Báo cáo hệ thống SCADA

Chia sẻ: Phan Anh Tuan | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:50

Thêm vào BST

Báo xấu

211
lượt xem 102
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Để mở rộng ở giai đoạn sau, mạng LAN và các giao diện của hệ thống điều khiển phải có khả năng giao tiếp với các thiết bị IEDs của các hãng khác nhau. Các chức năng điều khiển và giám sát của hệ thống phải được thực hiện bởi các rơ le kỹ thuật số và/hoặc các khối vào ra được lắp đặt tại nhà máy điện.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo hệ thống SCADA

Báo cáo hệ thống SCADA
MỤC LỤC 1. YÊU CẦU CHUNG CHO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ........................................... 4 2. MÔ TẢ VÀ YÊU CẦU CHI TIẾT CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN .................... 7 3. CÁC ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT VÀ YÊU CẦU CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN ... 7 4. YÊU CẦU KỸ THUẬT ............................................................................................. 8 4.1 Các yêu cầu thực hiện ................................ ................................ ............................... 8 4.2 Nhiệm vụ của hệ thống tích hợp ............................................................................... 9 4.3 Cấu trúc logic hệ thống tích hợp ............................................................................ 10 4.4 Yêu cầu về hệ thống ................................................................................................ 10 4.5 Yêu cầu về chức năng.............................................................................................. 10 Thu thập dữ liệu ................................................................................................ 10 4.5.1 Điều khiển ......................................................................................................... 13 4.5.2 Mặt bằng ứng dụng ............................................................................................ 15 4.5.3 Xử lý tín hiệu cảnh báo...................................................................................... 16 4.5.4 Xử lý dữ liệu ..................................................................................................... 18 4.5.5 Cơ sở dữ liệu ..................................................................................................... 19 4.5.6 4.5.6.1 Cơ sở dữ liệu logic ................................ ................................ ........................ 19 4.5.6.2 Kho d ữ liệu chung từ xa................................................................................. 20 Đồng bộ thời gian .............................................................................................. 20 4.5.7 Gắn biển báo thiết bị.......................................................................................... 21 4.5.8 Giao diện người sử dụng................................ ................................ .................... 21 4.5.9 4.5.9.1 Hiển thị sơ đồ một sợi nhà máy điện .............................................................. 22 4.5.9.2 Hiển thị giá trị đo........................................................................................... 22 4.5.9.3 Các màn hình cảnh báo .................................................................................. 23 4.5.9.4 Bảng báo hiệu cảnh báo ................................................................................. 23 4.5.9.5 Nhật ký trạm................................................................ ................................ .. 24 Thủ tục truyền tin và các giao diện truyền tin ................................ .................... 24 4.5.10 4.5.10.1 Thiết bị IED và các thủ tục truyền tin ............................................................ 24 4.5.10.2 Giao diện EMS .............................................................................................. 24 4.5.10.3 Giao diện với hệ thống quản lý phân phối ...................................................... 25 4.5.10.4 Khả năng truy nhập từ xa qua modem ............................................................ 25 An ninh truy nhập .............................................................................................. 25 4.5.11 Các công cụ bảo dưỡng hệ thống ....................................................................... 26 4.5.12 Qu ản lý và đ ặt cấu hình hệ thống tích hợp ......................................................... 26 4.5.13 Qu ản trị và đ ặt cấu hình mạng thông tin liên lạc ................................................ 27 4.5.14 Độ tin cậy, mức dự phòng, chuyển đổi khi hư hỏng, dự phòng thiết bị ............... 27 4.5.15 Duy trì và tạo lập màn hiển thị ................................ ................................ ........... 29 4.5.16 Tạo lập, duy trì và truy nhập cơ sở dữ liệu ......................................................... 29 4.5.17 Tạo lập và duy trì các b ản báo cáo ..................................................................... 29 4.5.18
Khả năng bảo dưỡng.......................................................................................... 29 4.5.19 5. YÊU CẦU PHẦN MỀM HỆ THỐNG TÍCH HỢP................................................ 30 5.1 Các yêu cầu đối với phần mềm hệ thống tích hợp ................................................. 30 Hệ điều hành ..................................................................................................... 30 5.1.1 Các dịch vụ và các tiện ích lập trình ................................ ................................ .. 30 5.1.2 Chương trình nguồn và cập nhật của phần mềm thực hiện ................................. 31 5.1.3 Tạo lập và duy trì màn hiển thị .......................................................................... 31 5.1.4 Tạo lập, duy trì và truy cập cơ sở dữ liệu ........................................................... 32 5.1.5 5.1.5.1 Tạo lập cơ sở dữ liệu ..................................................................................... 32 5.1.5.2 Bảo dưỡng cơ sở dữ liệu ................................................................................ 32 5.1.5.3 Truy cập cơ sở dữ liệu ................................................................................... 33 Duy trì và tạo lập báo cáo .................................................................................. 33 5.1.6 5.2 Yêu cầu phần cứng ................................................................ ................................ .. 33 Nguồn cung cấp ................................ ................................................................. 33 5.2.1 Thiết kế đảm bảo an to àn cho nhân viên vận hành ............................................. 34 5.2.2 Đóng gói phần cứng .......................................................................................... 34 5.2.3 Các bộ p hận cấu thành ....................................................................................... 34 5.2.4 Các yêu cầu về đi cáp ................................ ................................ ........................ 35 5.2.5 6. YÊU CẦU VỀ DỮ LIỆU SCADA VÀ KÊNH THÔNG TIN................................. 36 6.1 Data List .................................................................................................................. 36 6.2 Kênh thông tin cho công tác vận hành điều độ ...................................................... 37 7. PHẠM VI CUNG CẤP ........................................................................................... 38 8. Phụ lục - Interoperability parameters ................................ ................................ .. 39
