Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
CHƯƠNG 4. GIẢI PHÁP THIẾT KẾ HỆ THỐNG SCADA

CHƯƠNG 4. GIẢI PHÁP THIẾT KẾ HỆ THỐNG SCADA

Tải bản đầy đủ - 0trang

Hệ thống SCADA và Viễn thông

Giải pháp thiết kế kỹ thuật



4.2.2 Tương hợp giao thức truyền thông (protocol)

- Xem xét sự tương thích của giao thức truyền thơng của hệ thống điều khiển

phân tán (DCS) của TBA ĐIỆN MẶT TRỜI và giao thức truyền thông IEC

60870-5-104 của hệ thống SCADA tại A0 và AX. Sự tương thích này bao

gồm các chức năng chính, các lệnh (code), các khung truyền dữ liệu (data

frame), nguyên tắc ánh xạ địa chỉ các tín hiệu đo lường, trạng thái, điều khiển

(gọi là IOA – Input/Output Address), cơ chế đồng bộ thời gian, ...

4.2.3 Danh mục tín hiệu gửi về hệ thống SCADA tại A0, AX (Datalist)

Danh sách tín hiệu cần thiết cho hệ thống SCADA/EMS tại A0, AX (theo tiêu

chuẩn IEC 60870-5-104) (sẽ bổ sung nếu được yêu cầu) được lựa chọn dựa trên danh

sách dữ liệu được cung cấp bởi hệ thống DCS tại TBA ĐIỆN MẶT TRỜI và danh

sách Datalist theo quyết định số 1208/QĐ-EVN ngày 28/07/2008 của Tập Đoàn Điện

lực Việt Nam. Thương thảo với chuyên viên của DCS về không gian địa chỉ của

trạm/nhà máy và Input/Output Address (IOA). Danh mục tín hiệu bao gồm:

Tín hiệu đo lường (AI):

- Đối với thanh cái: Tần số (Hz), điện áp (kV);

- Đối với máy biến áp: Công suất tác dụng (MW), công suất phản kháng

(MVar), điện áp (kV), cường độ dòng điện (A) ở các cấp điện áp khác nhau

của máy biến áp, nấc phân áp của máy biến áp;

- Đối với lộ đường dây và ngăn liên lạc: Công suất tác dụng (MW), công suất

phản kháng (MVar), điện áp (kV), cường độ dòng điện (A);

- Đối với tồn nhà máy:

 Tổng công suất tác dụng của nhà máy (MW).

 Tổng công suất phản kháng của nhà máy (MVAR).

 Cường độ bức xạ mặt trời.

 Nhiệt độ.

 Độ ẩm.

 Tốc độ gió.

Tín hiệu cảnh báo (SI):

- Các tín hiệu chung cho tồn nhà máy như sự cố nguồn AC, DC, báo động về

hệ thống thơng tin, báo cháy,...

- Báo tín hiệu khi các bảo vệ tác động, hư hỏng bộ bảo vệ.



Trang 47



Hệ thống SCADA và Viễn thông

Giải pháp thiết kế kỹ thuật



- Các cảnh báo, báo động, chỉ thị chế độ điều khiển Nhà máy/SCADA.

Tín hiệu trạng thái (DI):

- Tín hiệu trạng thái máy cắt.

- Tín hiệu trạng thái dao cách ly.

- Tín hiệu trạng thái dao nối đất.

Tín hiệu điều khiển (DO):

- Tín hiệu điều khiển máy cắt.

- Tín hiệu điều khiển dao cách ly.

- Tín hiệu điều khiển dao nối đất có động cơ.

- Tín hiệu điều khiển dạng tăng, giảm bộ đổi đổi nấc phân áp máy biến áp

chính tại trạm biến áp 220kV.

Tín hiệu điều khiển (AO):

- Tín hiệu đặt giá trị (Setpoint) điều chỉnh cơng suất tác dụng, công suất phản

kháng và điện áp nhà máy điện mặt trời.

