Tài liệu Nghiên cứu giải pháp kết hợp bản đồ địa lý và hệ thống scada để nâng cao hiệu quả quản lý vận hành lưới điện phân phối thành phố đà nẵng

  • Số trang: 93 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 14 |
  • Lượt tải: 0

Hệ thống đang quá tải...vui lòng truy cập lại sau.

Mô tả:

Công ty Điện lực Đà Nẵng đã và đang thực hiện đầu tư các giải pháp về công nghệ mới, các giải pháp công nghệ về SCADA, DMS, bản đồ địa lý ngày càng được chú trọng nhằm mục đích nâng cao hơn nữa khả năng cấp điện, nâng cao chất lượng điện năng cung cấp cho khách hàng, góp phần làm tăng sản lượng điện thương phẩm cho Công ty. Xuất phát từ yêu cầu thực tế đó, việc nghiên cứu, xây dựng giải pháp kết hợp bản đồ địa lý và hệ thống SCADA để nâng cao hiệu quả quản lý vận hành lưới điện phân phối thành phố Đà Nẵng là rất cần thiết. Luận văn đưa ra giải pháp kết hợp bản đồ địa lý Google Earth vào hệ thống SCADA hiện hữu tại Trung tâm điều khiển thông qua quá trình thu thập và xử lý dữ liệu tọa độ địa lý của các thiết bị trên lưới điện, đồng thời cấu hình hiệu chỉnh hệ thống SCADA trên máy chủ. Giải pháp được đánh giá hiệu quả nâng cao độ tin cậy bằng phần mềm PSS/ADEPT trên một số xuất tuyến điển hình tại Điện lực Đà Nẵng, ngoài ra giải pháp còn nâng cao hiệu quả chăm sóc khách hàng và đào tạo Điều độ viên mới
1 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ------------------------------------ NGUYỄN HOÀNG NHÂN C C NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP KẾT HỢP BẢN ĐỒ ĐỊA LÝ VÀ HỆ THỐNG SCADA ĐỂ NÂNG CAO HIỆU QUẢ QUẢN LÝ VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG R L T. DU LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN Đà Nẵng, Năm 2020 2 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ------------------------------------ NGUYỄN HOÀNG NHÂN NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP KẾT HỢP BẢN ĐỒ ĐỊA LÝ VÀ HỆ THỐNG SCADA ĐỂ NÂNG CAO HIỆU QUẢ QUẢN LÝ VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG C C R L T. DU Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 8520201 LUẬN VĂN THẠC SĨ Người hướng dẫn khoa học: TS. TRẦN TẤN VINH Đà Nẵng, Năm 2020 i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, có trích dẫn một số tài liệu chuyên ngành và một số tài liệu do các nhà xuất bản ban hành. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tác giả luận văn Nguyễn Hoàng Nhân C C DU R L T. ii TRANG TÓM TẮT TIẾNG VIỆT & TIẾNG ANH NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP KẾT HỢP BẢN ĐỒ ĐỊA LÝ VÀ HỆ THỐNG SCADA ĐỂ NÂNG CAO HIỆU QUẢ QUẢN LÝ VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG Học viên : Nguyễn Hoàng Nhân Chuyên ngành : Kỹ thuật điện Mã số: 8520201 Khóa: 36 Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN Tóm tắt – Công ty Điện lực Đà Nẵng đã và đang thực hiện đầu tư các giải pháp về công nghệ mới, các giải pháp công nghệ về SCADA, DMS, bản đồ địa lý ngày càng được chú trọng nhằm mục đích nâng cao hơn nữa khả năng cấp điện, nâng cao chất lượng điện năng cung cấp cho khách hàng, góp phần làm tăng sản lượng điện thương phẩm cho Công ty. Xuất phát từ yêu cầu thực tế đó, việc nghiên cứu, xây dựng giải pháp kết hợp bản đồ địa lý và hệ thống SCADA để nâng cao hiệu quả quản lý vận hành lưới điện phân phối thành phố Đà Nẵng là rất cần thiết. Luận văn đưa ra giải pháp kết hợp bản đồ địa lý Google Earth vào hệ thống SCADA hiện hữu tại Trung tâm điều khiển thông qua quá trình thu thập và xử lý dữ liệu tọa độ địa lý của các thiết bị trên lưới điện, đồng thời cấu hình hiệu chỉnh hệ thống SCADA trên máy chủ. Giải pháp được đánh giá hiệu quả nâng cao độ tin cậy bằng phần mềm PSS/ADEPT trên một số xuất tuyến điển hình tại Điện lực Đà Nẵng, ngoài ra giải pháp còn nâng cao hiệu quả chăm sóc khách hàng và đào tạo Điều độ viên mới. Từ khóa: Công ty Điện lực Đà Nẵng; hệ thống SCADA; bản đồ địa lý; độ tin cậy; điều độ viên. C C R L T. DU RESEARCH ON