1. YÊU CẦU CHUNG CHO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN Hệ thống điều khiển nhà máy nhiệt điện Quảng Trạch là hệ thống điều khiển tích hợp. Hệ thống phải có các yêu cầu chính như sau: - Hệ điều hành áp dụng phải là hệ điều hành Windows XP/Vista hoặc phiên bản mới nhất, hoặc Linux. - Tất cả các thiết bị phải đ ược liên kết vận hành bằng mạng cáp quang kép Ethernet 100Mbps, một mạng là mạng chính, một mạng làm dự phòng đ ể đảm bảo hệ thống mạng hoạt động liên tục ngay cả trong trường hợp có bất kỳ một phần tử đơn lẻ nào của hệ thống mạng bị sự cố. Mạng LAN phải trợ giúp các thủ tục TCP /IP, FTP và Telnet. - Thiết kế của hệ thống điều khiển phải đảm bảo rằng bất kỳ hư hỏng của một phần tử đơn lẻ nào cũng không được làm ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của hệ thống. - Hệ thống điều khiển phải kết nối với hệ thống DCS của nhà máy thông qua giao thức IEC60870-5-104 hoặc TCP/IP hoặc IEC61850. - Các giao thức IEC61850/UCA2, Modbus TCP, DNP TCP, và IEC870 -5 -104 đ ược lựa chọn làm giao thức truyền tin của mạng LAN giữa các máy tính chủ và các thiết bị điện tử thông minh (IEDs) và hệ thống DSC của nhà máy điện . - Giao thức IEC870-5 -101 được sử dụng để làm giao diện cho việc kết nối hệ thống đ iều khiển của nhà máy nhiệt điện Quảng Trạch 1 với hệ thống SCADA của Trung tâm Điều độ HTĐ miền Trung CRLDC và hệ thống RANGER của Trung tâm Điều độ HTĐ Quốc gia nhằm mục đích giám sát, thu thập và điều khiển. Các tham số truyền tin của giao thức IEC60870-5-101 theo nguyên tắc được trình bày chi tiết ở phần phụ lục. - Thiết bị Gateway có 2 bộ , mỗi bộ có ít nhất 2 cổng. Để tăng cường tính dự phòng, cả hai bộ Gateway sẽ kết nối trực tiếp và đồng thời với NLDC và CRLDC thông qua thiết bị RS232 Fall Back Switch. Khi một trong hai Gateway bị lỗi hệ thống sẽ tự động chuyển đổi sang thiết bị Gateway còn lại. - Để mở rộng ở giai đoạn sau, mạng LAN và các giao diện của hệ thống điều khiển p hải có khả năng giao tiếp với các thiết bị IEDs của các hãng khác nhau. - Các chức năng điều khiển và giám sát của hệ thống phải được thực hiện bởi các rơ le kỹ thuật số và/hoặc các khối vào ra được lắp đặt tại nhà máy điện. Các rơ le k ỹ thuật số và/hoặc các khối vào ra chịu trách nhiệm chấp hành lệnh điều khiển đóng, cắt máy cắt tự động, tại chỗ hoặc từ xa. Các rơ le và/ho ặc các khối vào ra gửi trả lại trạng thái máy cắt cùng với các dữ liệu bảo d ưỡng và vận hành của các thiết bị trong nhà máy điện. - Với mục đích giảm đáng kể số lượng cáp đồng điều khiển, tất cả các tủ điều khiển và bảo vệ phải được lắp đặt ngoài trời tại các ngăn lộ tương ứng do chúng bảo vệ và điều khiển. Tủ ngo ài trời phải có thiết kế phù hợp để tạo ra một môi trường làm việc thích hợp đối với loại rơ le và/ho ặc khối vào ra được sử dụng (ví dụ: đ ược trang bị quạt, máy điều hoà, các điện trở sấy, thiết kế phù hợp, sử dụng vật liệu và sơn phủ đặc biệt...). Giải pháp nhóm các thiết bị điều khiển bảo vệ của từ 2 đ ến 3 ngăn lộ để chung trong các container để ngoài trời (tại vị trí các ngăn lộ) có trang b ị các thiết bị thông gió và điều hoà nhiệt độ phù hợp có thể đ ược áp dụng như một giải pháp thay thế. - Các bộ vi xử lý làm nhiệm vụ thu thập dữ liệu, truy xuất các thiết bị từ xa thông qua các cổng. Các bộ vi xử lý này liên kết các rơ le và/ho ặc khối vào ra với máy tính chủ tại nhà máy điện.
