tương lai
• Dựa trên hệ thống phần cứng có độ tin cậy cao, dễ thay thế, dễ ghép nối, có giao diện làm việc với các ứng dụng khác
• Hỗ trợ các tính năng tiên tiến GIS/AM/FM/CIS và tự động lưới phân phối (Distribution Automation)
III.2 Định hướng kiến trúc tổng thể hệ thống
Kiến trúc của Hệ thống điều độ Quốc gia của hệ thống điện Việt Nam như sau:
Center SCADA
SRLDC Southern Region Load Dispatch
Center SCADA
Equipment situated at the boundary with the area of jurisdiction of distribution
Ninh Bình Hải Phòng
Đồng Nai HCM
HN PC3
PC2
PC1
NLDC National Load Dispatch Center SCADA/EMS
Hình 4: Hệ thống Ðiều độ Quốc Gia
Hệ thống điều độ Quốc gia được chia làm ba cấp:
• Cấp 1: Trung tâm Ðiều độ Quốc gia, có trách nhiệm điều khiển các Nhà máy
điện và hệ thống500kV
• Cấp 2: Gồm ba Trung tâm điều độ lưới điện Miền Bắc, Trung và Nam
• Cấp 3: Gồm các Trung tâm điều độ lưới điện Phân phối thuộc các công ty phân phối điện Hiện tại có các Trung tâm của TP Hà Nội, Hồ Chí Minh, Vũng Tàu,
Ðà Lạt, Cân Thơ và một số Trung tâm khác đang trong quá trình xây dựng
Hệ thống điều độ của ĐL HCM đang ở cấp 3 của hệ thống điều độ quốc gia
Trang 19III.3 Xu hướng trên thế giới về kiến trúc các Trung tâm điều độ HTÐ
Hình 5: Kiến trúc Trung tâm Ðiều độ HTÐ
Xu hướng tập trung và chia sẽ thông tin là xu hướng tiên tiến hiện nay trong tổ chức kiến trúc của các trung tâm điều độ Ngoài ra để đồng nhất dữ liệu sử dụng được giữa các bộ phận khác nhau trong các công ty điện lực thì chuẩn IEC61968 được sử dụng như mô tả trong hình vẽ dưới đây
Hình 6: Mô hình Trung tâm Ðiều độ
Trang 20III.4 Kiến trúc hệ thống SCADA Công ty ÐL thành phố HCM:
Trên cơ sở định hướng của kiến trúc tổng thể các trung tâm điều độ trong hệ thống điện Việt Nam và tham khảo các xu hướng tiên tiến đang được sử dụng và tiêu chuẩn IEC61968 về qui định chuẩn hóa dữ liệu và thông tin trong ngành điện, báo cáo đề xuất kiến trúc của hệ thống SCADA cho Công ty ÐL thành phố HCM như hình dưới đây
HCM Center System
Operator SCADA/DMS HIS
Internet
HCMPC Corporate
WebInfo Server(s)
SRLDC SCADA
F I R E W
Internet
Subscribed Users
PCHCM ICT Operator
60870-
IEC-RTUs SASs
60870-
IEC-RTUs SASs
Other
PC
Distric Center
Hình 7: Kiến trúc trao đổi thông tin Hệ thống điều độ TP Hồ Chí Minh
Toàn bộ hệ thống gồm 3 thành phần:
• Hệ thống trung tâm: Ðây là thành phần quan trọng nhất của hệ thống, toàn bộ
thông tin cần thiết cho việc điều hành lưới điện sẽ được hệ thống trung tâm thu thập, xử lý, phân phối đến các ứng dụng cần thiết để nhân viên vận hành có thể tương tác với toàn bộ thiết bị cần giám sát điều khiển, cũng như giao tiếp với các ứng dụng khác Hệ thống trung tâm cũng sẽ hỗ trợ các trung tâm phụ như đối với các điều độ điện lực cấp dưới, các hệ thống phụ sẽ được phân quyền điều khiển và giám sát nhất định, đồng thời kết nối với hệ thống trung tâm thông qua các đường truyền tốc độ cao Phần cứng cũng như phần mềm của hệ thống trung tâm sẽ dựa trên các nền tảng mở, có tính phổ biến cao, dễ thay thế
mở rộng, đơn giản và quen thuộc trong quá trình vận hành Phần cứng của hệ thống máy tính sẽ sử dụng họ xSerie của IBM hoặc tương đương cho Server, họ ThinkPad của IBM cho hệ thống console, hệ điều hành sẽ sử dụng họ Windows Server của Microsoft
Trang 21• Hệ thống trạm: Với các hệ SCADA truyền thống, các đầu cuối trạm sẽ là các
RTU, tuy nhiên với hệ thống SCADA trong phạm vi dự án này, đầu cuối cũng
có thể là các hệ thống tự động hóa trạm và các trung tâm điều độ khác
• Hệ thống truyền thông: Hệ thống sẽ hỗ trợ nhiều hình thức đường truyền,
radio, viba, leasedline, GSM/GPRS, CDMA…
Control Center n
SAS n
Center 1 Sustation / Terminal Site
Sub n RTU n
Sub 1
RTU 1
Comm System
Comm System
Communication System
Comm System
Interface Data server