SOLUTIONS TO COMBINE GEOGRAPHIC MAP AND SCADA TO PROMOTE EFFICIENCY OF MANAGEMENT AND POWER NETWORK OPERATION IN DA NANG CITY Abstract: Danang Power Company has been attempting to find solutions to new technologies for many years. SCADA, DMS, Geographic Map solutions have drawn more and more attention to aim at enhancing more capacity of power supply, raising the quality of electrical power to supply customers, and contributing to increase commercial power production for the company. For those reasons, it is definitely important to carry out research and seek the solutions for combining Geographic Map and SCADA system to enhance power supply reliablity. The thesis proposes a solution to integrate Google Earth geographic maps into the existing SCADA system at the Control Center by collecting and processing iii geographic coordinates data of devices on the grid and at the same time, configuring and adjusting SCADA system on the Server. The solution was evaluated to improve the reliability by using PSS / ADEPT software on some typical 22kV feeders at Da Nang Power Company. In addition, the solution also improved the efficiency of customer care and training of new dispatchers Key words: Danang Power Company; SCADA system; geographic map; reliablity; dispatcher. C C DU R L T. iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ...........................................................................................................i TÓM TẮT ..................................................................................................................... ii MỤC LỤC .....................................................................................................................iv DANH MỤC CÁC BẢNG............................................................................................vi DANH MỤC CÁC HÌNH .......................................................................................... vii MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1 1. Lý do chọn đề tài...................................................................................................1 2. Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................................. 2 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ........................................................................2 4. Phương pháp nghiên cứu ......................................................................................2 5. Bố cục luận văn .....................................................................................................3 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI VÀ HỆ THỐNG SCADA CÔNG TY ĐIỆN LỰC ĐÀ NẴNG ............................................................... 4 C C 1.1. Tổng quan về lưới điện thành phố Đà Nẵng ............................................................4 1.2. Ưu, nhược điểm của lưới điện phân phối thành phố Đà Nẵng ................................ 4 R L T. 1.3. Tổng quan về Trung tâm điều khiển và hệ thống SCADA ......................................5 1.4. Chức năng chính của hệ thống Trung tâm điều khiển ..............................................8 1.5. Tổng quan về lưới điện thông minh và kế hoạch triển khai lưới điện thông minh công ty TNHH MTV Điện lực Đà Nẵng: ............................................................... 9 1.5.1. Tổng quan về lưới điện thông minh ................................................................ 9 1.5.2. Tổng quan hệ thống tự động hóa lưới điện phân phối (DAS): .....................14 1.5.3. Hệ thống quản lý lưới điện phân phối (DMS) ..............................................17 1.6. Kết luận...................................................................................................................18 DU CHƯƠNG 2. CÁC GIẢI PHÁP PHẦN MỀM HỖ TRỢ CÔNG TÁC QUẢN LÝ VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ............................................................. 