4.3 Giải pháp SCADA

- NMĐ mặt trời sử dụng phương thức điều khiển tích hợp cho tồn bộ nhà máy

nên hệ thống SCADA tại nhà máy sẽ được kết nối đến hệ thống

SCADA/EMS tại các trung tâm điều độ thơng qua các cổng kết nối từ máy

tính Gateway SCADA đến các thiết bị thông tin.

- Khai báo cấu hình SCADA cho giám sát và điều khiển từ A0, AX. Trong đó

các máy tính SCADA Gateway của hệ thống điều khiển máy tính kết nối về

Trung tâm Điều độ HTĐ Quốc Gia (A0) thông qua 01 cổng theo tiêu chuẩn

IEC 60870-5-104; về Trung tâm Điều độ HTĐ miền Nam (AX) thông qua 01

cổng theo tiêu chuẩn IEC 60870-5-104; và dự phòng 01 cổng sẵn sàng kết nối

theo tiêu chuân IEC 60870-5-104; các thiết bị hoạt động theo cơ chế dự phòng

đảm bảo hư hỏng một thiết bị khơng làm ảnh hưởng quá trình kết nối hệ thống

điều khiển với các trung tâm điều độ hệ thống điện.

- Trang bị các thiết bị Router, switch, modem chuyển đổi quang sang E1… tại

NMĐ mặt trời để thiết lập kênh truyền về A0, AX theo giao thức IEC 608705-104 với định tuyến:

 Kênh thông tin SCADA/EMS, thoại VoiIP kết nối giữa NMĐ mặt trời và

A0 theo định tuyến NMĐ mặt trời – mạng truyền dẫn Viettel hoặc VNPT

– TTĐĐ A0 với băng thông 2 Mbit/s.

 Kênh thông tin SCADA/EMS, thoại VoiIP kết nối giữa NMĐ mặt trời

với AX theo định tuyến NMĐ mặt trời – mạng truyền dẫn Viettel hoặc

VNPT– TTĐĐ AX với băng thông 2 Mbit/s.

Trang 48



Hệ thống SCADA và Viễn thơng

Giải pháp thiết kế kỹ thuật



4.4 Đặc tính kỹ thuật cơng nghệ

4.4.1 An ninh mạng

- Đảm bảo an tồn, an ninh mạng, bảo mật thông tin và chống phá hoại từ bên

ngoài.

- Hệ thống SCADA được cách ly với hệ thống máy tính bên ngồi, hệ thống

cơng nghệ thơng tin hành chính, mạng Internet cơng cộng bằng chức năng

tường lửa và các giải pháp tích hợp khác;

- Chỉ cho phép các máy chủ, bộ xử lý, các máy tính giao diện người và máy,

thiết bị công nghệ thông tin và thiết bị phụ trợ khác thuộc phạm vi nhà máy

trung tâm được kết nối vào mạng LAN của hệ thống giám sát điều khiển trung

tâm.

- Yêu cầu mật khẩu và phương pháp xác nhận bắt buộc đối với các đơn vị, cá

nhân được phân quyền truy nhập hệ thống SCADA, hệ thống EMS.

- Các lênh điều độ, điều khiển và lịch sử truy cập hệ thống SCADA được giám

sát và ghi lại bao gồm tên truy cập, thời gian, địa điềm và nội dung các lần

truy cập.

- Thực hiện các biện pháp cần thiết để ngăn chặn các hành vi nghe trộm, làm

sai lệch dữ liệu, truy cập với mục đích phá hoại, điều khiển trái phép hoặc

vượt quá quyền hạn được giao.

4.4.2 Máy tính Gateway

4.4.2.1 Mơ tả chung

- Máy tính Gateway là thiết bị thuộc về giải pháp của Nhà thầu được cung cấp

kèm theo hệ thống điều khiển tích hợp (theo hình thức chuyển giao cơng

nghệ), phù hợp với giải pháp công nghệ nhà thầu đề xuất.

- Yêu cầu máy tính Gateway phải tổng hợp dữ liệu tù hai hệ thống main và

backup của cơ sở dữ liệu. Hoặc được tích hợp vào các máy tính chủ chính và

dự phòng.

