Nghiên cứu xây dựng hệ thống giám sát và điều khiển xa các thiết bị đóng cắt trên lưới trung áp thuộc công ty cổ phần điện lực khánh hòa

Công ty Cổ phần Điện lực Khánh Hòa đã và đang đầu tư hệ thống giám sát điều khiển và thu thập dữ liệu lưới điện 110kV tuy nhiên phần lưới điện trung áp vẫn chưa được đầu tư triển khai công nghệ này Do vậy tác giả đã nghiên cứu xây dựng hệ thống giám sát và điều khiển xa các thiết bị đóng cắt trên lưới trung áp thuộc Công ty Cổ phần Điện lực Khánh Hòa cụ thể là các Recloser và LBS nhằm mục đích áp dụng vào thực tế để rút ngắn thời gian thao tác cũng như thời gian xử lý sự cố trên lưới trung áp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện đồng thời giúp cho công tác quản lý vận hành lưới điện cũng như khả năng khai thác các tiện ích của hệ thống giám sát điều khiển xa trên lưới điện ngày một tốt hơn tạo điều kiện để tăng năng suất lao động Nội dung nghiên cứu bao gồm nghiên cứu xây dựng cơ sở dữ liệu và giao diện người – máy bằng phần mềm Survalent nghiên cứu xây dựng cơ sở dữ liệu bằng giao thức IEC 60870 5 104 cho các thiết bị Recloser LBS và nghiên cứu đề xuất xây dựng đường truyền 3G APN từ thiết bị đóng cắt về Trung tâm điều khiển

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

DUY MẠNH TÂN

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT

VÀ ĐIỀU KHIỂN XA CÁC THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT TRÊN LƯỚI TRUNG ÁP THUỘC CÔNG TY CỔ PHẦN

ĐIỆN LỰC KHÁNH HÒA

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Đà Nẵng - Năm 2017

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

DUY MẠNH TÂN

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT

VÀ ĐIỀU KHIỂN XA CÁC THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT TRÊN LƯỚI TRUNG ÁP THUỘC CÔNG TY CỔ PHẦN

ĐIỆN LỰC KHÁNH HÒA

Chuyên ngành: Kỹ thuật điện

Mã số: 60 52 02 02

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

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

Đà Nẵng - Năm 2017

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi

Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tác giả luận văn

Duy Mạnh Tân

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN XA CÁC THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT TRÊN LƯỚI TRUNG ÁP THUỘC CÔNG TY

CỔ PHẦN ĐIỆN LỰC KHÁNH HÒA

Học viên : Duy Mạnh Tân Chuyên ngành : Kỹ thuật điện

Mã số: 60520202 Khóa: K33 Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN

Tóm tắt – Công ty Cổ phần Điện lực Khánh Hòa đã và đang đầu tư hệ thống giám sát, điều khiển

và thu thập dữ liệu lưới điện 110kV, tuy nhiên phần lưới điện trung áp vẫn chưa được đầu tư triển khai công nghệ này Do vậy, tác giả đã nghiên cứu xây dựng hệ thống giám sát và điều khiển xa các thiết bị đóng cắt trên lưới trung áp thuộc Công ty Cổ phần Điện lực Khánh Hòa, cụ thể là các Recloser và LBS nhằm mục đích áp dụng vào thực tế để rút ngắn thời gian thao tác cũng như thời gian xử lý sự cố trên lưới trung áp, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện, đồng thời giúp cho công tác quản lý vận hành lưới điện cũng như khả năng khai thác các tiện ích của hệ thống giám sát, điều khiển xa trên lưới điện ngày một tốt hơn, tạo điều kiện để tăng năng suất lao động Nội dung nghiên cứu bao gồm nghiên cứu xây dựng cơ sở dữ liệu và giao diện người – máy bằng phần mềm Survalent; nghiên cứu xây dựng cơ sở dữ liệu bằng giao thức IEC 60870-5-104 cho các thiết bị Recloser, LBS và nghiên cứu đề xuất xây dựng đường truyền 3G APN từ thiết bị đóng cắt về Trung tâm điều khiển

Từ khóa – Công ty Cổ phần Điện lực Khánh Hòa; Survalent; Recloser; LBS; giám sát điều khiển

xa

RESEARCHING ON BUILDING SCADA SYSTEM FOR SWITCHGEAR ON MEDIUM VOLTAGE GRID IN KHANH HOA POWER JOINT STOCK COMPANY

Abstract - Khanh Hoa Power Joint Stock Company has been investing in Supervisory Control And

Data Acquisition (SCADA) system of 110kV grid, while the medium voltage grid has not yet been implemented that technology Therefore, the author researched on building SCADA system of switchgear on medium voltage grid of Khanh Hoa Power Joint Stock Company, namely the Recloser and LBS, for practical purposes to shorten the operation time to shorten operation time as well as troubleshooting time on the medium voltage grid, improve the reliability of power supply, and help management and operation of the grid as well as the ability to exploit the benefits of SCADA on the grid better and better, enabling conditions to increase labor productivity Research contents include database research and human-machine interface with Survalent software; database research using IEC 60870-5-104 protocol for Recloser, LBS ; research and propose building 3G APN communication line from switchgears to Control center

Key words - Khanh Hoa Power Joint Stock Company; Survalent; Recloser; LBS; SCADA

LỜI CAM ĐOAN

TRANG TÓM TẮT LUẬN VĂN

MỤC LỤC

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 HỆ THỐNG GIÁM SÁT, ĐIỀU KHIỂN LƯỚI ĐIỆN THUỘC ĐIỆN LỰC KHÁNH HÒA 3

1.1 GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN ĐIỆN LỰC KHÁNH HÒA 3

1.1.1 Lịch sử hình thành, lĩnh vực kinh doanh và cơ cấu tổ chức 3

1.1.2 Quản lý vận hành 6

1.1.2.1 Nguồn điện 6

1.1.2.2 Lưới điện 7

1.2 TỔNG QUAN VỀ TRUNG TÂM ĐIỀU KHIỂN THUỘC CÔNG TY CỔ PHẦN ĐIỆN LỰC KHÁNH HÒA 9

1.2.1 Các khối chức năng 9

1.2.2 Các giao thức được sử dụng để kết nối SCADA trên lưới điện KHPC 10

1.3 HIỆN TRẠNG CÁC TRẠM BIẾN ÁP 110KV KHÔNG NGƯỜI TRỰC VÀ CÁC THIẾT BỊ ĐƯỢC ĐIỀU KHIỂN XA 11

1.4 KẾT LUẬN 11

CHƯƠNG 2 - NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT ĐỂ THỰC HIỆN VIỆC GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN CÁC THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT TỪ XA 13