19 2.1. Giải pháp phần mềm SCADA Survalent ................................................................ 19 2.1.1. Tổng quan phần mềm SCADA Survalent.....................................................19 2.1.2. Trình bày lý thuyết và giải pháp cấu hình cơ sở dữ liệu:.............................. 19 2.1.3. Lý thuyết và giải pháp về xây dựng HMI .....................................................25 2.2. Phần mềm bản đồ địa lý Google Earth ...................................................................30 2.2.1. Tổng quan phần mềm Google Earth ............................................................ 30 2.2.2. Tính năng, ứng dụng cơ bản của Google Earth ............................................32 2.3. Phần mềm thu thập thông tin hiện trường EVNCPC TTHT ..................................36 2.3.1. Tổng quan phần mềm thu thập thông tin hiện trường EVNCPC TTHT ......36 2.3.2. Tính năng, công cụ cơ bản của EVNCPC TTHT .........................................37 v 2.4. Kết luận...................................................................................................................41 CHƯƠNG 3. NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG SƠ ĐỒ LƯỚI ĐIỆN TRÊN BẢN ĐỒ ĐỊA LÝ, GIẢI PHÁP KẾT HỢP BẢN ĐỒ ĐỊA LÝ VÀ PHẦN MỀM SCADA .........................................................................................................................43 3.1. Xây dựng sơ đồ lưới điện trên nền bản đồ địa lý Google Earth ............................. 43 3.1.1. Thu thập tọa độ thiết bị hiện trạng từ phần mềm EVNCPC TTHT ..............43 3.1.2. Chuẩn hóa thông tin tọa độ và thể hiện sơ đồ lưới trên nền bản đồ Google Earth............................................................................................................................... 44 3.2. Xây dựng giải pháp kết hợp phần mềm SCADA Survalent và bản đồ địa lý Google Earth phục vụ công tác xác định khu vực mất điện ..........................................49 3.3. Giải pháp vận hành kết hợp định vị tổ trực xử lý sự cố tại các Điện lực ...............53 3.4. Kết luận...................................................................................................................54 CHƯƠNG 4. ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ QUẢN LÝ VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN C C PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG KHI ỨNG DỤNG GIẢI PHÁP KẾT HỢP BẢN ĐỒ ĐỊA LÝ VÀ HỆ THỐNG SCADA ...................................................55 4.1. Hiệu quả nâng cao độ tin cậy cung cấp điện ..........................................................55 R L T. 4.1.1. Tổng quan về phần mềm PSS/ADEPT .........................................................55 4.1.2. Tính toán hiệu quả nâng cao độ tin cậy do sự cố kỹ thuật lưới điện phân phối huyện Hòa Vang bằng module DRA .....................................................................56 4.2. Hiệu quả nâng cao chất lượng công tác Điều độ hệ thống điện ............................. 66 4.3. Hiệu quả nâng cao chất lượng công tác chăm sóc khách hàng .............................. 68 4.4. Kết luận...................................................................................................................68 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .....................................................................................69 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO DU QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (bản sao) vi DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu bảng Tên bảng Trang 4.1. Thanh ghi dữ liệu độ tin cậy 56 4.2. Thống kê số lượng thiết bị trên lưới điện phân phối huyện Hòa Vang 58 4.3. Tổng hợp sự cố vĩnh cửu và thời gian mất điện năm 2014 58 4.4. Tổng hợp sự cố vĩnh cửu và thời gian mất điện năm 2015 58 4.5. Tổng hợp sự cố vĩnh cửu và thời gian mất điện năm 2016 59 4.6. Tổng hợp sự cố vĩnh cửu và thời gian mất điện năm 2017 59 4.7. Tổng hợp sự cố vĩnh cửu và thời gian mất điện năm 2018 59 4.8. Bảng tổng hợp kết quả độ tin cậy do sự cố kỹ thuật LĐPP 22 C C kV huyện Hòa Vang khi chưa có chương trình R L . 