- Chủ đầu tư sẽ ủy quyền cho nhà thầu tiến hành phối hợp và làm việc với các

Trung tâm Điều độ (A0, AX) để hiệu chỉnh, chuẩn hóa bảng danh sách kiểm

định chuẩn vận hành theo giao thức IEC 60870-5-104, đồng thời gắn danh

sách địa chỉ dữ liệu IOA cho từng tín hiệu trên cơ sở thỏa thuận danh sách dữ

liệu SCADA (giai đoạn TKKT) của A0, AX.

4.4.2.2 Yêu cầu kỹ thuật

- Các máy tính Gateway được đồng bộ thời gian với máy tính chủ tại các Trung

tâm điều độ thông qua giao thức truyền tin IEC 60870-5-104.

Trang 49



Hệ thống SCADA và Viễn thông

Giải pháp thiết kế kỹ thuật



- Độ phân giải ADC tối thiểu: 15 bits và 01 bit dấu.

- Các thay đổi trạng thái đều phải được truyền kèm theo nhãn thời gian, bao

gồm đầy đủ ngày-tháng-năm giờ-phút-giây, phản ánh chính xác thời gian diễn

rat hay đổi trạng thái.

- Có bộ nhớ trung gian (buffer) đủ lớn để có thể duy trì các thơng tin thay đổi

trạng thái trong trường hợp mất kết nối với các Trung tâm điều độ. Các thông

tin này sẽ được truyền sau khi kết nối được phục hồi.

- Bộ nhớ Cơ sở dữ liệu của Gateway đảm bảo duy trì tối thiểu 30 ngày trong

điều kiện Gateway không được cung cấp điện. Nếu mất điện trong khoảng

thời gian 30 ngày, Gateway có thể khởi động lại mà khơng cần nạp lại cơ sở

dữ liệu.

- Thời gian đáp ứng của tín hiệu:

 Đối với tín hiệu TSS, TSD (TSS: Tele – Signalling Single, TSD: Tele –

Signalling Double): 10ms

 Đối với giá trị đo lường (ATM): 2s

 Độ trễ của tín hiệu TSS, TSD, ATM: không vượt quá 4s.

- Sai số đo lường của hệ thống SCADA ≤ 1% toàn dải đo.

- Gateway có tối thiểu 02 cổng mạng hoạt động theo giao thức IEC 60870-5104 để có thể kết nối cùng lúc đến các hệ thống SCADA tại A0, AX. Ngoài ra

Gateway còn dự phòng thêm 1 cổng kết nối theo giao thức IEC 60870-5-104

cho kết nối đến hệ thống trung tâm điều khiển trong tương lai.

- Mức độ dự phòng cho tín hiệu: ít nhất 30% cho mỗi loại tín hiệu. (Số lượng

các tín hiệu yêu cầu được nêu cụ thể tại Bảng cơ sở dữ liệu SCADA).

- Điều khiển thiết bị tại nhà máy:

 Có 2 chế độ điều khiển: Điều khiển tại các Trung tâm điều độ (Remote)

và điều khiển tại nhà máy (Local).

 Có khóa chuyển đổi chế độ điều khiển Remote/Local cho toàn trạm, nhà

máy và từng ngăn thiết bị (khóa mềm thiết đặt trên hệ thống điều khiển

máy tính).

 Cho phép thiết lập chế độ phân quyền điều khiển xa theo cấp điều độ hệ

thống điện.

- Dữ liệu thu thập tại máy tính Gateway được thu thập từ hệ thống điều khiển

tích hợp thơng qua các Switch mạng LAN nội bộ trạm và nhà máy. Dữ liệu

đảm bảo đáp ứng các yêu cầu tối thiểu sau:

 Đầu vào tương tự (AI).

Trang 50



Hệ thống SCADA và Viễn thông

Giải pháp thiết kế kỹ thuật



 Đầu vào số trạng thái (DI).

 Đầu vào số - chuỗi sự kiện (SOE).