2.1 TỔNG QUAN 13

2.2 NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP PHẦN MỀM SURVALENT 13

2.2.1 Tổng quan 13

2.2.2 Trình bày lý thuyết và giải pháp cấu hình cơ sở dữ liệu qua STC Explorer 14

2.2.2.1 Giới thiệu những thành phần cơ bản để xây dựng cơ sở dữ liệu 14

2.2.2.2 Các bước tạo biến cơ bản 14

2.2.2.3 Chức năng bảo mật (Security Function) 21

2.2.3 Lý thuyết và giải pháp về xây dựng HMI bằng SmartVU 23

2.2.3.1 Giới thiệu SmartVU 23

2.2.3.2 Tạo các phần tử chính của Map 24

RTU CÁC RECLOSER NULEC, LBS JINKWANG HIỆN CÓ TRÊN LƯỚI ĐIỆN

KHÁNH HÒA 31

2.3.1 Recloser Nulec 31

2.3.1.1 Sơ lược về Recloser Nulec 31

2.3.1.2 Phần mềm WSOS cấu hình giao thức IEC 60870-5-104 cho tủ điều khiển ADVC 31

2.3.2 LBS Jinkwang 33

2.3.2.1 Sơ lược về LBS Jinkwang 33

2.3.2.2 Phần mềm FTU Man cấu hình giao thức IEC 60870-5-104 cho tủ điều khiển FTU-P200 33

2.4 NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP KỸ THUẬT TRUYỀN THÔNG TIN CHO HỆ THỐNG GIÁM SÁT ĐIỀU KHIỂN XA 35

2.4.1 Hệ thống thông tin sóng vô tuyến 35

2.4.2 Hệ thống thông tin sóng vi ba 35

2.4.3 Hệ thống thông tin tải ba 36

2.4.4 Hệ thống cáp quang điện lực 36

2.4.5 Hệ thống leased – line thuê bao riêng 36

2.4.6 Hệ thống Internet ADSL/IP 36

2.4.7 Hệ thống di động 2G, GPRS, 3G 36

2.4.7.1 Mô hình thu thập công tơ qua 2G 37

2.4.7.2 Mô hình điều khiển và thu thập dữ liệu các thiết bị đóng cắt qua 3G/GPRS… 37

2.4.8 HỆ THỐNG DI ĐỘNG 3G CÓ SỬ DỤNG APN (ĐIỂM TRUY CẬP)

RIÊNG 38

2.4.8.1 Mô hình giải pháp 38

2.4.8.2 Đánh giá 39

2.5 KẾT LUẬN 39

CHƯƠNG 3 - ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG ĐỘ TIN CẬY, THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT TRÊN LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP KHÁNH HÒA VÀ GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY BẰNG GIÁM SÁT, ĐIỀU KHIỂN XA 40

3.1 HIỆN TRẠNG 40

3.1.1 Chỉ tiêu độ tin cậy cung cấp điện SAIDI 40

3.1.2 Các thiết bị có khả năng kết nối SCADA nhưng chưa được kết nối 43

3.2 ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY BẰNG GIÁM SÁT, ĐIỀU KHIỂN XA 47

3.2.1 Tại TTĐK-KHPC 48

3.2.2 Tại vị trí thiết bị đóng cắt trên lưới điện trung áp 50

CHƯƠNG 4 - XÂY DỰNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT, ĐIỀU KHIỂN XA CÁC

THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT TRÊN LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP THUỘC ĐIỆN LỰC

KHÁNH HÒA 53

4.1 XÂY DỰNG HỆ CƠ SỞ DỮ LIỆU TRÊN PHẦN MỀM SURVALENT 53

4.2 MÔ PHỎNG GIAO DIỆN HMI TRÊN PHẦN MỀM SURVALENT 65

4.3 XÂY DỰNG TẬP TIN CƠ SỞ DỮ LIỆU THEO GIAO THỨC IEC 60870-5-104 CHO RECLOSER NULEC VÀ LBS JINKWANG 68

4.3.1 Xây dựng tập tin cơ sở dữ liệu theo giao thức IEC 60870-5-104 cho tủ điều khiển ADVC 68

4.3.2 Xây dựng tập tin cơ sở dữ liệu theo giao thức IEC 60870-5-104 cho tủ điều khiển FTU-P200 71

4.4 CÁC CHỨC NĂNG CỦA HỆ THỐNG GIÁM SÁT, ĐIỀU KHIỂN XA CÁC THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT TRÊN LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP 74

4.5 HIỆU QUẢ CỦA HỆ THỐNG 76

4.6 KẾT LUẬN 77

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 78

TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 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

Số

1.1 Chi tiết khối lượng thiết bị, đường dây do các Điện lực quản lý 72.1 Mô tả thanh Editor Window Toolbar 242.2 Mô tả thanh Edit Parts Toolbar 262.3 Mô tả thanh Draw Item Toolbar 273.1 Số khách hàng KHPC tăng trưởng trong năm 2016 403.2 Thời gian trung bình thực hiện thao tác thiết bị để bảo trì bảo

Số hiệu

1.1 Sơ đồ cơ cấu tổ chức Công ty Cổ phần Điện lực Khánh Hòa 5 1.2 Sơ đồ hệ thống điện phân phối Khánh Hòa 8 1.3 Mô hình hệ thống SCADA tại KHPC trên nền tảng phần mềm

2.1 .Giao diện STC Explorer 14 2.2 Tập hợp các Station 15 2.3 Cửa sổ New Station 15 2.4 Tạo mới Communication Line 16 2.5 Cửa sổ New Communication Line 16