Application Control Center
Sub : Substation
SAS : Substation Automation System
Hình 8: Kết cấu hệ thống
III.4.1 Kiến trúc và các yêu cầu của hệ thống trung tâm
Hệ thống trung tâm được thiết kế dựa trên mô hình 3 lớp 3-tiers với kết cấu của các lớp như sau:
• Lớp giao diện:
- Ðây là lớp thấp nhất trong hệ thống trung tâm sẽ làm nhiệm vụ giao tiếp trực tiếp với các RTU, các hệ tự động hóa trạm - Substation Automation System, các trung tâm điều độ khác
- 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 trạm
- Lớp này thông qua các hệ thống viễn thông sẽ ghi / 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
• Lớp Data Server:
Trang 22- Lớp này sẽ tiếp nhận dữ liệu từ Lớp giao diện và làm chúng sẳn sàng đối với các ứng dụng
- Một điểm quan trọng là Lớp này cũng được trang bị hệ thống xử lý logic dạng SoftPLC – Logic processor theo tiêu chuẩn IEC61131 để giúp người sử dụng đưa ra các sơ đồ logic phù hợp với các ứng dụng của mình
- Ðây là Lớp đặc biệt quan trọng vì mọi ứng dụng đều truy cập dữ liệu thông qua nó
• Lớp ứng dụng:
- Ðây là lớp cao nhất ở hệ thống trung tâm
- Người sử dụng sẽ giao tiếp với hệ thống thông qua lớp này Ở đây các ứng dụng có thể là hệ giao diện người máy HMI, hệ thống quản lý sự kiện, hệ thống dữ liệu quá khứ …
Hình 9: Kết cấu hệ thống trung tâm
Hệ thống SCADA 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) phải sẳn sàng với số lượng lớn các RTU Mạng LAN có thể được trang bị kép để đảm bảo độ tin cậy cho hệ thống, cùng với hệ thống LAN các chức năng quan trọng cũng sẽ được tổ chức trên hai hệ thống máy tính vận hành song song
Hệ thống trung tâm sẽ duy trì các chức năng chạy song song với nhau Bất kỳ lúc nào các chức năng này cũng có thể truy cập được hệ thống Main hay hệ thống Backup
Trang 23Đây là điểm khác biệt đối với kiến trúc cũ của hệ thống S.P.I.D.E.R, tại 1 thời điểm chỉ có 1 hệ thống hoạt động
Hệ thống hỗ trợ các thành phần theo mô hình khách chủ và có thể hoạt động tập trung hoặc phân tán tới 1 hay nhiều hệ thống server, để tăng tính linh hoạt, khả năng mở rộng cũng như tăng độ sẳn sàng
Các chức năng tiêu biểu được hệ thống trung tâm quản lý bao gồm:
• Hệ quản trị CSDL thời gian thực – Realtime database management
• Hệ thống quản lý cảnh báo – Alarm Processing
• Hệ thống quản lý sự kiện – Event History
• Hệ quản trị CSDL quá khứ – Historical Data management
• Giao diện người máy – HMI
• Hệ quản lý biển báo – Tagging management
• Hệ thống quản lý công việc – Workforce management
• Hệ thống quản lý giao tiếp – Interface management
• Hệ thống Gateway
• Hệ thống Router/Firewall
• Hệ thống đồng bộ thời gian – Time Synchronization
• Hệ quản trị thông tin địa lý – GIS
• Hệ thống ứng dụng tự động hóa lưới phân phối – Distribution Automation
III.4.2 Kiến trúc và các yêu cầu của hệ thống truyền thông
Mục tiêu cơ bản của bất kỳ một hệ thống SCADA nào là khả năng giao tiếp giữa các thiết bị cần điều khiển / thu thập thông tin và các nhân viên vận hành ở một khoảng thời gian và độ chính xác nhất định Các thiết bị truyền thông có vai trò rất quan trọng nhưng quá trình này lại hoàn toàn trong suốt đối với nhân viên vận hành (họ không quan tâm đến việc các thiết bị truyền thông hoạt động như thế nào) Các kiến trúc đối với thiết bị truyền thông càng đơn giản càng tốt Yêu cầu đối với hệ thống truyền thông và tính sẳn sàng của hạ tầng truyền thông sao cho đảm bảo tính kinh tế và đáp ứng các chức năng cần thiết
Trên các cơ sở trên, mạng truyền thông được đề xuất theo như sơ đồ sau:
Trang 24Hình 10: Kiến trúc mạng truyền thông đề xuất
III.4.3 Quản lý và lưu trữ thông tin
Do khối lượng thông tin để quản lý và tính toán hệ thống điện của hệ thống SCADA/EMS/DMS là rất lớn vì vậy nhất thiết cần phải tổ chức quản lý lưu trữ các thông tin này một cách khoa học, toàn bộ hệ thống điện Việt Nam trong đó có lưới điện thành phố HCM được lưu trữ như sau:
• Các thông số mô hình hệ thống điện được lưu trữ trong mô hình thông tin chung (CIM) theo tiêu chuẩn IEC61968/IEC61970
• Các thông số trong quá trình vận hành hệ thống điện được lưu trữ bằng hệ cơ sở
dữ liệu quá khứ thời gian thực PI System
III.4.4 Mô hình hệ thống điện trong IEC 61970-301 CIM (Common
Information Model)
Đây là giới thiệu tổng quát về mô hình hệ thống điện được tổ chức dạng mô hình thông tin chung theo chuẩn IEC 61970-301 Mô hình thông tin chung (CIM) là một mô hình tiêu chuẩn mở được phát triển bởi tổ chức EPRI (Electric Power Research Institute) cho phép mô tả toàn bộ các đối tượng chính trong hệ thống điện CIM đưa ra cách thức tiêu chuẩn mô tả hệ thống điện với các lớp đối tượng cùng với các thuộc tính
và mối quan hệ giữa chúng Các đối tượng được mô tả trong CIM có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau, do đó việc trao đổi dữ liệu giữa các đơn vị, và giữa các ứng dụng trong cùng một đơn vị có thể thực hiện dễ dàng
Ví dụ mô tả hệ thống điện tương ứng trong CIM như sau:
Trang 25Hình 11: Mô hình CIM đầy đủ
III.4.5 Hệ thống điện Việt Nam theo mô hình CIM
Các đặc điểm của hệ thống điện Việt Nam gồm có:
• Hệ thống điện Việt Nam được chia thành 3 hệ thống điện miền: Bắc, Trung, Nam
Trang 26Từ đó, mô hình hệ thống điện Việt Nam theo CIM được mô tả như sau:
Hình 12: Hệ thống điện Việt Nam theo CIM (1)
Mô tả Hệ thống điện thành phố HCM theo mô hình CIM
Hình 13: Hệ thống điện Việt Nam theo CIM (2)
Trang 27III.4.6 Tổ chức thu thập dữ liệu
• Ðối với các trạm đã có trang bị RTU: các RTU cùng các hệ thống Digital / Analog Input / Ouput sẽ được giữ nguyên như kiến trúc hiện có, bao gồm có hệ thống cấp nguồn và thiết bị viễn thông Hệ thống @SCADA+ sẽ hỗ trợ tận dụng lại toàn bộ những thiết bị này với kiến trúc hiện có
• Ðối với các trạm chưa có RTU hoặc RTU không đủ dữ liệu: nhưng đã có các thiết bị IEDs có hỗ trợ giao thức truyền dữ liệu thì tùy vào cấu trúc và điều kiện
ở trạm các dữ liệu có thể được thu thập bằng 1 thiết bị phù hợp dạng protocol gateway hoặc terminal server và gửi về trung tâm
• Ðối với các trạm chưa có RTU và IEDs hỗ trợ các thủ tục giao tiếp dữ liệu: sẽ được trang bị RTU hoặc đầu cuối có khả năng giao tiếp với hệ thống trung tâm
để truyền nhận dữ liệu và lệnh điều khiển
• Ðối với các trạm có hệ thống tự động hóa trạm-SAS: Nếu hệ thống SAS hỗ trợ những giao thức chuẩn như IEC60870-5-101, 104, Modbus, DNP, IEC61850 thì dữ liệu của SAS có thể đưa trực tiếp về trung tâm điều khiển Hệ thống
@SCADA+ sẽ hỗ trợ các hệ thống tự động hóa trạm nếu được trang bị Hệ thống sẽ tích hợp các phần mềm cần thiết vào máy tính làm vai trò Gateway trong hệ thống tự động hóa trạm Bên cạnh đó kiến trúc mức trạm sẽ hỗ trợ việc tích hợp với các thiết bị điện tử thông minh IEDs như các relay số, các đồng hồ
đo (meter) các bộ điều khiển lập trình được
• Ðối với các thiết bị trung áp như Recloser, cầu dao phụ tải (LBS), RMU, Tụ bù động, các trạm ngắt trung gian dữ liệu sẽ được thu thập thông qua việc kết nối trực tiếp với IED và sử dụng đường truyền của GSM thông qua dịch vụ GPRS
Hình 14: Mô hình thu thập dữ liệu
Trang 28Việc phối hợp hỗ trợ tích hợp nhiều hình thức với kiến trúc mức trạm sẽ giúp hệ thống SCADA trung tâm có khả năng triển khai nhanh chóng và có đủ dữ liệu để thực hiện các chức năng tiên tiến
III.5 Các giao thức trong hệ thống SCADA
