Kết nối closer với hệ thống miniscada

Dự án miniSCADA được triển khai tại 04 thành phố Đà Nẵng, Huế, Quy Nhơn và Buôn Ma Thuột là một trong các dự án quan trọng của Tổng Công ty Điện lực Miền Trung. Mục tiêu của dự án là xây dựng một hệ thống miniSCADA cho lưới điện phân phối để điều khiển, giám sát và thu thập dữ liệu trên lưới điện phục vụ cho công tác quản lý vận hành và kinh doanh điện năng qua giao diện người – máy. Sáng kiến được công nhận cấp Tổng Công ty Điện lực miền Trung năm 2011 “Kết nối trực tiếp các recloser thế hệ mới với hệ thống miniSCADA qua giao thức truyền thông IEC 60870-5-101” của nhóm tác giả: Phan Vinh, Hoàng Ngọc Hoài Quang, Nguyễn Hoàng Xuân Lợi, Hồ Đức Quang và Hà Trương Nguyên Hùng thuộc Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế là một sáng kiến đã được ứng dụng trong dự án miniSCADA và đem lại hiệu quả thiết thực.

Theo thiết kế của hệ thống miniSCADA do Công ty ABB Oy thực hiện, việc thu thập các tín hiệu điều khiển, giám sát, đo lường tại các recloser được thực hiện bằng cách lắp đặt thiết bị REC523 (RTU), TU, TI tại các tủ điều khiển của recloser TAVRIDA/Nga. Giải pháp này có những hạn chế như:
+ Lắp đặt nhiều thiết bị trên cột điện;
+ Tín hiệu đưa về hệ thống miniSCADA rời rạc;
+ Độ tin cậy không cao;
+ Hạn chế tín hiệu thu thập về hệ thống miniSCADA.

Phương thức kết nối rời rạc của Công ty ABB Oy

Bước 1: Sử dụng công cụ COMPROTware của hãng Real Thoughts kiểm tra tính đáp ứng giao thức IEC 101 của bộ điều khiển recloser. Bằng biện pháp mô phỏng các tín hiệu từ tủ điều khiển, các tín hiệu STI, DTI, AMI thể hiện chính xác trên phần mềm kiểm tra COMPROTware.Xuất phát từ những lý do trên, nhóm tác giả đã tìm tòi và đề xuất giải pháp Kết nối trực tiếp các recloser thế hệ mới với hệ thống miniSCADA qua giao thức truyền thông IEC 60870-5-101. Hiện nay, trên lưới điện của Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế đang sử dụng nhiều chủng loại recloser, trong đó có các recloser thế hệ mới như TAVRIDA loại KTR27 của TAVRIDA, recloser U27 của NULEC, recloser Kyle27 của COOPER, các recloser trên đều hỗ trợ giao diện kết nối RS232 (V24) với các giao thức truyền thông phổ biến như DNP3, Modbus…Tuy nhiên đa số các nhà sản xuất chưa tích hợp giao thức truyền thông IEC 60870-5-101 vào thiết bị. Nhóm tác giả đã liên hệ với bộ phận kỹ thuật của các hãng để được hỗ trợ firmware mới nhất của các bộ điều khiển có hỗ trợ giao thức truyền thông IEC 60870-5-101. Sau khi nâng cấp phiên bản mới, nhóm tác giả đã tiến hành thử nghiệm tính tương đồng giữa giao thức IEC 60870-5-101 của bộ điều khiển recloser với hệ thống miniSCADA của Công ty ABB Oy qua 03 bước:

Bước 2: Sử dụng phần mềm MicroSCADA SYS600 (license demo) để kết nối trực tiếp đến bộ điều khiển recloser qua giao diện RS232. Trên cơ sở giao thức truyền thông IEC 60870-5-101, chương trình MicroSCADA SYS600 có thể lấy toàn bộ các tín hiệu và truyền các lệnh điều khiển đến bộ điều khiển chính xác.

Bước 3: Thực hiện kết nối trực tiếp các recloser với MicroSCADA qua hệ thống Radio Satel. Tủ điều khiển recloser được gắn modem Radio Satel kết nối với hệ thống SCADA trên các line truyền thông IEC 60870-5-101, tất cả các tín hiệu giám sát, điều khiển, đo lường đều hiển thị chính xác, thời gian đáp ứng đúng yêu cầu.

Phương thức kết nối trực tiếp từ Recloser đến hệ thống MicroSCADA

Giải pháp kết nối trực tiếp do nhóm tác giả đưa ra đã chứng tỏ được khả năng mở rộng của hệ thống miniSCADA đối với các thiết bị đầu cuối hỗ trợ giao thức truyền thông IEC 60870-5-101 của nhà sản xuất Tavrida/Nga, do đó việc mở rộng hệ thống miniSCADA hiện có hoàn toàn có thể chủ động thực hiện với các nhà sản xuất khác nhau, không phụ thuộc vào nhà cung cấp hệ thống.Trên cơ sở việc nghiên cứu thành công phương thức kết nối trực tiếp giữa bộ điều khiển recloser với hệ thống miniSCADA, trong quá trình triển khai dự án hỗ trợ miniSCADA nhóm tác giả thực hiện kết nối trực tiếp tất cả các điểm nút recloser TAVRIDA KTR27 với bộ điều khiển RC/TEL-01E vào hệ thống miniSCADA (không qua RTU REC523 của ABB). Qua thời gian theo dõi, tất cả các tín hiệu từ các recloser trên đều đáp ứng yêu cầu giám sát, đo lường và điều khiển theo thời gian thực trên hệ thống miniSCADA.
Việc lấy trực tiếp các tín hiệu thu thập sẽ giảm toàn bộ khối lượng TU, TI và tủ RTU REC523 lắp đặt trên lưới, tăng độ tin cậy trong vận hành lưới điện, tiết kiệm kinh phí, đồng thời đưa khối lượng các thiết bị vào sử dụng trong các dự án mở rộng sau này, giúp tăng hiệu quả đầu tư của dự án.
Sáng kiến của nhóm tác giả Phan Vinh, Hoàng Ngọc Hoài Quang, Nguyễn Hoàng Xuân Lợi, Hồ Đức Quang và Hà Trương Nguyên Hùng thuộc Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế được ứng dụng thành công đã cho thấy rằng các cán bộ của các Công ty Điện lực có dự án đã được trang bị lượng kiến thức, kinh nghiệm thực hành đầy đủ để ứng dụng vận hành, khai thác, phát triển hệ thống miniSCADA đáp ứng nhu cầu vận hành lưới điện hiện tại và trong tương lai. Nguồn nhân lực được đào tạo của dự án sẽ góp phần giúp cho hệ thống miniSCADA phát huy hết tiện ích của nó và trở thành công cụ không thể thiếu cho cho các Công ty Điện lực quản lý vận hành lưới điện một cách hiệu quả, an toàn nhất.