2.8 Tạo mới Status Point 18 2.9 Cửa sổ New Status Point 18 2.10 Tab Telemetry 19

2.12 Tạo mới analog point 20 2.13 Cửa sổ analog point 20 2.14 Cửa sổTelemetry analog point 20 2.15 Cửa sổ Alarm analog point 21

hình

2.33 Mô hình thu thập dữ liệu qua 3G sử dụng APN riêng 38 3.1 Mô hình giải pháp VPN 51 4.1 Tạo các Zone tương ứng với các Điện lực trực thuộc 53 4.2 Tạo các Zone Group tương ứng với các Điện lực trực thuộc 53 4.3 Tạo các Station tương ứng với các Điện lực trực thuộc 55 4.4 Tạo các Station chủng loại thiết bị Recloser, LBS 55 4.5 Tạo các Station Recloser 56 4.6 Tạo các Station LBS 56 4.7 Tạo biến Commline Status cho từng Recloser 57 4.8 Tạo biến RTU Status cho từng Recloser 57 4.9 Tạo biến Commline Status cho từng LBS 57 4.10 Tạo biến RTU Status cho từng LBS 58 4.11 Tạo Commline cho từng thiết bị Recloser 58 4.12 Tạo RTU cho từng thiết bị Recloser 58 4.13 Tạo Commline cho từng thiết bị LBS 59 4.14 Tạo RTU cho từng thiết bị LBS 59 4.15 Tạo các biến Status cho Recloser 60 4.16 Tab General trong cửa sổ Status Point Recloser 60 4.17 Tab Telemetry trong cửa sổ Status Point Recloser 60 4.18 Tab Alarm trong cửa sổ Status Point Recloser 61 4.19 Tạo các biến Status LBS 61 4.20 Tab General trong cửa sổ Status Point LBS 61 4.21 Tab Telemetry trong cửa sổ Status Point LBS 62 4.22 Tab Alarm trong cửa sổ Status Point LBS 62 4.23 Tạo các biến Analog Recloser 62 4.24 Tab General trong cửa sổ Analog Point Recloser 63 4.25 Tab Telemetry trong cửa sổ Analog Point Recloser 63 4.26 Tab Alarm trong cửa sổ Analog Point Recloser 63 4.27 Tạo các biến Analog LBS 64 4.28 Tab General trong cửa sổ Analog Point LBS 64 4.29 Tab Telemetry trong cửa sổ Analog Point LBS 64 4.30 Tab Alarm trong cửa sổ Analog Point LBS 65 4.31 dựng thư viện Color cho hệ thống 65 4.32 Xây dựng thư viện Symbol cho hệ thống 66 4.33 Xây dựng thư viện PMacro cho hệ thống 66 4.34 Giao diện sơ đồ hệ thống điện trung áp KHPC 67 4.35 Giao diện sơ đồ điện phân phối khu vực E27-EBT-EBD-E28 67 4.36 Giao diện HMI của 1 Recloser 68 4.37 Giao diện HMI của 1 LBS 68

4.47 Mở Tool cấu hình dữ liệu giao thức IEC 60870-5-104 72 4.48 Cấu hình các tín hiệu trạng thái 1 bit 72 4.49 Cấu hình các tín hiệu trạng thái 2 bit 73 4.50 Cấu hình các tín hiệu đo lường 73 4.51 Cấu hình các tín hiệu điều khiển 1 bit 73 4.52 Cấu hình các tín hiệu điều khiển 2 bit 74 4.53 Sơ đồ 1 sợi và cách truy xuất 1 thiết bị Recloser/LBS 74 4.54 Mô tả các vùng chức năng trên giao diện HMI Recloser 75 4.55 Các dòng cảnh báo xuất hiện khi có thay đổi trên hệ thống 75 4.56 Cài đặt âm thanh cảnh báo cho hệ thống 76 4.57 Cửa sổ điều khiển đóng cắt của Recloser 76

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Lưới điện phân phối của cả nước nói chung và của tỉnh Khánh Hòa nói riêng ngày càng trở nên phức tạp do số lượng phụ tải và công suất phụ tải ngày càng tăng, số xuất tuyến và các các trạm biến áp ngày càng nhiều, phạm vi cấp điện ngày càng mở rộng Do đó công tác vận hành lưới phân phối sẽ phải đối mặt với nhiều khó khăn nếu như không có sự hỗ trợ của hệ thống giám sát và điều khiển từ xa

Bên cạnh đó, nền kinh tế tỉnh Khánh Hòa đã có những bước chuyển biến đáng

kể Cụ thể là các khu du lịch, khu dịch vụ, khu công nghiệp khu dân cư đã và đang phát triển với tốc độ nhanh Do vậy, bên cạnh việc phải đáp ứng nhu cầu về công suất ngày càng tăng thì chất lượng điện năng là vấn đề cần được đặc biệt chú trọng Chính

vì vậy mà việc ứng dụng hệ thống giám sát và điều khiển từ xa nhằm nâng cao chất lượng điện năng, chất lượng cung cấp điện trở thành nhu cầu cấp thiết

Đứng trước thực tế đó, Công ty Cổ phần Điện lực Khánh Hòa (KHPC) đã hợp tác với các nhà thầu cung cấp giải pháp phần mềm Trung tâm Survalent và các trang thiết bị hiện đại đồng bộ giữa Trung tâm điều khiển (TTĐK) KHPC với các trạm biến

áp 110kV để triển khai việc điều khiển, giám sát và thu thập dữ liệu (Supervisory Control And Data Acquisition – SCADA) các trạm Biến áp 110kV và đã nhận được những thành quả nhất định

Tuy nhiên đối với các thiết bị đóng cắt trên lưới trung thế như Recloser, LBS (Load Break Switch) thì vẫn chưa có giải pháp thu thập tín hiệu SCADA để đưa về TTĐK-KHPC Chính vì vậy, việc nghiên cứu, áp dụng các công nghệ mới để thu thập

dữ liệu từ xa các thiết bị này về TTĐK-KHPC là cấp thiết để rút ngắn thời gian thao tác cũng như thời gian xử lý sự cố trên lưới trung áp, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện, đồng thời giúp cho công tác quản lý vận hành lưới điện cũng như khả năng khai thác các tiện ích của hệ thống SCADA trên lưới điện ngày một tốt hơn, tạo điều kiện

để tăng năng suất lao động

Với những lý do nêu trên thì việc nghiên cứu xây dựng hệ thống giám sát và điều khiển xa các thiết bị đóng cắt trên lưới trung áp thuộc KHPC là thực sự rất cần thiết

2 Mục tiêu nghiên cứu

Xây dựng hệ thống giám sát và điều khiển từ xa các thiết bị đóng cắt thuộc lưới điện trung áp Khánh Hòa nhằm mục đích:

- Rút ngắn thời gian thao tác thiết bị, thời gian xử lý sự cố, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện

- Nâng cao năng suất lao động

- Tự làm chủ được công nghệ

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Nghiên cứu và xây dựng hệ thống giám sát và điều khiển xa các thiết bị đóng cắt thuộc lưới điện trung áp Khánh Hòa trên nền tảng phần mềm Survalent

- Nghiên cứu và sử dụng phần mềm FTUMan để cấu hình giao thức 5-104 cho RTU (Remote Terminal Unit) LBS Jinkwang và phần mềm WSOS để cấu hình giao thức IEC60870-5-104 cho RTU Recloser Nulec

IEC60870 Nghiên cứu ứng dụng giải pháp truyền thông tin 3G sử dụng APN riêng

- Nghiên cứu khả năng kết nối SCADA của các thiết bị Recloser Nulec và LBS Jinkwang