Trong quá khứ, các thủ tục giao tiếp protocol trong hệ thống SCADA được phát triển riêng lẽ bởi các nhà cung cấp (ví dụ RP570) để đáp ứng một nhu cầu cụ thể trong lĩnh vực công nghiệp nào đó Tuy nhiên các giao thức của nhà cung cấp này đưa đến các khó khăn trong việc mở rộng hệ thống, đặc biệt là khi phải làm việc với phần cứng của các nhà cung cấp khác, vì vậy hệ thống @SCADA+ sẽ sử dụng các chuẩn quốc tế mở, được sử dụng rộng rãi, và hình thành bởi các tổ chức lớn mang tính phổ biến cao Việc sử dụng các chuẩn mở mang lại tính tương thích rộng rãi cho cả phần mềm lẫn phần cứng giữa nhiều nhà sản xuất khác nhau Việc này mang lại nhiều lợi ích cho người sử dụng, ví dụ: họ có thể mua trạm chủ - Master station của nhà sản xuất này, và mua RTU từ nhiều nguồn của các nhà sản xuất khác, cũng như kết nối các RTU, và thiết bị điện tử thông minh IEDs vào chung một hệ thống
Các lợi ích ngắn hạn của chuẩn mở:
• Có thể kết nối giữa nhiều thiết bị từ nhiều nhà cung cấp
• Giảm bớt số lượng giao thức phải quản lý
• Giảm chi phí cho hệ thống phần mềm
• Không cần bộ chuyển đổi giao thức – protocol translator
• Thời gian triển khai sẽ nhanh hơn
• Giảm bớt các thủ tục test, bảo trì và đào tạo
• Tài liệu sẽ đơn giản hơn
• Các thủ tục kiểm tra tiêu chuẩn có thể được áp dụng
Các lợi ích dài hạn của chuẩn mở:
• Dễ dàng mở rộng hệ thông
• Vòng đời sản phẩm dài hơn
• Có thêm các giá trị gia tăng từ các sản phẩm
• Thích ứng nhanh hơn với các công nghệ mới
• Chi phí vận hành giảm
Dưới đây là một số giao thức truyền dữ liệu phổ biến mà @SCADA+ hỗ trợ:
Trang 29III.6 Vấn đề bảo mật và Tiêu chuẩn NERC – CIP
Critical Infrastructure Protection - CIP là chương trình quốc gia về an ninh cho các ngành hạ tầng quan trọng dễ bị tấn công của Mỹ Ðược ra đời vào năm 1998, CIP là chuẩn cho các lĩnh vực như:
Trang 30Hình 16: Tổ chức giám sát truy cập và đảm bảo an toàn thông tin
III.7 Các ứng dụng:
III.7.1 Ứng dụng HMI
Giao diện người dùng - HMI được hiểu như là phần tạo ra sự kết nối giữa người dùng
và các chương trình giám sát, điều khiển của hệ thống SCADA, cũng như các trình ứng dụng khác User Interface cho phép giám sát và điều khiển hệ thống điện, truy xuất tới các thông tin lưu trữ trong cơ sở dữ liệu một cách đơn giản và dễ tiếp cận Tất
cả các trình ứng dụng của hệ thống SCADA đều tương thích chạy trên hệ điều hành Window được sử dụng
Thiết kế của các cửa sổ màn hình có thể được thay đổi và tái sử dụng Các cửa sổ màn hình này cho phép chạy các trình ứng dụng, xem lại các thông tin, tổng kết sự kiện theo dữ liệu, theo dõi giám sát thông tin thời gian thực về hệ thống điện,… và sử dụng lại dữ liệu quá khứ
User Interface có khả năng ngay lập tức phản ánh lại bằng các chỉ thị ánh sáng / âm thanh đối với các sự kiện do vận hành viên hoặc hệ thống điện gây ra
Nhân viên vận hành được phép thực hiện bất kỳ hoạt động nào ở bất kỳ thời điểm nào ngoại trừ các chức năng điều khiển tự động đang làm việc Các tín hiệu dạng
“Message” hay “Warning” sẽ không có giới hạn theo tuần tự thời gian Trạng thái của các hoạt động liên quan đến vận hành hệ thống điện được thu thập về sẽ liên tục báo cho vận hành viên ngay trên màn hình cảnh báo
Chi tiết về thông tin có thể được trình bày theo nhiều mức độ tuỳ theo nhu cầu của vận hành viên tại từng thời điểm Một số phím tắt cũng sẽ được cấu hình cho mục đích theo dõi, giám sát nhanh trong các trường hợp khẩn cấp
Trang 31Nhân viên vận hành được uỷ quyền sẽ được phép truy nhập tới tất cả các thông tin của
hệ thống, và có thể đưa ra các lệnh điều khiển thiết bị Các chức năng liên động mềm được thực hiện và có thể đưa ra cảnh báo trong vận hành để đảm bảo kết quả của thao tác vận hành là đúng, tránh gây sự cố trong hệ thống điện
Thông tin về hệ thống có thể được truy nhập từ các “workstation” nối tới mạng LAN của trạm, tuỳ theo các vùng đáp ứng được chỉ định trước (Area of Responsibility) Mỗi màn hình có thể được thiết kế cho các mục đích riêng như:
Cuối cùng, sẽ có các “Alarm” và “Event file” với mô tả xác định theo user, ngày / giờ được đưa ra, lưu trữ sau các thao tác vận hành Ví dụ, khi ra lệnh điều khiển đóng / mở máy cắt hoạt động có thể thành công hoặc không Khi đó “Alarm” và “Event file” sẽ được sinh ra lưu giữ các thông tin này Nó có thể được tạo ra và lưu giữ cả các thay đổi có uỷ quyền hoặc không uỷ quyền
Phần mềm giao diện người dùng, trong các vùng đáp ứng (Area of Responsibility) xác định sẽ đảm bảo:
• Đưa vào vận hành hoặc cô lập các thiết bị có điều khiển
• Quan sát các thông số được giám sát bởi hệ thống
• Đặt các biển báo, biển cấm
• Xác nhận, lưu hoặc xoá các sự kiện alarm
• Bỏ qua hoặc bật chức năng giám sát thiết bị
• Phát âm thanh gây chú ý trong trường hợp có alarm hoặc các sự kiện quan trọng
• Đưa ra hoặc khôi phục trở lại các thiết bị được giám sát, điều khiển hay các thành phần khác của hệ thống SCADA
• Trình bày trạng thái của các thiết bị ngoại vi, các RTUs và các kết nối thông tin trong hệ thống
Trang 32• Hiển thị các cảnh báo mới nhất, khi “alarm list” bị đầy hệ thống sẽ tự động xoá các cảnh báo cũ nhất để lưu giữ cảnh báo mới
• Hiển thị tất cả các điểm của hệ thống được giám sát (tagged) Mỗi điểm dữ liệu
đó sẽ bao gồm các tag cảnh báo tương ứng
• Hệ thống có khả năng in ra các màn hình, báo cáo sự kiện, …Trong trường hợp một báo cáo cần in ra có các giá trị có thể được cập nhật về từ thiết bị thì quá trình in sẽ diễn ra sau khi quá trình cập nhật dữ liệu được hoàn thành
III.7.2 Các màn hình cơ bản
Hệ thống có thể hiển thị rất nhiều các màn hình giao diện như dưới đây:
• Sơ đồ toàn hệ thống
• Sơ đồ một sợi của các trạm
• Trạng thái các RTUs và các đường kết nối thông tin
• Cảnh báo
• Sơ đồ giám sát và điều khiển mức ngăn
• Đồ thị xu hướng quá khứ và thời gian thực
• Điểm dữ liệu quá khứ với độ phần giải cao
Hệ thống giúp truyền tải thông tin về hệ thống đến người dùng cũng như đưa các dữ liệu đầu vào cho ứng dụng Hệ thống sẽ giúp bạn tùy biến thông tin theo yêu cầu cá nhân một các mềm dẻo, bên cạnh đó bạn có toàn quyền điều khiển các dữ liệu mà mình được phép truy cập thông qua một công cụ phổ biến là trình duyệt Web
Ngày nay hệ thống lưới điện ngày một phát triển và được hiện đại hóa, một lượng rất lớn dữ liệu được liên tục sinh sản bởi quá trình vận hành trong Hệ thống điện, các thông tin này xuất phát từ nhiều nguồn trong đó có các hệ SCADA/EMS từ nhiều đơn
vị vận hành hệ thống khác nhau Những dữ liệu gồm rất nhiều định dạng, một vài định dạng đã được chuẩn hóa như ICCP, nhưng cũng có những định dạng dữ liệu được phát triển riêng bởi các nhà sản xuất ở những định dạng riêng của họ như các Cơ sở dữ liệu thời gian thực Những dữ liệu này cuối cùng được lưu trữ bởi hệ thống thông tin quá khứ HIS Dưới những mô hình này việc truy cập đến thông tin rất khó khăn và đòi hỏi
Trang 33những công cụ phần mềm hay giao diện phức tạp Vấn đề còn trở nên phức tạp hơn khi cần phải điều khiển quá trình truy cập, đảm bảo an ninh và tính toàn vẹn của dữ liệu Nhận thấy rằng việc cung cấp dữ liệu một các nhanh chóng, chính xác, dễ dàng và linh hoạt của dữ liệu hiện thời cũng như thông tin trong quá khứ đến các đơn vị vận hành
Hệ thống hay Thị trường điện là nhiệm vụ chiến lược trong bối cảnh hệ thống ngày càng trở nên phức tạp và rộng lớn như hiện nay ATS đã phát triển một nền tàng ứng dụng nhằm giải quyết những vấn đề kể trên một cách hiện quả và thân thiện với người dùng Hệ thống cổng dữ liệu vận hành ATS Real-Time Portal™ (ARP™) cung cấp khả năng truy cập đến thông tin bất kể nó đến từ nguồn nào, hay nó ở định dạng nào
Hệ thống đảm bảo tính toàn vẹn và an ninh cho thông tin, nó có thể dễ dàng tùy biến theo nhu cầu và chỉ cần sử dụng trình duyệt do vậy nó rất dễ sử dụng đối với cả những người dùng không có chuyên môn sâu