65 4.9. Bảng tổng hợp kết quả độ tin cậy do sự cố kỹ thuật LĐPP 22 kV huyện Hòa Vang sau khi đưa chương trình vào vận hành. 66 4.10. Bảng tổng hợp so sánh kết quả độ tin cậy do sự cố kỹ thuật LĐPP 22 kV huyện Hòa Vang trước và sau khi đưa chương trình vào vận hành. 66 D T U vii DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu Tên hình Trang hình 1.1. Sơ đồ truyền thông lưới điện thành phố Đà Nẵng 6 1.2. Màn hình hiển thị tình trạng thiết bị, sự cố theo thời gian thực 6 1.3. Mô hình minh họa lưới điện thông minh 9 Minh họa mô hình tổ chức tổng thể lưới điện thông minh Công 1.4. 12 ty Điện lực Đà Nẵng 1.5. Sơ đồ cấu trúc tự động hóa lưới điện 16 2.1. Giao diện STC Explorer 20 2.2. Cửa sổ New Station 20 2.3. Tạo Station chứa các biến trạng thái ảo. 21 2.4. Tạo biến trạng thái ảo cho đường truyền thông. 21 2.5. Tạo Communication Line trên STC Explorer 22 2.6. Tạo RTU trên STC Explorer 22 2.7. Tạo Satus point trong STC Explorer 23 2.8. Trang Alarm của Status point 23 2.9. Tạo Analog point trong STC Explorer 24 2.10. Trang Alarm của Analog point 24 2.11. Giao diện Smart VU 25 2.12. Tạo màu Cyclic trong thư viện HMI Smart VU 26 2.13. Tạo font trong thư viện HMI Smart VU 27 2.14. Thư viện Font trong HMI Smart VU 27 2. 15. Máy cắt 22kV đóng trong HMI Smart VU 27 2.16. Máy cắt 22kV mở trong HMI Smart VU 28 2.17. Máy cắt 22kV bị Error trong HMI Smart VU 28 2.18. Máy cắt 22kV bị Travel trong HMI Smart VU 28 2.19. Thư viện Pmacro trong HMI Smart VU 29 2.20. Vẽ sơ đồ một sợi trong HMI Smart VU 30 2.21. Giao diện màn hình chính Google Earth 32 2.22. Thanh Menu Google Earth 33 2.23. Thanh công cụ 33 2.24. Ứng dụng Google Earth trong quản lý trạm KTTV 34 2.25. Ứng dụng Google Earth khảo sát thực địa 35 2.26. Ứng dụng Google Earth xác định tiêu điểm 35 2.27. Ứng dụng Google Earth nghiên cứu biến đổi khí hậu 36 C C DU R L T. viii Số hiệu hình 2.28. 2.29. 2.30. 2.31. 2.32. 2.33. 2.34. 2.35. 3.1. 3.2. 3.3. 3.4. 3.5. 3.6. 3.7. 3.8. 3.9. 3.10. 3.11. 3.12. 3.13. 3.14. 3.15. 4.1. 4.2. 4.3. 4.4. 4.5. 4.6. 4.7. 4.8. Tên hình Trang Sơ đồ lưới điện hạ áp TBA Tiểu La 3 – Điện lực Hải Châu Sơ đồ lưới điện hạ áp Điện lực Hải Châu Thông tin một khách hàng thuộc TBA Tiểu La 3 Hình ảnh hiện trường vị trí công tơ một khách hàng Sơ đồ xuất tuyến 473 Xuân Hà – Điện lực Hải Châu Sơ đồ các xuất tuyến trung áp Điện lực Hải Châu Sơ đồ chi tiết thiết bị trên xuất tuyến 473 Xuân Hà – Điện lực Hải Châu Hình ảnh một TBA Thông tin về thiết bị trên cột điện liên kết với phần mềm PMIS Dữ liệu thô chứa các thông tin về số cột, tọa độ, xuất tuyến được xuất từ EVNCPC TTHT Dữ liệu chuẩn hóa dưới dạng file Excel bao gồm các trường phù hợp với Google Earth Bản đồ lưới điện được thể hiện trên nền Google Earth Thay đổi thuộc tính đường dây trên Google Earth Thay đổi vị trí trụ trong Google Earth Thay đổi tên trụ trong Google Earth Hoàn thành việc thay đổi thông tin trụ trong Google Earth Thuộc tính Pmacro trong phần mềm Survalent. Khai báo Data Type trong phần mềm Survalent Bản đồ Google Earth kết hợp vào View máy cắt 471 Cầu Đỏ Bản đồ Google Earth kết hợp vào View LBS Bơm An Trạch Bản đồ Google Earth kết hợp vào View Recloser 471 Túy Loan Sơ đồ lưới điện đầu tuyến xuất tuyến 471 Cầu Đỏ Định vị một thiết bị của tổ trực XLSC D3 – Điện lực Sơn Trà Sơ đồ lưới điện xuất tuyến 471 Hòa Khánh 220 trên PSS ADEPT Sơ đồ lưới điện xuất tuyến 471 Cầu Đỏ trên PSS ADEPT Cấu hình chức năng DRA một dao cách ly trên PSS Adept Cấu hình chức năng DRA một FCO trên PSS Adept Cấu hình chức năng DRA một máy biến áp trên PSS Adept Cấu hình chức năng DRA một Recloser trên PSS Adept Cấu hình chức năng DRA một phụ tải trên PSS Adept Kết quả Report chương trình DRA xuất tuyến 471 Hòa Khánh 220 38 38 39 39 40 40 C C DU R L T. 41 41 43 44 46 47 47 48 48 49 50 50 51 51 52 52 54 60 61 61 62 62 63 63 64 ix Số hiệu hình 4.9. 