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 Survalent

- Nghiên cứu, phân tích các tài liệu, sách báo viết về RTU của các thiết bị Recloser Nulec và LBS Jinkwang, phần mềm FTU Man, phần mềm WSOS

- Nghiên cứu, phân tích các tài liệu, sách báo viết về giải pháp truyền thông tin 3G sử dụng APN riêng

- Áp dụng các lý thuyết đã nghiên cứu, xây dựng cơ sở dữ liệu và mô phỏng giao diện hệ thống giám sát và điều khiển xa các thiết bị đóng cắt trên lưới điện trung

CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GIÁM SÁT, ĐIỀU KHIỂN

LƯỚI ĐIỆN THUỘC ĐIỆN LỰC KHÁNH HÒA

1.1 GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN ĐIỆN LỰC KHÁNH HÒA

1.1.1 Lịch sử hình thành, lĩnh vực kinh doanh và cơ cấu tổ chức

a Lịch sử

Công ty Cổ phần Điện lực Khánh Hòa hay còn gọi tắt là Điện lực Khánh Hòa,

là doanh nghiệp Cổ phần trực thuộc Tổng Công ty Điện lực Miền Trung, lĩnh vực kinh doanh chính là hoạt động sản xuất, kinh doanh điện năng trên địa bàn tỉnh Khánh Hòa

Công ty Cổ phần Điện lực Khánh Hòa chính thức đi vào hoạt động từ ngày 01/7/2005 trên cơ sở được thành lập theo quyết định số 161/2004/QĐ-BCN ngày 06/12/2004 của Bộ Công nghiệp về việc chuyển Điện lực Khánh Hòa thuộc Công ty Điện lực Miền Trung thành Công ty Cổ phần Điện lực Khánh Hòa

b Lĩnh vực sản xuất, kinh doanh của công ty

Công ty Cổ phần Điện lực Khánh Hòa sản xuất, kinh doanh các lĩnh vực sau :

- Sản xuất và kinh doanh điện năng; quản lý, vận hành lưới điện phân phối có cấp điện áp đến 110 KV; xây dựng, lắp đặt, quản lý, vận hành và sửa chữa nhà máy thủy điện, nhiệt điện nhỏ, các nhà máy điện diesel, máy phát điện diesel

- Xây lắp các công trình điện, lưới và trạm điện có cấp điện áp đến 110 KV, các công trình viễn thông công cộng, các công trình công nghiệp và dân dụng;

- Sửa chữa thiết bị điện;

- Lắp đặt hệ thống điện;

- Cho thuê máy móc, thiết bị điện;

- Kinh doanh xuất nhập khẩu vật tư, thiết bị điện;

- Đại lý bán hàng vật tư, thiết bị điện;

- Sản xuất, kinh doanh các sản phẩm bê tông ly tâm;

- Gia công chế tạo các sản phẩm cơ khí (trừ máy móc, thiết bị);

- Kinh doanh thương mại, thiết bị và phần mềm máy vi tính;

- Lập trình máy vi tính; hoạt động dịch vụ công nghệ thông tin và dịch vụ khác liên quan đến máy vi tính;

- Sửa chữa máy vi tính và thiết bị ngoại vi;

- Tư vấn máy vi tính và quản trị hệ thống máy vi tính;

- Thí nghiệm thiết bị điện đến cấp điện áp 110KV;

- Hoạt động kiến trúc và tư vấn kỹ thuật có liên quan: Thiết kế các công trình đường dây và trạm biến áp có cấp điện áp đến 110KV, nhà máy điện cấp 4; giám sát

thi công xây dựng công trình đường dây và trạm biến áp có cấp điện áp đến 110KV; tư vấn lập dự án đầu tư, quản lý dự án nhà máy nhiệt điện nhỏ, đường dây và trạm biến

áp có cấp điện áp đến 110KV và các công trình viễn thông; tư vấn thẩm tra dự án đầu

tư công trình điện đến cấp điện áp 110KV;

- Lắp đặt hệ thống cấp, thoát nước, lò sưởi và điều hòa không khí;

- Kho bãi và lưu giữ hàng hóa;

- Vận tải hàng hóa bằng đường bộ;

- Dạy nghề;

- Kinh doanh khách sạn; kinh doanh bất động sản; cho thuê văn phòng;

- Quảng cáo; đại lý bảo hiểm

c Cơ cấu tổ chức

Cơ cấu tổ chức của Công ty Cổ phần Điện lực Khánh Hòa bao gồm :

- Hội đồng quản trị;

- 01 Tổng Giám đốc công ty;

- 03 Phó Tổng Giám đốc công ty;

- 01 Kế toán trưởng công ty;

- 12 phòng chức năng (Văn phòng; Kế hoạch; Tổ chức- Nhân sự; Kỹ thuật; An toàn; Tài chính- Kế toán; Vật tư; Đầu tư xây dựng; Điều độ; Kinh doanh; Công nghệ thông tin; Kiểm tra, giám sát mua bán điện);

- 08 Điện lực (Vĩnh Hải, Vĩnh Nguyên, Trung tâm Nha Trang, Cam Ranh- Khánh Sơn, Diên Khánh- Khánh Vĩnh, Ninh Hòa, Vạn Ninh, Cam Lâm);

- 01 Xí nghiệp Lưới điện cao thế;

- 01 Xí nghiệp Cơ điện- thí nghiệm;

- 01 Xí nghiệp Xây lắp công nghiệp;

- 01 Trung tâm Tư vấn xây dựng điện;

- 01 Ban Quản lý dự án

Sơ đồ cơ cấu tổ chức của Công ty Cổ phần Điện lực Khánh Hòa được trình bày như hình 1.1

Hình 1.1 Sơ đồ cơ cấu tổ chức Công ty Cổ phần Điện lực Khánh Hòa

KẾ TOÁN TRƯỞNG

ĐẠI HỘI ĐỒNG CỔ ĐÔNG

BAN KIỂM SOÁT HỘI ĐỒNG QUẢN TRỊ

TỔNG GIÁM ĐỐC

PHÓ TGĐ KINH DOANH

KHỐI PHÒNG BAN CHỨC NĂNG

Điện lực Diên Khánh – Khánh Vĩnh

PHÓ TGĐ ĐTXD

PHÓ TGĐ

KT (GĐCLCT)