Về cơ bản, ARP™ là ứng dụng được thiết kế với mô hình 3 lớp và dựa trên nền tảng Microsoft SharePoint Portal Server, nó có thể hiển thị rất trực quan dữ liệu được lưu trữ trong hệ CSDL thời gian thực của PI System of OSISoft
Lớp CSDL sử dụng PI Server 3.X chạy trên nền tảng Windows Lớp Business logic bao gồm tập hợp các hàm XML Web service có thể giao tiếp với PI Server và với lớp ứng dụng, lớp này nhận các yêu cầu theo định dạng HTTP từ ứng dụng Web và dịch chúng ra PI API tương ứng và gửi đến PI server sau đó nhận kết quả từ PI server và trả lại cho ứng dụng Lớp Presentation hiển thị tất cả các kết quả đến người dùng một cách trực quan thông qua các đối tượng đồ họa như đồng hồ, cột hiển thị, đồ thị, bảng
dữ liệu …
III.7.4 Giao diện với dữ liệu theo định dạng ICCP
Một điểm đáng chú ý của ARP™ là khả năng thu thập, lưu trữ dữ liệu theo định dạng ICCP thông qua phương thức ICCP/TASE2 Đây là chức năng rất hữu ích đối với các môi trường chưa có sẵn PI Server
Ngày nay các Website ở bất cứ đâu trên thế giới đều phải đối mặt với những vấn đề an ninh nghiêm trọng Để bảo vệ website khỏi các cuộc đột nhập hay các tình huống tấn công khác của hacker vì vậy ARP™ được thiết kế nhiều lớp có thể phân tán trên các server riêng rẽ nhằm bảo vệ dữ liệu, ứng dụng hay các lớp logic một các độc lập bên cạnh đó nó kế thừa toàn bộ các đặc điểm an ninh của hệ thống SharePoint Portal Server do Microsoft cung cấp
Để bảo vệ hệ thống có thể trang bị các phần mềm Firewall và AntiVirus phù hợp với cấu trúc như ISA Server của Microsoft phối hợp với các giải pháp từ các nhà cung cấp tên tuổi như TrendMicro, Symantec, BitDefender or McAfee…
ARP là sản phẩm cung cấp một điểm truy cập duy nhất cho tất cả thành viên trong hệ thống, nhóm làm việc hay các ứng dụng Nó giúp bạn chuyển thông tin thành giá trị cho công việc, giúp mọi người có thể kết nối chia sẽ dữ liệu cũng như cá nhân hóa thông tin theo nhu cầu thông qua công cụ đơn giản là trình duyệt như Internet Explorer, Netscape Navigator, Opera
ARP có thể mở rộng thông tin ra ngoài doanh nghiệp, khi mỗi người được trang bị thông tin một cách chính xác nhanh chóng họ có thể có những quyết định chính xác và kịp thời hơn trong công việc như vậy doanh nghiệp sẽ ngày một được cải tiến hiệu quả
Trang 34và việc sử dụng ARP sẽ mở khóa cho những giá trị tiềm ẩn của doanh nghiệp, con người cũng như hệ thống
III.7.5 Mobile SCADA
Ứng dụng SMS Center cho phép người dùng truy cập dữ liệu trong PI Archive server qua hệ thống thông tin di động GMS bằng dịch vụ nhắn tin SMS (Short Message Service
Quản trị chương trình sẽ tạo và quản lý các “user profile” như số điện thoại, mức truy cập, và kiểu nội dung đáp ứng Theo đó, user có thể nhận thông tin bằng tin nhắn SMS thông qua một số điện thoại bất kỳ được định trước, ở bất kỳ nơi nào trên thế giới có cung cấp dịch vụ điện thoại này Chức năng Alarm trong chương trình cho phép gửi tin nhắn SMS một cách tự động tới các số điện thoại định trước bất kỳ khi nào có sự kiện xảy ra trong trạm đang vận hành
III.7.6 Hệ thống quản trị trên nền thông tin địa lý AM/FM/GIS
Hệ quản trị trên nền thông tin địa lý AM/FM/GIS khi tích hợp cùng với SCADA sẽ thực hiện các nhiệm vụ:
• Thể hiện mô hình lưới trực quan trên nền bản đồ
• Trợ giúp tái cấu hình lưới, tối ưu quá trình phân phối
• Trợ giúp quá trình thiết kế, lập sơ đồ phương thức hiệu quả hơn
• Quản lý sự cố (thông tin khu vực sự cố rõ ràng hơn)
• Tìm kiếm ảnh hưởng của sự cố
• Kế hoạch về chiến lược phát triển tốt hơn
• Quản lý tài sản
• Trợ giúp quá trình thống kê thiết bị
• Tự động hóa báo cáo kỹ thuật
III.7.7 Hệ thống tự động hóa phân phối – Distribution Automation
Hệ thống tự động hóa lưới phân phối sẽ thực hiện các nhiệm vụ