- Các dữ liệu tương tự từ các ngăn lộ phải đ ược đo bởi các rơ le kỹ thuật số và/hoặc khối vào ra. Các dữ liệu này bao gồm điện năng, điện áp, dòng điện, và các giá tr ị công suất tác dụng, công suất phản kháng tức thời, tần số… - Chức năng giám sát điều kiện làm việc của máy cắt phải được thực hiện bởi các rơ le kỹ thuật số. Nó bao gồm bộ đếm số lần làm việc của máy cắt, dòng đ iện sự cố trung bình và cực đại tích luỹ, phần trăm hao mòn tiếp điểm. - Bộ ghi trình tự diễn biến các sự kiện (SER) phải được thực hiện bởi các rơ le k ỹ thu ật số. Các bản ghi trình tự diễn biến các sự kiện được tự động gửi về máy tính chủ, nơi chúng được lưu trữ, phân loại và thể hiện lên màn hình. Một phần mềm tìm kiếm trên Web được sử dụng để hiển thị các bản ghi SER từ xa. - Các bản ghi sự cố phải đ ược tự động tạo ra bởi các rơ le. Bất cứ khi nào sự cố xảy ra, rơ le đi cắt máy cắt, một bản ghi sự cố phải được tạo ra và ghi lại. - Việc định vị sự cố và cường độ phải được tính toán bởi rơ le, các giá trị này sau đó sẽ đ ược lấy về máy tính chủ để hiển thị lên trên màn hình giao diện. - Rơ le và/ho ặc khối vào ra thực hiện chức năng thu thập các tín hiệu cảnh báo trong nhà máy điện. Các tín hiệu cảnh báo phải đ ược thu thập về máy tính chủ để lưu trữ và hiển thị. Các dữ liệu cảnh báo đồng thời được chuyển sang máy tính lưu trữ cơ sở dữ liệu quá khứ tại nhà máy điện để phục vụ việc truy xuất từ xa. - Việc treo biển đối với các thiết bị (Đỏ, vàng, đỏ tía và xanh) được thể hiện trên màn hình rơ le và trên màn hình máy tính giao diện của trạm. Bản ghi các lần treo b iển phải được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu quá khứ. - Hệ thống điều khiển và giám sát bao gồm: Hệ thống máy tính điều khiển chính và dự phòng tại phòng điều khiển trung tâm - Hệ thống điều khiển và bảo vệ ở mức ngăn lộ. - Điều khiển tại chỗ ở tất cả các thiết bị. - Hệ thống điều khiển tại mức ngăn với các logic đi dây cứng. - Việc điều khiển và giám sát tại nhà máy điện không chỉ dựa vào máy tính giao - d iện, toàn bộ các chức năng điều khiển và giám sát vẫn có thể thực hiện được thông qua các bộ vi xử lý, các rơ le kỹ thuật số và/hoặc các bộ vào ra và thông qua hệ thống điều khiển kiểu đi dây truyền thống dùng khoá chuyển mạch, nút ấn và đèn chỉ thị trạng thái. - Tất cả các thiết bị bảo vệ và máy tính chủ phải được đồng bộ với nguồn tín hiệu thời gian bởi đồng hồ vệ tinh.GPS nhằm đảm bảo các dữ liệu SOE đ ược gán nhãn thời gian với độ phân giải 1ms. - Giao diện người -máy phải được thiết kế theo cấu trúc trong hình vẽ d ưới đây. Phần mềm hiển thị các cửa sổ thông tin mà nhờ đó các kỹ thuật viên có thể sử dụng để vận hành hệ thống. Các cửa sổ thông tin đ ược phân thành lớp, càng vào sâu thông tin cung cấp càng chi tiết đáp ứng nhu cầu vận hành tại trạm.
Com. Prot/Relay Screen -Input/Alarm/Output status Alarms Screen Communication Screen Manufacture Screen -Active Alarm Display -Communication Layout -Relay Software -Alarm Acknowledge -Port Status -Website Station Overview Miscellaneous Screens Clearance Tags -Station Layout -Battery System -Apply/Remove Tags -Equipment Status -Relay Instructions -Entry Alarm -Red, Orange, Yelow, Blue -Switching Pro. -Alarm Summary -Login Screen Sequence of Events Detail One-Line -SOE Display -Load Flow -Amps,Volts,Watts,Vars -Reclose Auto/Manual -Status Last Trip Information Equiment Screen Metering Data/ Breaker Data -Fault Location and -Metering Data -Energy Data Magnitude -Control Panel -Demand -Element Blocking -Equipment Counter -LO Reset Additional Screens -Breaker Data -Critical Alarm Ind. (future) -Counters -Relay Targets Display -Statistical Data -Accumulated KA % -Relay Setting -Percentage Wear Equipment Operate Status Data/ Transformer Screen Data -One-Line Load Flow -Enviroment Temp. -Operate Equipment -Oil & Winding Temp. (Open/Close) -Tap Position -Cooling System Status -Main Tank Status -OLTC status -Aging level calculation