KHỐI ĐIỆN LỰC

KHỐI CÁC ĐƠN VỊ PHỤ TRỢ

Điện lực Cam Ranh – Khánh Sơn

Điện lực Cam Lâm

Điện lực Vĩnh Nguyên

Điện lực Trung tâm Nha Trang

Điện lực Vĩnh Hải

Điện lực Ninh Hòa

Điện lực Vạn Ninh

Xí nghiệp Lưới điện Cao thế

Xí nghiệp Xây lắp Công nghiệp

P11 Phòng Kiểm tra, giám sát mua bán điện

P12 Phòng An toàn

Ban Quản lý dự án

1.1.2 Quản lý vận hành

1.1.2.1 Nguồn điện

Trên địa bàn tỉnh Khánh Hòa có 01 TBA 220/110/22kV Nha Trang (T1-125 + T2-250 MVA) đặt tại xã Vĩnh Phương – TP Nha Trang là nguồn cung cấp điện chủ yếu cho các hộ tiêu thụ điện của tỉnh Khánh Hoà Trạm nhận điện từ TBA 500/220kV Pleiku, NMTĐ Đa nhim và TBA 220kV Tuy Hòa qua các đường dây 220kV “Pleiku- KrôngBuk-Nha Trang”, đường dây 220kV “Đa Nhim-Nha Trang”, đường dây 220kV

“Tuy Hòa-Nha Trang”

Ngoài nguồn từ trạm 220kV Nha Trang, lưới điện 110kV tỉnh Khánh Hòa còn được cấp điện từ các đường dây 110kV từ các tỉnh lân cận như:

- Tuyến 110kV Tuy Hòa – Nha Trang dây dẫn ACSR185, chiều dài tuyến 128,7km Đi từ thanh cái 110kV trạm 220kV Tuy Hòa đến thanh cái 110kV trạm 220kV Nha Trang Tuyến 110kV Tuy Hòa – Nha Trang hiện nay là mạch 2 của tuyến 220kV Tuy Hòa – Nha Trang, tuy nhiên đang vận hành tạm ở điện áp 110kV, có nhiệm vụ hỗ trợ cấp điện cho lưới điện 110kV sau trạm

- Tuyến 110kV NMTĐ Sông Hinh – Tuy Hòa 2 – Hòa Hiệp – Vạn Giã, dây dẫn ACK -185, chiều dài tuyến 69,91km Đi từ NMTĐ Sông Hinh cấp cho các TBA 110kV Tuy Hòa 2, Hòa Hiệp, sau đó hỗ trợ cấp điện cho tỉnh Khánh Hòa qua tuyến 110kV Hòa Hiệp – Vạn Giã Chiều dài tuyến Hòa Hiệp – Vạn Giã là 36,57km

- Tuyến 110kV Tháp Chàm – Cam Ranh, gồm 02 đoạn: ACSR-336,4MCM có chiều dài tuyến 4,84km; ACK -150/29 có chiều dài tuyến 86,04km cấp nguồn cho 03 TBA 110kV phía nam tỉnh Khánh Hòa

- Tuyến 110kV Ninh Hải – Nam Cam Ranh: năm 2016 tuyến mang tải với Pmaxđạt 30MW (theo phương thức không cơ bản)

Trên địa bàn tỉnh Khánh Hòa hiện nay có các nguồn phát như sau:

- Nguồn thủy điện:

+ Ea Krong Rou: công suất 28MW phát lên lưới thông qua đường dây 35kV + Sông Giang: công suất 37MW phát lên lưới thông qua đường dây 110kV

- Nguồn nhiệt điện:

+ Nhà máy nhiệt điện bã mía tại Ninh Hòa, công suất 30MW phát lên lưới thông qua đường dây 110kV

+ Nhà máy nhiệt điện bã mía tại Cam Ranh, công suất 60MW phát lên lưới thông qua đường dây 35kV

Các nhà máy thủy điện với công suất hạn chế nên chủ yếu được huy động nhiều vào giờ cao điểm để cải thiện chất lượng điện áp các nút 110kV

Các nhà máy nhiệt điện bã mía đường sau khi sử dụng cho bản thân nhà máy

còn có khả năng cung cấp tối đa khoảng 36MW cho lưới điện 110kV vào mùa khô từ tháng 12 năm trước đến tháng 4 năm sau

b Lưới điện trung, hạ áp

Hệ thống lưới điện trung hạ áp hiện được giao cho 08 điện lực quản lý, gồm

102 xuất tuyến trung thế, công suất trung bình khoảng 300 MW, sản lượng trung bình ngày trên 6 triệu kWh, tổng số khách hàng sử dụng điện trên 346.000 khách hàng Chi tiết khối lượng thiết bị, đường dây do các Điện lực quản lý như bảng 1.1 ( số liệu được

thống kê đến 02/2017 )

Bảng 1.1 Chi tiết khối lượng thiết bị, đường dây do các Điện lực quản lý

STT Tên khu vực

Đường dây trung

áp (km)

Đường dây

hạ áp (km)

Dung lượng

bù (MVAr)

Rec (máy)

LBS (máy)

Trạm biến áp

Số Trạm

Tổng dung lượng (kVA)

Hình 1.2 Sơ đồ hệ thống điện phân phối Khánh Hòa

1.2 TỔNG QUAN VỀ TRUNG TÂM ĐIỀU KHIỂN THUỘC CÔNG TY CỔ PHẦN ĐIỆN LỰC KHÁNH HÒA

Trung tâm điều khiển KHPC được đưa vào vận hành chính thức tháng 08/2015 Tiền thân là Trung tâm thao tác xa với 5 nhân viên thao tác xa đi chế độ 3 ca 5 kíp, vận hành từ xa 3 trạm biến áp 110kV là E Bình Tân, E Nam Cam Ranh, E Ninh Thủy bằng giải pháp phần mềm @SCADA do Công ty ATS xây dựng

Năm 2016, Trung tâm được đầu tư giải pháp phần mềm Survalent (Canada), điều khiển từ xa trạm 110kV E Bán Đảo Mô hình hệ thống SCADA tại KHPC trên nền tảng phần mềm Survalent được mô tả như Hình 1.3

Hình 1.3 Mô hình hệ thống SCADA tại KHPC trên nền tảng phần mềm Survalent

- Được trang bị giao thức IEC60870-5-104 slave để truyền dữ liệu về Trung tâm điều độ Miền