• Tự động phát hiện sự cố vĩnh cửu
• Tự động phát hiện các sự cố tụt lèo / đứt dây
• Tự động phát hiện sự cố mất điện thanh cái
• Cô lập các sự cố được phát hiện
• Tự động khôi phục cung cấp điện
• Giám sát điểm cô lập (treo biển, cô lập điều khiển, cấm tự đóng lại…)
• Tự động chuyển nguồn cung cấp
• Giao tiếp với hệ thống SCADA
• Bộ ghi trình tự sự kiện – nhật ký sự kiện
Trang 35IV Lựa chọn các giải pháp thi công lắp đặt
IV.1 Kế hoạch thực hiện các dự án có liên quan
IV.1.1 Dự án “Thiết bị đầu cuối HT SCADA”
Dự án với mục đích trang bị các thiết bị thông tin quang, thay thế các thiết bị thông tin hiện hữu (radio link) của HT SCADA, chuyển sang đường truyền thông tin quang, sử dụng đường truyền cáp quang đã được đầu tư
Sau khi thực hiện xong dự án này (“Thiết bị đầu cuối HT SCADA”), toàn bộ đường truyền của HT SCADA sẽ chuyển từ Radio sang đường truyền thông tin quang
IV.1.2 Các dự án khác:
Các dự án thực hiện hệ thống SCADA tại các trạm điện của công ty Điện lực TP HCM, bao gồm các công trình đấu nối lại HT SCADA và lắp đặt bổ sung và lắp đặt mới HT SCADA tại các trạm điện hiện đã và đang được triển khai đồng loạt
IV.2 Lựa chọn giải pháp thiết bị lắp đặt cho Điện lực TP HCM
IV.2.1 Các giải pháp để lựa chọn:
GIẢI PHÁP 1 (THEO GỢI Ý CỦA CÔNG TY ABB – THỤY ĐIỂN):
1 Nội dung:
• Đầu tư trang bị mới HT điều khiển Trung tâm có khả năng sử dụng giao thức IEC60870-5-101 theo đúng quy định của EVN và có khả năng sử dụng đồng thời giao thức RP570 hiện hữu
• Thiết lập giao tiếp ICCP-link để kết nối với A2
2 Tóm tắt phương án cụ thể:
• Đề xuất cho phần giao tiếp, SCADA và hệ thống Lưu trữ thông tin
- Sử dụng sản phẩm chuẩn ABB Network Manager TM, bao gồm:
DE400 (Data Engineering tool in Network Manager): giao diện mới và môi trường Data Engineering trên nền Oracle: nhanh, hiệu suất cao, thân thiện, giảm thời gian, tăng năng suất
WS500 (Work Station 500): Phần mềm HMI phiên bản mới chạy trên nền Windows
IS500 (Information Station 500): Phần mềm chạy trên công nghệ Web dùng cho các PC có thể truy nhập từ xa
UDW (Utility Data Warehouse): Phần mềm lưu trữ dữ liệu
PCU400 (Process Communication Unit): Hệ thống máy tính đầu vào (Front-End) mạnh mẽ dựa trên công nghệ Windows Có thể sử dụng với các giao thức cũ và mới
API (Application Programming Interfaces): Giao diện cho phép người dùng tự phát triển ứng dụng truy nhập dữ liệu Network Manager Sử dụng SQL và ODBC (Open Data Base Connection) cho việc truy nhập dữ liệu,
Trang 36đặc biệt là DAIS and OPC có khả năng chuyển đổi dữ liệu cho cả hệ thống UNIX/CORBA và Windows
- Hệ thống “Network Manager” được thiết kế kiểu phân tán và cấu trúc mở nên:
Tính sẵn sàng cao
Đáp ứng khi hệ thống có mở rộng
Có khả năng cho các chức năng nâng cấp và mở rộng đối với các ứng dụng từ ABB hoặc đối với các ứng dụng của khách hàng hoặc của nhà cung cấp thứ 3
- Nâng cấp RTU sử dụng giao thức: IEC 60870-5-101, IEC 60870-5-104
- Giao thức dùng kết nối HT SCADA khác: IEC60870-6-TASE.2 (ICCP)
- Các chức năng thu thập dữ liệu và điều khiển:
Alarm and event handling
Calculations (power calculations, voltage source selection, integrated totals)
Sequence control
Dynamic network coloring
Interface for connection to office automation applications
Sequence of Events data collection
User Calculation Support (SPL)
- Giao diện người dùng – giao diện người máy HMI
- Tiện ích lưu trữ dữ liệu Utility Data Warehouse (UDW), dựa trên nền Oracle:
Trang 37Hình 17: Tiện ích lưu trữ dữ liệu Utility Data Warehouse (UDW)
• Đề xuất cho phần kỹ thuật hệ thống (System Engineering):
- Toàn bộ dữ liệu (data và picture) được lấy từ hệ thống hiện hữu
- Các dữ liệu mới được đưa vào hệ thống sử dụng công cụ Data Engineering tool (DE400)
Một giao diện đồ thị tiên tiến, tổng hợp cho việc nhập dữ liệu Form nhập