2. MÔ TẢ VÀ YÊU CẦU CHI TIẾT CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - Thiết bị IEDs và các rơ le - PLCs - Máy tính chủ (HMI, cơ sở dữ liệu, cổng nối với EVN, Gateway, máy tính chủ dữ liệu quá khứ) - Dự trữ/dự phòng (LANs kép và cổng IED képL) - Đặt lại cấu hình hệ thống liên lạc tự động. - Các lo ại cáp (cáp mạng LAN, cáp điều khiển, cáp cấp nguồn, ...) - Các tủ điều khiển và bảo vệ, các tủ đấu dây trung gian (nếu cần) 3. CÁC ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT VÀ YÊU CẦU CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN - Giao thức truyền tin trên mạng (cáp quang, cáp đồng,...) phải tương thích với IEC61850 /UCA2, Modbus TCP, DNP TCP, IEC 870 -5-104. - Tệp dữ liệu dạng sóng (chuyển khối ưu tiên thấp có khuôn dạng COMTRADE) - Máy chủ - Máy chủ (Giao tiếp truyền tin ngang hàng) - Máy chủ - Máy con (IED chủ đọc dữ liệu từ IED con) - Mức ưu tiên cao /thấp (Mức độ ưu tiên chỉ thứ tự các bản tin được đ ưa vào, ra stack và thứ tự các gói tin được chuyển qua cầu dẫn nếu có hoặc các gói tin kiểu Ethernet được đ ưa vào ho ặc ra khỏi thiết bị bởi các khoá chuyển nếu có. Việc sử dụng tiêu chu ẩn chuyển đổi IEEE 602.1p cho mức ưu tiên trong LAN và cho các loại đăng ký là một yêu cầu cho sự chuyển đổi). - Tải lên /tải xuống - Yêu cầu trạng thái - Nhận diện thiết bị - Thiết lập /loạI bỏ các kết nối logic - Điều khiển từ xa - b ao gồm điều khiển trực tiếp và lựa chọn trước khi thao tác (SBO) - Điều khiển bản tin giữa khách hàng và server (được định nghĩa trước cho các sự kiện hoặc các bản tin chu kì) - Khả năng thâm nhập thư mục tại chỗ - Trao đổi thông tin đa chiều /đ ơn chiều - Các bản tin đồng bộ về thời gian (chính xác tới 1ms) - Gán thời gian cho dữ liệu /bản tin (chính xác tới 1ms) - Treo biển (Cho phép hoặc khoá các lệnh điều khiển từ xa hoặc tại chỗ)
4. YÊU CẦU KỸ THUẬT 4.1 Các yêu cầu thực hiện Trên cơ sở các yêu cầu của những người sử dụng, các dạng dữ liệu và điều khiển từ các thiết bị IED và các thiết bị của hệ thống tích hợp đ ược liệt kê. Danh sách này không bao hàm thiết bị trang bị độc lập tại một điểm bất kỳ nào đó. Ví dụ dòng điện qua máy cắt cao thế có thể thu nhận đ ược từ các thiết bị được lắp đ ặt ở phía cao thế của máy biến thế. Dữ liệu này phải được gán địa chỉ trên cơ sở bố trí thiết bị trạm. Yêu cầu duy nhất đó là việc đọc giá trị tương tự (Analog) phải đảm bảo độ chính xác. Bộ xử lý chủ của hệ thống tích hợp phải lưu tất cả các thông tin trạng thái và tín hiệu Analog có tại trạm bao gồm các dữ liệu từ tất cả các máy cắt lộ ra, máy biến áp, bộ đ iều khiển tụ, bộ điều áp d ưới tải phía cao thế, các rơ le bảo vệ thanh cái và các thiết b ị đo. Các thông tin này cần thiết cho các công việc vận hành và phi vận hành (ví d ụ như công tác dự báo, nghiên cứu, điều tra sự thiết hụt). Dưới đây là một vài mức trao đổi dữ liệu và các yêu cầu có liên quan tới hệ thống tích hợp trạm. Mức 1 - Các thiết bị trên mặt bằng trạm Mỗi thiết bị điện tử (rơ le, thiết bị đ o, PLC, IED, ...) đ ều có bộ nhớ để lưu giữ một vài số liệu của các dữ liệu sau đây: Các giá trị tương tự (Analog), sự thay đổi trạng thái, tiến trình các sự kiện, các dữ liệu về chất lượng điện. Các dữ liệu này được lưu trữ thành hàng kiểu FIFO và thay đ ổi số các sự kiện. Mức 2 - Bộ xử lý chủ của trạm Bộ xử lý chủ của trạm sẽ yêu cầu mỗi thiết bị (hoặc điện tử hoặc loại khác) các giá trị tương tự (Analog) và sự thay đổi trạng thái với một tỷ lệ thời gian thu thập không đổi trong hệ thống điều khiển của EVN (cứ 2s một lần tại các điểm trạng thái, 2s