- Khai báo cấu hình toàn bộ dữ liệu (datapoint), tổ chức cơ sở dữ liệu SCADA, tính toán và logic phục vụ cho khai thác dữ liệu trên hệ thống vận hành lưới điện

b) Máy chủ SCADA Server Backup là máy chủ dự phòng có trang bị cổng kết

nối vật lý và phần mềm giao thức 104/101 master, DNP,

IEC60870-5-104 slave tương đương với máy chủ chính Khi máy chủ chính hoạt động, máy chủ dự phòng ở chế độ standby, khi máy chủ chính gặp sự cố, máy chủ dự phòng tự hoạt động thay thế máy chủ chính

c) Máy chủ HIS server là máy chủ HIS lưu trữ các dữ liệu vận hành quá khứ

của hệ thống Một máy chủ SCADA HIS Server độc lập để cài đặt phần mềm cơ sở dữ liệu quá khứ

d) Máy tính Operator WorkStation là máy tính sử dụng dữ liệu đã được thu thập

và xử lý trên máy chủ SCADA Server, từ đó hiển thị giao diện đồ họa (HMI) một cách trực quan cho người vận hành hệ thống

e) Máy tính Engineering là máy tính được cài đặt phần mềm STC Explorer để

cấu hình hệ thống và phần mềm SmartVU để phát triển hiệu chỉnh hệ thống HMI Máy tính này đồng thời cũng được sử dụng để cài đặt các phần mềm đọc bản ghi sự cố từ các relay số tại trạm biến áp 110kV

1.2.2 Các giao thức được sử dụng để kết nối SCADA trên lưới điện KHPC [1]

a) Giao thức IEC60870-5-101: là một thành phần của tập hợp chuẩn IEC

60870-5 được Ủy ban kỹ thuật điện Quốc tế - IEC đưa ra nhằm thống nhất tiêu chuẩn

về truyền dữ liệu trong hệ thống thông tin SCADA/EMS Đây cũng là giao thức được Tập đoàn điện lực Việt Nam quy định thống nhất sử dụng truyền tin giữa hệ thống

SCADA/EMS tại các Trung tâm điều độ tới RTU hoặc Gateway tại các trạm biến áp

b) Giao thức IEC60870-5-104 : IEC60870-5-104 hay là phiên bản cho mạng

của IEC60870-5-101 (IEC60870-5-101 network version) Trong giao thức này các quá trình ở mức thấp được thay thế hoàn toàn bằng giao thức TCP/IP, do vậy giao thức này

có thể hoạt động trên LAN hay các mạng diện rộng WAN

c) Giao thức Modbus Serial/TCP : Modbus là chuẩn giao tiếp được phát triển

bởi Modicon từ năm 1979 để giao tiếp với các PLC Chuẩn này là một trong những giao thức điều khiển trong công nghiệp có thời gian phát triển lâu nhất mà vẫn tồn tại Hiện nay chuẩn này cũng được phát triển để hỗ trợ cả giao diện serial cũng như TCP Chuẩn này được nhúng trong rất nhiều thiết bị điện tử thông minh IEDs

d) Giao thức IEC61850 :

- Vấn đề truyền thông giữa các IEDs và giữa các IEDs với trung tâm điều khiển sẽ rất quan trọng khi thực hiện các chức năng tự động hoá của trạm Rất nhiều các giao thức truyền thông được sử dụng trong việc giám sát điều khiển xa trạm biến

áp, các giao thức phổ biến như Modbus, DNP3 và IEC 60870 như đã liệt kê ở trên Các giao thức trên không có sự tương đồng (Interoperability) hoàn toàn khi được cung cấp bởi các hãng khác nhau, đồng thời hạn chế về tốc độ xử lý nên việc xây dựng các

ứng dụng tự động hoá trạm trên nền tảng các giao thức truyền thống khá khó khăn Trên cơ sở kiến trúc truyền thông đa dụng UCA 2.0, từ năm 2003 tổ chức kỹ thuật điện quốc tế IEC (International Electrotechnical Commission) ban hành phiên bản đầu tiên về tiêu chuẩn truyền thông IEC 61850

- IEC 61850 là tiêu chuẩn truyền thông quốc tế mới cho các ứng dụng tự động hoá trạm Tiêu chuẩn cho phép tích hợp tất cả các chức năng bảo vệ, điều khiển, đo lường và giám sát truyền thống của trạm biến áp, đồng thời nó có khả năng cung cấp các ứng dụng bảo vệ và điều khiển phân tán, chức năng liên động và giám sát phức tạp Với ưu điểm của chuẩn truyền thông TCP/IP Ethernet, giao thức IEC 61850 có hiệu năng làm việc cao, xử lý thông tin đạt tốc độ 100Mbps và đơn giản trong việc thực hiện kết nối trên mạng LAN

1.3 HIỆN TRẠNG CÁC TRẠM BIẾN ÁP 110KV KHÔNG NGƯỜI TRỰC VÀ CÁC THIẾT BỊ ĐƯỢC ĐIỀU KHIỂN XA

Hiện tại, các trạm biến áp 110kV không người trực tại KHPC gồm có E Bình Tân, E Nam Cam Ranh, E Ninh Thủy và E Bán Đảo, chiếm 4/11 trạm 110kV do KHPC quản lý

Các trạm E.Bình Tân, E Nam Cam Ranh và E Ninh Thủy được trang bị hệ thống phần mềm @Station do Công ty ATS xây dựng để thu thập dữ liệu và truyền về Trung tâm điều khiển

Trạm E Bán Đảo được trang bị RTU ABB560 do EVNICT xây dựng để thu thập dữ liệu và truyền về Trung tâm điều khiển

Hiện tại trên lưới điện KHPC quản lý có 79 LBS, 30 Recloser có khả năng kết nối SCADA, chiếm 109/233 thiết bị đóng cắt trên lưới trung áp

1.4 KẾT LUẬN

Hệ thống lưới điện trung áp KHPC được giao cho 08 điện lực quản lý, gồm 102

xuất tuyến trung thế, 3353 km đường dây, 3885 trạm biến áp phân phối, có 79 LBS và

30 Recloser có khả năng kết nối SCADA, chiếm 109/233 thiết bị đóng cắt trên lưới trung áp, công suất trung bình vào khoảng 300 MW, sản lượng trung bình ngày khoảng 6 triệu kWh, tổng số khách hàng sử dụng điện trên 346 000 khách hàng

Hệ thống điều khiển xa tại Trung tâm điều khiển KHPC về cơ sở hạ tầng cơ bản đáp ứng được việc kết nối điều khiển xa các trạm biến áp 110kV, góp phần rút ngắn thời gian thao tác cũng như thời gian xử lý sự cố trên lưới 110kV, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện, tuy nhiên hệ thống vẫn chưa giám sát, điều khiển xa được các thiết bị đóng cắt trên lưới điện trung áp, do đó không khai thác được hết chức năng của hệ thống SCADA tại TTĐK, độ tin cậy cung cấp điện vẫn chưa đạt đến mức tương ứng với năng lực, hiện trạng thiết bị trên lưới điện