 Đầu ra số - điều khiển thiết bị hai trạng thái (DO).

 Đầu ra số - điều khiển thiết bị tăng nấc (Jog control).

 Đầu ra số - điều khiển công suất phát của nhà máy (Setpoint).

 Bộ chuyển mạch tại chỗ/từ xa.

 Gateway có khả năng thay đổi cấu trúc cơ sở dữ liệu khi cải tạo và mở

rộng nhà máy.

4.5 Thi cơng và thí nghiệm

4.5.1 Thi cơng

Tại TBA Điện mặt trời:

- Kéo rải cáp quang NMOC, hàn Joint Box và đấu nhảy cáp quang tại ODF để

hoàn thiện tuyến thông tin quang TBA Tân Thành – TBA -TBA Hàm Tân.

- Lắp đặt các tủ thiết bị thông tin WAN và tủ TEL.

- Đấu nối từ thiết bị đầu cuối có giao diện là G.703 do nhà cung cấp dịch vụ

Viettel/VNPT cung cấp đến Router.

- Đấu nối từ máy tính HMI & SCADA Gateway đến cổng giao diện RJ45 của

Router.

- Đấu nối từ Switch Layer 3 đến Router và HMI & SCADA Gateway

Tại Trung tâm Điều độ HTĐ Quốc Gia (A0) và Trung tâm Điều độ HTĐ miền

Nam (AX):

- Tại A0: đấu nối từ Modem do Viettel/VNPT cung cấp đến các Router. Đấu

nối cổng giao diện FE theo tiêu chuẩn IEC 60870-5-104 đến máy tính chủ

Front-End của A0.

- Tại AX: đấu nối từ Modem do Viettel/VNPT cung cấp đến các Router. Đấu

nối cổng giao diện FE theo tiêu chuẩn IEC 60870-5-104 đến máy tính chủ

Front-End của AX.

- Xác lập cấu hình cho các máy chủ này hoạt động với các đường truyền.

- Xây dựng mơ hình cơ sở dữ liệu nhà máy (Database Model), gồm 2 phần :

▪ Mô hình kho chứa dữ liệu thời gian thực của nhà máy cho các tín hiệu đo

lường, trạng thái, điều khiển ... và sự liên kết với các trạm khác trên hệ

thống điện.



Trang 51



Hệ thống SCADA và Viễn thông

Giải pháp thiết kế kỹ thuật



▪ Mơ hình ánh xạ địa chỉ (IOA Mapping) và qui tắc chuyển đổi giá trị nhận

được từ các tín hiệu thu thập được qua CCS vào kho chứa dữ liệu thời

gian thực.

- Xây dựng giao diện hiển thị : Vẽ sơ đồ một sợi (one-line) của TBA Điện mặt

trời bằng công cụ xây dựng display của hệ thống SCADA tại A0 và AX, trong

đó khai báo các liên kết hiển thị dữ liệu nhận được từ DCS. Công việc này

nhằm cho phép hệ thống hiển thị động các giá trị đo lường, trạng thái và tô

màu động cho sơ đồ.

- Tích hợp các mơ hình dữ liệu và giao diện hiển thị vào các máy chủ SCADA,

kiểm chứng cơ sở dữ liệu, biên dịch giao diện hiển thị và đưa mơ hình dữ liệu

mới lên tuyến (online).

- Định hình kho chứa dữ liệu quá khứ trên máy chủ Historical: Khai báo dữ liệu

cần lưu trữ, chu kỳ lấy mẫu, dung lượng và thời gian lưu giữ. Kiểm tra, cập

nhật các báo biểu.

- Thực hiện thử nghiệm Point to Point máy tính cài đặt đặt phần mềm mơ

phỏng hệ thống SCADA của A0 và AX đến máy tính HMI & SCADA

Gateway tại TBA Điện mặt trời.

4.5.2 Thí nghiệm End-To-End

- Đây là công việc cần thiết để xác minh tính chặt chẽ của dữ liệu, cần phải

thực hiện với từng tín hiệu một và được thực hiện phối hợp cả 2 đầu: hệ thống

DCS của TBA ĐIỆN MẶT TRỜI và hệ thống SCADA tại A0, AX.