4.10. 4.11. Tên hình Trang Sơ đồ nguyên lý một xuất tuyến thường sử dụng ở phòng Điều độ Sơ đồ lưới điện trên bản đồ địa lý trên màn hình HMI SCADA Sơ đồ khu vực mất điện hiển thị trên màn hình của tổ CSKH C C DU R L T. 67 67 68 1 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Phát triển lưới điện thông minh (Smart Grid) hiện đang là xu thế tất yếu và là mối quan tâm hàng đầu của ngành điện Việt Nam cũng như thế giới nhằm nâng cao chất lượng và độ tin cậy cung cấp điện, đảm bảo cung cấp điện liên tục phục vụ khách hàng sử dụng điện. Để hỗ trợ cho sự phát triển phù hợp với xu hướng hiện đại này, Thủ tướng Chính phủ đã có Quyết định số 1670/QĐ-TTg ngày 08/11/2012 phê duyệt Đề án phát triển lưới điện thông minh tại Việt Nam. Theo đó, để phát triển lưới điện thông minh tại Việt Nam cần tập trung đẩy mạnh việc tăng cường độ tin cậy, tăng cường hiệu quả vận hành hệ thống điện, tập trung vào lưới điện phân phối. Trên cơ sở đó, việc tập trung nghiên cứu, khai thác các ứng dụng của hệ thống SCADA vào công tác quản lý vận hành lưới điện đang là ưu tiên hàng đầu tại Công ty Điện lực Đà Nẵng. C C Công ty Điện lực Đà Nẵng đã và đang thực hiện đầu tư các giải pháp về công nghệ mới, các giải pháp công nghệ tự động ngày càng được chú trọng nhằm mục đích nâng cao hơn nữa khả năng cấp điện, nâng cao chất lượng điện năng cung cấp cho R L T. khách hàng, góp phần làm tăng sản lượng điện thương phẩm cho Công ty. DU Hiện nay, trên thế giới có rất nhiều phần mềm sử dụng trong việc thu thập dữ liệu, điều khiển, giám sát thiết bị trên lưới điện. Có thể kể đến như phần mềm SCADA của các hãng Survalent, Siemens, ABB …Việc khai thác các ứng dụng của phần mềm này để vận hành lưới điện đang được các quốc gia trên thế giới sử dụng nhằm tối ưu hóa vận hành, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện. Tuy nhiên việc khai thác ứng dụng của phần mềm và kết hợp với bản đồ địa lý để thể hiện khu vực mất điện một cách trực quan, nhằm nhanh chóng phát hiện và khôi phục lưới điện sau sự cố chưa được quan tâm đúng mức. Công tác điều độ hệ thống điện tại Công ty Điện lực Đà Nẵng hiện tại gặp nhiều hạn chế do chủ yếu sử dụng qua sơ đồ nguyên lý hệ thống điện các xuất tuyến do các chi nhánh Điện lực quận ban hành, những sơ đồ này cũng chỉ bao gồm những thiết bị quan trọng, thiếu đầy đủ các thiết bị trên lưới điện. Hơn nữa, hướng tuyến của các xuất tuyến được xác định thông qua trí nhớ của người vận hành sau những lần đi hiện trường. Khi lưới điện bị sự cố, Điều độ viên chỉ nắm được vị trí tương đối của thiết bị, không nắm được chi tiết lưới điện khu vực xung quanh điểm sự cố gây khó khăn trong công tác phán đoán phạm vi, thiết bị bị sự cố. Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) đã và đang thực hiện các giải pháp đồng bộ để triển khai xây dựng lưới điện thông minh ở nước ta. Trong đó việc vận hành lưới điện trên bản đồ GIS giúp cho công tác vận hành được dễ dàng và thuận lợi hơn so với 2 trước đây. Tuy nhiên hiện nay chưa có một công cụ nào để chuyển đổi dữ liệu từ các tọa độ địa lý của các thiết bị trên lưới điện sang bản đồ Google Earth cũng như nghiên cứu tạo khu vực mất điện do ảnh hưởng của công tác/sự cố từ phần mềm SCADA. Do đó, đề tài “Nghiên cứu giải pháp kết hợp bản đồ địa lý và hệ thống SCADA để nâng cao hiệu quả quản lý vận hành lưới điện phân phối thành phố Đà Nẵng” sẽ giải quyết các vấn đề trên đồng thời giúp cho nhân viên vận hành có công cụ trực quan, hiện đại về lưới điện trên bản đồ địa lý thành phố Đà Nẵng. Giải pháp hỗ trợ những nhân viên không chuyên trách về lưới điện có thể có cái nhìn tổng quan về lưới điện trên nền bản đồ địa lý, dễ dàng nắm bắt lưới điện khi có nhu cầu. 2. Mục tiêu nghiên cứu Xây dựng hệ thống kết hợp bản đồ địa lý lưới điện và hệ thống SCADA với mục tiêu sau: - Xây dựng phương pháp vẽ sơ đồ lưới điện trên bản đồ địa lý - Thể hiện khu vực mất điện do ảnh hưởng của công tác/sự cố trên bản đồ địa lý theo thời gian thực giúp nhân viên vận hành rút ngắn thời gian xử lý sự cố. - Khai thác các tính năng của phần mềm SCADA Survalent và Google Earth C C R L T. nhằm có thêm giải pháp nâng cao hiệu quả trong công tác quản lý vận hành lưới điện phân phối thành phố Đà Nẵng. - Từ mô hình tại Đà Nẵng, ứng dụng có triển vọng được kiến nghị nhân rộng ra trên địa bàn các tỉnh và thành phố khác. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu DU - Nghiên cứu chuyển đổi hệ thống dữ liệu tọa độ địa lý các thiết bị trên lưới điện từ chương trình thu thập thông tin hiện trường EVNCPC TTHT sang phần mềm Google Earth để tạo sơ đồ lưới điện trên bản đồ địa lý. Thực hiện xây dựng giải pháp trên hệ thống máy chủ Server tại Trung tâm điều khiển Công ty Điện lực Đà Nẵng. - Nghiên cứu xây dựng liên kết giữa phần mềm SCADA Survalent hiện hữu tại Trung tâm điều khiển Công ty Điện lực Đà Nẵng với hệ thống bản đồ địa lý Google Earth sau khi được tích hợp sơ đồ lưới điện từ dữ liệu EVNCPC TTHT. Hệ thống sơ đồ lưới điện nghiên cứu là lưới điện phân phối 22kV của Công ty điện lực Đà Nẵng. 4. Phương pháp nghiên cứu Để giải quyết các mục tiêu nêu trên, luận văn đưa ra phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực tế như sau: - Nghiên cứu, phân tích các tài liệu nội bộ, sách báo viết về phần mềm SCADA của hãng Survalent, phần mềm bản đồ địa lý Google Earth, phần mềm thu thập thông tin hiện trường EVNCPC TTHT. 3 - Áp dụng các lý thuyết đã nghiên cứu, xây dựng giải pháp kết hợp bản đồ địa lý lưới điện vào hệ thống SCADA. - Sử dụng phương pháp phân tích thống kê, phân tích tổng hợp số liệu độ tin cậy trước và sau khi sử dụng giải pháp tại Trung tâm điều khiển để đánh giá hiệu quả của giải pháp. 5. Bố cục luận văn MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI VÀ HỆ THỐNG SCADA CÔNG TY ĐIỆN LỰC ĐÀ NẴNG CHƯƠNG 2: CÁC GIẢI PHÁP PHẦN MỀM HỖ TRỢ CÔNG TÁC QUẢN LÝ VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG SƠ ĐỒ LƯỚI ĐIỆN TRÊN BẢN ĐỒ ĐỊA LÝ, GIẢI PHÁP TÍCH HỢP BẢN ĐỒ ĐỊA LÝ VÀ PHẦN MỀM SCADA C C CHƯƠNG 4: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ QUẢN LÝ VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG KHI ỨNG DỤNG GIẢI PHÁP KẾT HỢP BẢN ĐỒ ĐỊA LÝ VÀ HỆ THỐNG SCADA KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ DU R L T. 4 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI VÀ HỆ THỐNG SCADA CÔNG TY ĐIỆN LỰC ĐÀ NẴNG 1.1. Tổng quan về lưới điện thành phố Đà Nẵng Thành phố Đà Nẵng nhận điện từ Trạm biến áp 500kV Đà Nẵng (E51), 220kV Hòa Khánh, 220kV Ngũ Hành Sơn qua 9 trạm biến áp 110kV (Hòa Khánh 2, Liên Chiểu, Xuân Hà, Liên Trì, Cầu Đỏ, An Đồn, Hoà Liên, Hòa Xuân, Ngũ Hành Sơn) với tổng công suất đặt là 1096 MVA, 84 xuất tuyến 22kV phân bố trải đều trên địa bàn. Các trạm biến áp 220-110kV Hòa Khánh (E9), 110kV Hòa Khánh 2 và 110kV Liên Chiểu (Elc): cấp điện khu vực quận Liên Chiểu, huyện Hòa Vang, các khu công nghiệp Hòa Khánh, Hòa Khánh mở rộng, Liên Chiểu, khu công nghệ cao, các khu du lịch Bà Nà, Xuân Thiều,… Các trạm biến áp 110kV Xuân Hà (E10) và Liên Trì (E11): cấp điện khu vực trung tâm thành phố như quận Hải Châu, Thanh Khê, các bệnh viện lớn như Bệnh viện C C R L T. Đà Nẵng, bệnh viện C, C17, Hoàn Mỹ, các Trung tâm hành chính, sự nghiệp, sở ban DU ngành của Thành phố… Trạm biến áp 110kV Cầu Đỏ (E12): cấp điện khu vực huyện Hòa Vang, quận Cẩm Lệ, khu công nghiệp Hòa Cầm, các nhà máy nước Cầu Đỏ, Sân bay, bơm phòng mặn An Trạch… Các trạm biến áp 220kV Ngũ Hành Sơn (E13), 110kV An Đồn (E14), 110kV Ngũ Hành Sơn: cấp điện khu vực quận Ngũ Hành Sơn, Sơn Trà, các khu du lịch dọc đường Hoàng Sa - Trường Sa, bán đảo Sơn Trà, cảng Tiên Sa, các khu công nghiệp An Đồn và dịch vụ thủy sản Thọ Quang. TBA 110kV Hòa Liên: cấp điện cho Khu Công Nghệ Cao, Hòa Liên, Hòa Bắc. TBA Hòa Xuân: cấp điện cho khu vực Hòa Xuân. Tổng công suất tải cực đại Pmax năm 2019 đạt 584MW, sản lượng ngày cực đại đạt 11,57 triệu kWh. Phụ tải đỉnh hệ thống diễn ra vào lúc 21g00 đến 21g30 ngày bình thường. 