Do vậy, tác giả đề xuất tiến hành nghiên cứu giải pháp phần mềm Survalent, giải pháp cấu hình giao thức IEC 60870-5-104 cho RTU các Recloser Nulec, LBS Jinkwang hiện có trên lưới điện Khánh Hòa, giải pháp kỹ thuật truyền thông tin cho hệ thống giám sát điều khiển xa và thực hiện khảo sát, đánh giá hiện trạng, khả năng kết nối của các thiết bị, để từ đó tạo căn cứ triển khai xây dựng hệ thống giám sát điều khiển xa cho các thiết bị đóng cắt trên lưới trung áp Điện lực Khánh Hòa

CHƯƠNG 2 - NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT ĐỂ THỰC HIỆN VIỆC GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN CÁC THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT TỪ XA 2.1 TỔNG QUAN

- Các phần mềm SCADA thường được sử dụng trong hệ thống điện như Survalent, ABB, Siemen, Zenon… Các phần mềm trên đều là các phần mềm SCADA của các hãng sản xuất phần mềm danh tiếng, mỗi phần mềm đều có những điểm mạnh yếu khác nhau Tuy nhiên do KHC đã đầu tư giải pháp phần mềm Survalent, do đó trong phạm vi luận văn tác giả chỉ tập trung nghiên cứu về các chức năng của phần mềm Survalent

- Các phần mềm cấu hình giao thức SCADA cho thiết bị đóng cắt thường sẽ được cung cấp theo thiết bị Do trên lưới điện trung áp của KHPC bao gồm 2 loại Recloser Nulec và LBS Jinkwang có khả năng kết nối SCADA nên phạm vi luận văn chỉ tập trung vào các phần mềm cấu hình SCADA cho các thiết bị này là WSOS và FTU Man

- Các giải pháp truyền thông thường được áp dụng cho việc kết nối thiết bị trên lưới điện :

Hệ thống thông tin sóng vô tuyến

Hệ thống thông tin sóng vi ba

Hệ thống thông tin tải ba

Hệ thống cáp quang điện lực

Hệ thống leased-line thuê bao riêng

Hệ thống Internet ADSL/IP

Hệ thống di động 2G, GPRS, 3G

Hệ thống di động 3G có sử dụng kênh APN riêng

2.2 NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP PHẦN MỀM SURVALENT [6][7]

2.2.1 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 công nghiệp, hệ thống điện…

2.2.2 Trình bày lý thuyết và giải pháp cấu hình cơ sở dữ liệu qua STC Explorer

2.2.2.1 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

- 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

Hình 2.1 Giao diện STC Explorer

Hình 2.2 Tập hợp các Station

Trong STC Explorer, chọn Stations như trên hình 2.2, ở khoảng trống tương ứng bên phải, click chuột phải và chọn New Cửa sổ New Station sẽ hiện ra như hình 2.3 Nhập các thông tin cần thiết cho Station (Name, Zone Group, User Type )

Hình 2.3 Cửa sổ New Station

Name: tên Station;

Mỗi Communication Line có một status point tương ứng để chỉ trạng thái của

nó (có nhận được data hay không)

Việc tạo Communication Line lúc này cũng tương tự như tạo Station Chọn Communication Lines như hình 2.4, click chuột phải vào vùng bên phải rồi chọn New Cửa sở Communication Line sẽ hiện ra như hình 2.5

Hình 2.4 Tạo mới Communication Line

Hình 2.5 Cửa sổ New 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 2.6 Tạo mới RTU

Chọn mục Rtus rồi click phải chuột vào vùng bên trái, chọn New Cửa sổ RTU xuất hiện như hình 2.7

Hình 2.7 Cửa sổ RTU

Name : Chọn tên cho RTU

Communication Line: Chọn Commline tương ứng dùng để giao tiếp với RTU này

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 2.8 Tạo mới Status Point

Sau khi tạo mới cửa sổ New Status Point sẽ hiện ra như hình 2.9

Hình 2.9 Cửa sổ New Status Point

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 2.10 Tab Telemetry

RTU: chọn RTU chứa biến Status đó

Tick chọn ô 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 2.11 Tab Alarms

State : Trạng thái của biến

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 2.12 Tạo mới analog point

Hình 2.13 Cửa sổ 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 2.14 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:

Hình 2.15 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 ngoài 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

2.2.2.3 Chức năng bảo mật (Security Function)

1) 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

Hình 2.17 Cửa sổ Zone Group

Name: Tên group

Description: Mô 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

2) User Rights and Users

2.1) 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 2.18 Cửa sổ User Rights

Tùy theo nhu cầu chia quyền hạn mà mỗi User Rights sẽ có những quyền riêng

2.2) Users

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 thông tin User Rights của người đó trong hệ thống SCADA

Hình 2.19 Cửa sổ User

Trên đây là tài khoản mặc định của phần mềm: SCADA

2.2.3 Lý thuyết và giải pháp về xây dựng HMI bằng SmartVU

2.2.3.1 Giới thiệu SmartVU

Hình 2.20 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, 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 quá 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 vuông nhỏ nằm ở góc dưới bên phải màn hình Khi hình vuông 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:

2.2.3.2 Tạo các phần tử chính của Map

1) Giới thiệu thanh công 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

1.1) 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 Mô tả thanh Editor Window Toolbar

Nhập phần tử thư viện (library elements) vào trong thư mục chuẩn đã có Công 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

Tạo ra cửa sổ khác bên ngoài cửa sổ chính

Lưu công 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)

Làm xuất hiện hoặc biến mất khung lưới trên màn hình hiện hành

Cho phép người dùng thiết lập các thông số của khung lưới Tắt chế độ Edit, trở về chế độ View

Đi đến thư viện của các file đã tạo hoặc tạo một file mới Đưa ra ba lựa chọn, sau khi có tác vụ làm thay đổi một Map Reserve – cho phép người dùng lưu giữ một Map trong khi đang thực hiện chỉnh sửa Khi người dùng chọn chức năng này, không ai khác có thể thực hiện tác vụ làm thay đổi Map đó

Release – thả Map ra khi người dùng hoàn thành các tác

vụ

Publish – Cập nhật Map và tất cả những file khác khi người dùng hiệu chỉnh, đồng thời cho phép mọi người thấy sự thay đổi này