với các giá tr ị tương tự tại máy phát, 5s với các giá trị tương tự khác). Bộ xử lý chủ của trạm sẽ lưu giữ một cơ sở dữ liệu các số liệu quá khứ, ổ cứng đủ lớn để lưu giữ số liệu của ít nhất là 2 năm. Các giữ liệu lưu trữ trong máy chủ có thể truy nhập vào được bằng SQL, ODBC hoặc bất kỳ một công nghệ nào được EVN chấp nhận. Các công cụ đ ược cung cấp sẽ cho phép đ ưa các d ữ liệu ra dưới dạng ASCII hay bất kỳ một dang d ữ lỉệu thích hợp nào khác. Yêu cầu tạo các bản dự phòng ghi trên băng ho ặc trên đ ĩa hay sử dụng một công nghệ thích hợp nào khác để lưu giữ theo chu kỳ các thông tin máy chủ của trạm. Mức 3 - EMS Tất cả các dữ liệu yêu cầu cho mục đích vận hành hay phi vận hành được kết nối với EMS thông qua mối liên kết giao tiếp trên cơ sở IEC870 -5 -101 hoặc ICCP từ máy chủ của trạm hoặc hệ thống tích hợp LAN. Các dữ liệu này bao gồm (không bị giới hạn trong các hạng mục này) : 1. Dòng điện 3 pha máy biến thế 2. Tải 3 pha máy biến thế (kW, kVA, kVar, pf) 3. Điện áp 3 pha máy biến áp 4. Trạng thái sự cố của MBA 5. Dòng điện 3 pha lộ ra 6. Phụ tải 3 pha lộ ra (kW, kVA, kVar, pf)
7. Điện áp 3 pha lộ ra 8. Dòng điện 3 pha máy phát 9. Tải ba pha máy phát 10. Điện áp 3 pha máy phát 11. Trạng thái máy cắt đường dây, 12. Trạng thái cảnh báo thanh cái 13. Trạng thái điều khiển tụ điện 14. Thứ tự các sự kiện 15. Các sự kiện về chất lượng điện năng (chỉ khi các sự kiện xảy ra) Mức 4 - Kho lưu trữ dữ liệu từ xa. Một kho lưu trữ dữ liệu là cần thiết cho việc trợ giúp một cấu trúc trao đổi dữ liệu server -khách hàng ho ặc cấu trúc chung giữa hệ thống tích hợp và những người sử dụng trên mạng WAN của EVN. Điều này cho phép nhiều người sử dụng cùng một lúc truy nhập vào các thông tin được cập nhật chỉ bằng một kênh thông tin đơn lẻ như qua modem - đ iện thoại mà không phải chờ đợi. 4.2 Nhiệm vụ của hệ thống tích hợp Các nhiệm vụ chính của hệ thống tích hợp như sau: 1. Giao tiếp IED 2. Dịch giao thức truyền tin 3. Quản lý thiết bị và IED 4. Trao đổi dữ liệu và trợ giúp điều khiển đối với kho dữ liệu 5. Môi trường trợ giúp cho các ứng dụng của người sử dụng 6. Các ứng dụng cần thiết Nhiệm vụ của hệ thống tích hợp là yêu cầu các thiết bị IED đọc và ghi các sự kiện đ ưa vào kho lưu trữ dữ liệu. Hệ thống tích hợp xử lý các dữ liệu, các yêu cầu điều khiển từ người sử dụng và từ kho dữ liệu bằng việc kết nối qua hệ thống LAN của trạm. Một cách lý tưởng, hệ thống tích hợp phải cung cấp một giao diện chung cho các thiết bị IED từ các nhà cung cấp riêng biệt. Các chức năng sử dụng phổ biến nhất của IED cần phải có một giao diện chuẩn đối với hệ thống tích hợp cho dù nhà cung cấp thiết bị IED là ai. Kho d ữ liệu sẽ sử dụng một dịch vụ truyền tin chuẩn trong dao d iện của mình. Giao diện của kho dữ liệu ho àn toàn độc lập với các thủ tục đ ược sử dụng để kết nối với các thiết bị IED. Việc truy nhập trực tiếp vào bản thân các thiết b ị IED, đ ược xem như một phương sách cu ối cùng, chỉ được áp dụng khi kho dữ liệu hiểu rõ thủ tục của từng nhà cung cấp. Kho d ữ liệu đ ược cập nhật theo cơ chế khi có sự thay đổi giá trị. Một phần chức năng quản lý của hệ thống tích hợp là phải biết các địa chỉ của các thiết bị IED và mọi đ ường dẫn thông tin xen kẽ IED có thể đ ược sử dụng để thực hiện một chức năng nhất định. Hệ thống tích hợp có nhiệm vụ phát hiện thiết bị IED bị hư hỏng. Nhiệm vụ này đòi hỏi hệ thống tích hợp phải biết trạng thái của tất cả các thiết bị IED tại mọi thời điểm. Các thiết bị IED sử dụng cơ chế cập nhật khi giá trị thay đổi phải giao tiếp thường xuyên với HT tích hợp để đảm bảo sự vận hành được liên tục. Trong tương lai, các thiết bị IED có thể làm việc ở chế độ thông báo dữ liệu khi có thay đổi mà không cần phải có yêu cầu .