1.2. Ưu, nhược điểm của lưới điện phân phối thành phố Đà Nẵng Ưu điểm của lưới điện phân phối thành phố Đà Nẵng: - Gần nguồn TBA 500kV nên khả năng sẵn sàng cấp điện tốt, tổn thất điện năng thấp. - Địa hình tập trung nên bán kính cấp điện nhỏ, giảm tổn thất công suất và điện áp, đồng thời thuận lợi cho công tác xử lý sự cố, dịch vụ khách hàng… - Toàn bộ lưới điện đã chuyển về điện áp 22kV, thuận lợi cho việc vận hành và 5 chuyển tải. - Nhiều mạch vòng liên lạc trong khu vực nội thành đảm bảo chuyển tải, đã đưa vào khép vòng nóng lưới điện. - Có hệ thống SCADA, hệ thống tự động hóa lưới điện phân phối DAS. - Đã đưa vào vận hành Trung tâm điều khiển và TBA không người trực. - Đã triển khai ứng dụng sữa chữa nóng lưới điện hotline - Thiết bị dần được thay thế hiện đại, đồng bộ. - Phụ tải du lịch dịch vụ chiếm tỉ trọng lớn, giá bán điện cao. Nhược điểm của lưới điện phân phối thành phố Đà Nẵng: - Khu vực thường có mưa bão hàng năm, đường dây đi gần biển nhiều nên chịu nhiều tác động xấu của môi trường. - Vẫn còn một vài đường dây kéo dài (30÷50km) như đường dây lên đỉnh đèo Hải Vân, đường dây lên Bà Nà và đường dây lên đỉnh bán đảo Sơn Trà. Những đường C C dây này đi qua đèo núi hiểm trở, thường xảy ra sét đánh, gió bão nên sự cố xảy ra khá nhiều. - Gần nguồn nên dòng điện ngắn mạch lớn, khi sự cố dễ gây hư hỏng thiết bị. R L T. - Mức độ mang tải các TBA 110kV và các đường dây trung thế cao nên khả năng dự phòng N-1 thấp. - Liên lạc hệ thống điện hai bên bờ sông Hàn yếu, khó hỗ trợ lẫn nhau. - Lưới điện đi qua khu vực gần biển bị nhiễm mặn thường xảy ra sự cố. - Đường dây dài, đi qua địa hình đồi núi hoặc khu vực trồng cây của khách hàng thường xảy ra sự cố do giông sét, hành lang tuyến, thường xuyên xảy ra quá điện áp khí quyển do sét đánh. - Các phụ tải thép có đồ thị phụ tải không đều, gây ra nhiều sóng hài và nhấp DU nháy điện áp làm ảnh hưởng đến các phụ tải khác. 1.3. Tổng quan về Trung tâm điều khiển và hệ thống SCADA Trung tâm điều khiển của Công ty Điện lực Đà Nẵng ra đời vào tháng 9/2016. Hiện trung tâm đang sử dụng hệ thống SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) của hãng Survalent để giám sát, điều khiển và thu thập dữ liệu từ xa. Đối với các trạm biến áp - Sử dụng phần mềm SCADA của hãng Survalent (Canada). Phần mềm SCADA của Survalent có một số ưu điểm như đã được tùy biến Việt hóa nhiều giúp nhân viên thao tác đơn giản hơn, có thể lưu trữ lượng dữ liệu lớn hơn và vận hành ổn định hơn (ít bị chập chờn). - Mỗi trạm biến áp được gắn một địa chỉ IP để kết nối vào hệ thống SCADA. 6 C C Hình 1.1. Sơ đồ truyền thông lưới điện thành phố Đà Nẵng R L T. - Hệ thống này sử dụng đường truyền chính là cáp quang, với 2 Server tổng thực hiện chức năng thu thập và xử lý các thông tin từ các IEDs (BCU-Bay Control Unit, rơle bảo vệ, …), đồng thời thực hiện kết nối với Trung tâm Điều độ hệ thống điện DU Miền Trung dựa trên giao thức IEC 60870-5-104: + Server 1: Master. + Server 2: Standby. Ngoài ra còn có Historial Server làm nhiệm vụ lưu trữ toàn bộ dữ liệu trong quá khứ và hệ thống đồng bộ thời gian theo thời gian thực GPS Clock. Hình 1.2. Màn hình hiển thị tình trạng thiết bị, sự cố theo thời gian thực 7 Để đảm bảo cho việc kết nối, hệ thống SCADA sử dụng 2 đường truyền vận hành song song độc lập với nhau. Về giao diện người - máy (HMI:Human - Machine Interface), hệ thống có màn hình cho kỹ sư quản lý (Engineer) dùng cho bảo trì, cấu hình hệ thống, in ấn; 2 màn hình cho kỹ sư vận hành (Operator 1 và Operator 2), cuối cùng là các màn hình đặt tại các trạm biến áp dưới sự theo dõi của tổ thao tác lưu động (Movable Operators). Nhân viên vận hành có quyền: thay đổi chế độ tại chỗ/từ xa, giải trừ (reset) các cảnh báo từ chỉ thị sự cố ở các rơle, thao tác các thiết bị ở chế độ tại chỗ, cô lập hoặc khôi phục nguồn cấp cho thiết bị công nghệ TTĐK khi có sự cố mà có thể ảnh hưởng đến hư hỏng thiết bị. Bằng mạng LAN (Local Area Network), hệ thống cũng kết nối với các camera giám sát ở các trạm biến áp để vận hành từ xa (theo giao thức IEC IEC 60870-5-101 và IEC IEC 60870-5-104, với các khối thiết bị đầu cuối từ xa (Remote Terminal Units (RTU) hay các Gateway). C C R L T. RTU và Gateway dùng để tổng hợp các dữ liệu. Tại các trạm tự động, hệ thống sau khoảng thời gian được cài đặt sẽ gửi thông số về TTĐK thông qua RTU hoặc Gateway bằng đường truyền cáp quang. DU Hệ thống các Switch được dùng để kết nối các máy tính trong trạm với nhau cũng như các thiết bị rơle, BCU với trạm. Máy in mạng phục vụ cho việc in ấn các bản báo cáo thông tin của hệ thống. Đối với lưới 22kV - Sử dụng phần mềm SCADA của hãng Survalent. - Truyền thông bằng: ▪ Sóng vô tuyến (UHF, VHF): có các trạm phát, có các dải tần số riêng (hiện sử dụng 7 kênh tần số chính, thêm 1 kênh dự phòng nữa là 8). + Giao thức truyền tin là IEC 60870-5-101. ▪ Sóng 3G: sử dụng đường truyền 3G VPN của tổng công ty điện lực miền Trung (CPC) trên hạ tầng mạng 3G của Mobifone. + Sử dụng RTU để tổng hợp dữ liệu. + Giao thức truyền tin là IEC 60870-5-101, 60870-5-104. ▪ Đường truyền cáp quang: sử dụng đường truyền cáp quang kết nối đến thiết bị truyền dẫn quang đặt tại thiết bị + Giao thức truyền tin là IEC 60870-5-104. 8 1.4. Chức năng chính của hệ thống Trung tâm điều khiển ❖ Điều khiển - Thao tác toàn bộ các thiết bị nhất thứ từ xa: + Điều khiển máy cắt. + Điều khiển dao cách ly. + Điều khiển recloser, LBS. + Điều khiển máy biến áp: chuyển nấc phân áp MBA, bật tắt các nhóm quạt làm mát. + Điều khiển hệ thống tự dùng, chiếu sáng. - Thao tác các thiết bị nhị thứ bên trong trạm: + Tái lập (reset) rơle từ xa. + Điều khiển bật/tắt các chức năng bảo vệ, chuyển nhóm bảo vệ. ❖ Giám sát và thu thập dữ liệu trạng thái, cảnh báo - Đối với máy cắt và dao cách ly: + Trạng thái Đóng/Cắt của MC. + Trạng thái DCL. C C R L T. + Trạng thái dao tiếp địa. + Các tín hiệu MC cảnh báo/tác động. + Cảnh báo khí SF6. + Trạng thái tại chỗ/từ xa (Local/Remote). + Giám sát cuộn cắt của MC. + Trạng thái các Aptomat… - Đối với recloser, LBS: + Trạng thái Đóng/Cắt của recloser, LBS. DU - Đối với các Aptomat: + Giám sát trạng thái cầu dao. + Cảnh báo cầu dao không bình thường. - Đối với máy biến áp giám sát các trạng thái như: + Nhiệt độ cuộn dây. + Nhiệt độ dầu. + Nấc phân áp. + Chế độ làm việc của bộ điều áp dưới tải (Auto/Manual). + Chế độ làm việc của quạt làm mát (Auto/Manual). + Trạng thái điều khiển bộ điều áp dưới tải (Local/Remote).. + Trạng thái điều khiển quạt làm mát (Local/Remote). + Bảo vệ rơle tác động/cảnh báo. 9 - Đối với hệ thống bảo vệ: + Trạng thái của các đèn tín hiệu bảo vệ. + Trạng thái của toàn bộ các tín hiệu Input/Output bảo vệ. + Trạng thái của các chức năng bảo vệ. + Cảnh báo cháy nổ trong TBA. ❖ Giám sát và thu thập dữ liệu đo lường từ rơle, BCU - Dòng điện 3 pha, dòng trung tính. - Điện áp 3 pha. - Công suất tác dụng. - Công suất phản kháng. - Hệ số công suất … ❖ Giám sát hình ảnh từ camera, bảo vệ chống đột nhập, chống cháy nổ 1.5. Tổng quan về lưới điện thông minh và kế hoạch triển khai lưới điện thông minh công ty TNHH MTV Điện lực Đà Nẵng: 1.5.1. Tổng quan về lưới điện thông minh Định nghĩa về lưới điện thông minh C C R L T. Lưới điện thông minh là hệ thống điện được hiện đại hóa để giám sát, bảo vệ và tối ưu một cách tự động các thành phần tham gia từ các nguồn điện tập trung và phân tán, lưới điện truyền tải và phân phối đến các hộ sử dụng điện nhằm đảm bảo quá trình cung cấp và sử dụng điện năng tối ưu, tin cậy và đảm bảo chất lượng. Đặc điểm của lưới điện thông minh DU Hình 1.3. Mô hình minh họa lưới điện thông minh
- Xem thêm -