Cho phép người dùng hiệu chỉnh các đặc tính (properties) của

PMacro

Lưu ý: biểu tượng này chỉ xuất hiện khi người dùng đã chọn một PMacro

Cho phép người dùng thêm, xóa, di chuyển, chỉnh sửa kích cỡ

và hiệu chỉnh các phần tử của Map

Chỉnh sửa line section

Xem trước các các biến trạng thái (status), analog và line sections

Thêm, hiệu chỉnh và xóa Map Views Thêm, hiệu chỉnh và xóa Map layers Xem và chỉnh sửa các đặc tính của Map (Map properties)

1.2) Edit Parts Toolbar

Bảng 2.2 mô tả thanh Edit Parts Toolbar nằm phía trên bên phải của cửa sổ Editor

Bảng 2.2 Mô tả thanh Edit Parts Toolbar

Cho phép chọn nhiều phần tử cùng lúc Sau khi người dùng

sử dụng chức năng này để chọn các phần tử, các thao tác sau

có thể được thực hiện:

Copy Paste Delete Đổi màu tất cả phần tử lựa chọn Set layer – chuyển tất cả phần tử lựa chọn đến một lớp khác

Set Line Section

Change Station – thay đổi tất cả điểm đã chọn sang một Station mới

Hủy tác vụ vừa thực hiện Làm lại tác vụ vừa thực hiện

Đóng cửa sổ sau khi hoàn tất

Ngừng chức năng Multiple Selection và ngừng thêm đường thẳng

Vẽ một đường thẳng

Vẽ một vật thể cấu thành từ nhiều đường thẳng nối với nhau

Vẽ một hình chữ nhật

Vẽ hình tròn và cung tròn Thêm chữ

Thêm hình ảnh Thêm những symbol đã được tạo sẵn

Thêm những PMacro đã được tạo sẵn

1.3) Draw Item Toolbar

Bảng 2.3 mô tả thanh Draw Item Toolbar nằm phía dưới bên phải của cửa sổ Editor

Bảng 2.3 Mô tả thanh Draw Item Toolbar

Copy những vật thể được chọn vào bộ nhớ tạm (clip board)

Dán những phần tử đã copy vào Map

Cắt những vật thể được chọn vào bộ nhớ tạm (clip board)

Di chuyển vật thể đến phía trước hoặc phía sau của View Xóa những phần tử được chọn

2) Tạo Color

Mục này mô tả cách thêm color vào thư viện, được sử dụng tạo màu cho:

Các trạng thái của máy cắt

Các cấp điện áp khác nhau

Cảnh báo đã xác nhận và cảnh báo chưa được xác nhận

2.1) Tạo màu cố định (solid color)

Bước 1 : Click vào biểu tượng Library trên thanh toolbar, một menu xuất hiện,

chọn Color, sau đó chọn New Một hình vuông trắng lớn xuất hiện trên cửa sổ hiện hành và bảng thuộc tính màu xuất hiện bên phải

Hình 2.21 Tạo màu cố định

Bước 2 : Click vào dòng Color 1 Một danh sách các màu xuất hiện, gồm tên và màu minh họa Chọn màu muốn tạo Hình vuông trắng chuyển sang màu đã chọn

Bước 3 : Click vào dòng Name, đặt tên cho màu đã chọn

2.2) Tạo màu nhấp nháy (Cyclic color)

Để tạo màu nhấp nháy, người dùng phải dùng 2 màu hoặc nhiều hơn để đạt được hiệu ứng nhấp nháy Hiệu ứng này được dùng để báo động cho người vận hành một cảnh báo (alarm) đã xuất hiện

Cách làm tương tự tạo màu cố định, nhưng ở mục Number of Colors, ta chọn là 2

2.3) Tạo màu cho các đường điện áp

Cách làm tương tự tạo màu cố định, nhưng ở ô Line Thickness, ta sẽ chọn kích cỡ cho phù hợp với độ dày của đường dây

3) Tạo biểu tượng (Symbols)

Để trình bày các phần tử khác nhau trên Map, ta phải tạo các biểu tượng khác nhau cho từng phần tử và từng trạng thái của nó

Ví dụ ta sẽ tạo biểu tượng máy cắt đang mở, mô phỏng bằng một hình vuông xanh lá

Bước 1 : Nhấn vào biểu tượng Library trên thanh công cụ, chọn Symbol, nhấn

vào New Một màn hình chính được thể hiện dưới dạng lưới Từ đây ta sẽ tạo biểu tượng

Bước 2 : Nhấn vào biểu tượng Add Rectangle Di chuyển chuột đến sơ đồ và nhấn chuột trái Một hình vuông nhỏ xuất hiện trên sơ đồ

Bước 3 : Nhấn vào biểu tượng Stop/Cancel Add và sau đó nhấn vào hình vuông

vừa tạo Lúc này xuất hiện đường đứt nét màu vàng bao quanh hình vuông Ta thay

đổi kích cỡ bằng cách nhấn giữ các ô vuông nhỏ màu vàng nằm trên đường viền Chọn

vùng Color và nhấn vào nút Change Nhấn vào Green sau đó nhấn nút Select

Bước 4 : Nhấn vào biểu tượng tùy chỉnh Kết quả : bảng tùy chỉnh Symbols Properties xuất hiện Click vào dòng Name, đặt tên cho symbol

Hình 2.22 Mô phỏng máy cắt đang cắt

Tương tự ta thực hiện tạo Symbol cho các thiết bị khác

4) Tạo PMacro

PMacro là một công cụ mạnh mẽ để hiển thị giá trị của điểm dữ liệu

Những PMacro liên quan đến điểm dữ liệu thể hiện giá trị thông qua symbol hay chuỗi ký tự Khi bấm vào một PMacro được kiên kết với điểm dữ liệu thì một hộp thoại sẽ hiển thị chứa những nút bấm để chúng ta có thể điều khiển hoạt động của thiết

bị như:

Control;

Manual Sets;

Acknowledge or Block Alarms;

Add or Remove Tags;

Modify Limits (chỉ với analog point)

Ta có thể thay đổi thuộc tính ban đầu của một PMacro bằng cách nhấp vào biểu tượng PMacro Resource Một cửa sổ sẽ hiện ra để ta có thể nhập vào hoặc chọn từ drop-down menu để quyết định giá trị gán vào

Ví dụ ta sẽ tạo 1 PMacro máy cắt :

Bước 1 : Nhấp vào biểu tượng Library, chọn PMacro và nhấp chọn New, chọn Status Symbol sau đó nhấp OK Đặt tên cho PMacro

Bước 2 : Click vào mục Alarm Symbol 0 và sao đó bấm vào nút Change, cửa sổ Symbol Files xuất hiện, click chọn Symbol muốn hiển thị

Bước 3 : Lặp lại bước 2 với các mục Alarm Symbol 1, Symbol 0, Symbol 1