- Đối với tín hiệu trạng thái đơn (TSS): DCS cho mô phỏng lần lượt 2 trạng thái

của từng tín hiệu và SCADA A0, AX sẽ kiểm chứng sự xuất hiện đúng đắn

của chúng trên các display: one-line, tabular (bảng dữ liệu), alarm list (danh

sách cảnh báo), system log (danh sách sự kiện), SOE log (trình biến sự cố) ...

- Đối với tín hiệu trạng thái kép (TSD): DCS cho mô phỏng lần lượt 4 trạng

thái của từng tín hiệu và SCADA A0, AX sẽ kiểm chứng sự xuất hiện đúng

đắn của chúng trên các display: one-line, tabular (bảng dữ liệu), alarm list

(danh sách cảnh báo), system log (danh sách sự kiện của hệ thống), SOE log

(danh sách các sự kiện liên quan đến sự cố)...

- Đối với tín hiệu đo lường (TM) : DCS cho mô phỏng các giá trị lớn nhất, nhỏ

nhất và trung bình của từng tín hiệu đo lường và SCADA A0, AX sẽ kiểm

chứng sự xuất hiện đúng đắn của chúng trên các display : one-line, tabular, ...

- Đối với tín hiệu điều khiển (RCD): DCS cơ lập khả năng điều khiển xa, sau

đó SCADA A0, AX sẽ lần lượt ra các lệnh tương ứng với từng tín hiệu và

CCS sẽ kiểm tra các thông báo tương ứng.



Trang 52



Hệ thống SCADA và Viễn thông

Giải pháp thiết kế kỹ thuật



- Sau cùng, DCS sẽ đưa tồn bộ tín hiệu thời gian thực vào trung tâm

SCADA/EMS tại A0, AX và sẽ cùng đối chiếu lần lượt tất cả các tín hiệu đo

lường và trạng thái.

Trong quá trình thử nghiệm nếu phát sinh bất kỳ sự sai lệch nào đều phải phân

tích nguyên nhân và cho xử lý ngay sau đó mới tiếp tục thử nghiệm.

Số lượng tín hiệu tối thiểu cần trao đồi giữa Dự án Nhà máy điện mặt trời với

TTĐĐ A0 được thể hiện trong bảng sau: (Danh sách chi tiết dữ liệu chi tiết bao gồm

cả địa chỉ IOA được thể hiện trong phụ lục đính kèm và sẽ được chuẩn hóa với Trung

tâm Điều độ HTĐ Quốc gia (A0) trước 3 tháng đóng điện cơng trình mới.)

STT



Tên tín hiệu kết nối với A0



Số lượng



1



Tín hiệu Analog Input (AI)



50



2



Tín hiệu đợn Single Intput (SI)



124



3



Tín hiệu kép Double Input (DI)



81



4



Tín hiệu kép Double Output (DO)



0



5



Tín hiệu Analog Output (AO)



6



Số lượng tín hiệu tối thiểu cần trao đồi giữa Dự án Nhà máy điện mặt trời với

TTĐĐ AX được thể hiện trong bảng sau: (Danh sách chi tiết dữ liệu chi tiết bao gồm

cả địa chỉ IOA được thể hiện trong phụ lục đính kèm và sẽ được chuẩn hóa với Trung

tâm Điều độ HTĐ miền Nam (AX) trước 3 tháng đóng điện cơng trình mới.)

STT



Tên tín hiệu kết nối với AX



Số lượng



1



Tín hiệu Analog Input (AI)



50



2



Tín hiệu đợn Single Intput (SI)



124



3



Tín hiệu kép Double Input (DI)



81



4



Tín hiệu kép Double Output (DO)



23



5



Tín hiệu Analog Output (AO)



0



Trang 53



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

CHƯƠNG 4. GIẢI PHÁP THIẾT KẾ HỆ THỐNG SCADA

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×