dữ liệu tiêu chuẩn cho mọi kiểu dữ liệu, tránh việc dữ liệu đôi hay thừa
Dễ dàng để sử dụng những công cụ với sao chép và những đặc tính khuôn mẫu cho việc nhập dữ liệu 1 cách hiệu quả
Kiểm tra dữ liệu hợp lý, toàn diện thực hiện trước khi lưu cơ sở dữ liệu thời gian thực để bảo đảm độ tin cậy cao của hệ thống
Thao tác nhiều người sử dụng và nhiều phiên bản
Nhập dữ liệu từ hệ thống ngoài Tạo ra các đối tượng mới
Giảm thời gian tải dữ liệu
Việc cập nhật hệ thống thời gian thực không gây ảnh hưởng đến hoạt động của người vận hành trên máy tính switchovers
- Di chuyển dữ liệu và vận hành hệ thống:
- Thực hiện di chuyển toàn bộ cơ sở dữ liệu từ hệ thống cũ sang hệ thống mới một cách nhanh chóng và duy trì sự ổn định cho hệ thống
Trang 38ABB Power Technologies AB
Data Migration - Principles
R DB
SCADA Point data
SCADA Func tion data
EMS objec t data
EMS Func tion data
Data extraction
DE400 MDB Current s ystem
RD B: Run-time D ata Base MDB: Maintenanc e Data Base
New sys tem
Import tool
EMS Data mapping
SCADA Data mapping
Data for new functions
Hình 18: Data Migration – Principles
- Bảo trì dữ liệu: Công cụ DE400 với giao diện người dùng đơn giản và trực giác khi sử dụng
Hình 19: DE400 Graphical Editor, Main Window
- Tổ chức màn hình và định hướng
Trang 39Hình 20: Picture Editor with Toolbox, Symbol Library and Palette
1 Nội dung:
• Đầu tư trang bị mới HT điều khiển Trung Tâm có khả năng sử dụng giao thức IEC60870-5-101 theo đúng quy định của EVN, có khả năng sử dụng đồng thời giao thức RP570 hiện hữu và đồng thời có khả năng mở rộng các giao thức khác khi cần thiết
• Thiết lập giao tiếp ICCP-link để kết nối với A2
• Thiết lập HT máy tính tại phòng Điều Độ các Điện lực, kết nối với HT SCADA Trung Tâm tại TTĐĐ-TT nhằm khai thác hiệu quả các số liệu HT SCADA thu thập được
2 Tóm tắt phương án cụ thể:
• Thực hiện hệ thống bao gồm các thành phần:
- Hệ thống trung tâm: Đây là thành phần quan trọng nhất của hệ thống, toàn bộ thông tin cần thiết cho việc điều hành lưới điện sẽ được hệ thống trung tâm thu thập, xử lý, phân phối đến các ứng dụng cần thiết để nhân viên vận hành
có thể tương tác với toàn bộ thiết bị cần giám sát điển khiển, cũng như giao tiếp với các ứng dụng khác Hệ thống trung tâm cũng sẽ hỗ trợ các trung tâm phụ như đối với các điều độ điện lực cấp dưới, các hệ thống phụ sẽ được phân quyền điều khiển và giám sát nhất định, đồng thời kết nối với hệ thống trung tâm thông qua các đường truyền tốc độ cao
- Phần cứng cũng như phần mềm của hệ thống trung tâm sẽ dựa trên các nền tảng mở, có tính phổ biến cao, dễ thay thế mở rộng, đơn giản và quen thuộc trong quá trình vận hành Phần cứng của hệ thống máy tính sẽ sử dụng họ xSerie của IBM hoặc tương tương cho Server, họ ThinkPad của IBM cho hệ
Trang 40thống console, hệ điều hành sẽ sử dụng họ Windows Server của Microsoft
Hệ thống bảng hiển thị lớn (screen board) sử dụng loại màn hình có khả năng ghép nối với nhau, trước mắt sử dụng 6 màn hình ghép chung
- Hệ thống ở trạm: Với các hệ SCADA truyền thống, các đầu cuối ở trạm sẽ là các RTU, tuy nhiên với hệ thống SCADA trong phạm vi dự án này, đầu cuối cũng có thể là các hệ thống tự động hóa trạm và các trung tâm điều độ khác
- Hệ thống truyền thông: Hệ thống sẽ hỗ trợ nhiều hình thức đường truyền, radio, viba, leasedline, GSM/GPRS, CDMA…
Network Printer Application
Workstation Workstation 1
Hình 21: Kiến trúc hệ thống trung tâm
- Hệ thống SCADA 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) phải sẵn sàng với số lượng lớn các RTU Mạng LAN có thể được trang bị kép để đảm bảo độ tin cậy cho hệ thống, cùng với hệ thống LAN các chức năng quan trọng cũng sẽ được tổ chức trên hai hệ thống máy tính vận hành song song