4.3 Cấu trúc logic hệ thống tích hợp Giao diện người sử dụng Các ứng dụng Ứng dụng Giao diện kho dữ liệu Kho dữ liệu (Tại chỗ hoặc từ xa) Kho d ữ liệu Giao diện bộ xử lý chủ của trạm Bộ xử lý chủ của nhà máy Bộ xử lý chủ của nhà máy Giao diện IED Mạng LAN trong nội bộ nhà máy Các thiết bị điện tử thông minh (IED) Các thiết bị lắp đặt trong hệ thống điện Hệ thống tích hợp phải có cấu trúc như được minh hoạ trên hì nh 3. Mức thấp nhất của cấu trúc là các thiết bị IED, dùng đ ể điều khiển và thu thập số liệu từ các thiết bị lắp đặt trong hệ thống. Lớp tiếp theo của cấu trúc này là bộ xử lý chủ của trạm có nhiệm vụ xác định cấu hình và giao tiếp với của các thiết bị IED, tiện ích công ty và cung cấp dữ liệu cho kho dữ liệu. Kho dữ liệu là m ột cơ sở dữ liệu với các mức độ an toàn cho các mức truy nhập khác nhau của ngươì sử dụng. Tại đỉnh của cấu trúc này là các chương trình ứ ng dụng của EVN sử dụng các dữ liệu của kho dữ liệu . 4.4 Yêu cầu về hệ thống Hệ thống tích hợp tuân thủ theo các tiêu chu ẩn công nghiệp được áp dụng rộng rãi đối với hệ thống mở. Điều này tạo điều kiện nâng cấp hoặc thay thế một phần hoặc toàn bộ hệ thống tích hợp mà không phải phụ thuộc vào một nhà cấp hàng nào đó đ ể thực hiện ho àn chỉnh. Sự tuân thủ theo các tiêu chuẩn của hệ thống mở sẽ tạo điều kiện cho hệ thống tích hợp và các thiết bị IED tại nhà máy điện (do nhiều người cung cấp) trao đổi và chia sẻ các nguồn tài nguyên thông tin. 4.5 Yêu cầu về chức năng Phần này sẽ xác định các chức năng được thực hiện bởi hệ thống tích hợp. Các yêu cầu về chức năng đ ược định nghĩa ở mức cao, trong các mục về chức năng, nhằm tránh sự hạn chế không cần thiết đối với thiết kế hệ thống trong quá trình thực hiện của một nhà sản xuất cụ thể. 4.5.1 Thu thập dữ liệu Hệ thống tích hợp có thể thu thập tất cả phần dữ liệu từ các thiết bị IED đ ược lắp đặt trong trạm. Bên cạnh đó hệ thống còn cung cấp các phương tiện để thu thập các tín
hiệu đầu vào, không có sẵn ở các thiết bị IED, chẳng hạn như các rơ le cơ điện, báo sự cố hệ thống ắc qui trạm, báo khói /báo cháy, các tín hiệu báo động có sự xâm nhập. Hệ thống tích hợp có thể thu nhận các dữ liệu tương tự cũng tốt như thu nhận các tín hiệu trạng thái. Khả năng dự trữ được thiết lập trong chức năng thu thập dữ liệu của hệ thống tích hợp đáp ứng việc quản lý các yêu cầu phát sinh trong tương lai. Khả năng dự trữ thích hợp của hệ thống đ ược cung cấp ngay từ đầu trong bộ xử lý chủ của trạm, đáp ứng yêu cầu thực hiện giao diện với các thiết bị IED, tăng bộ nhớ và khả xử lý trong tương lai. Dữ liệu tương tự Hệ thống tích hợp phải có khả năng thu nhận các dữ liệu tương tự chẳng hạn như đ iện áp, dòng điện, công suất tác dụng và phản kháng trên cả 3 pha của từng thiết bị công su ất. Hệ thống tích hợp cũng phải có khả năng thu nhận thêm các tín hiệu tương tự như nhiệt độ dầu MBA và cu ộn dây, nhiệt độ không khí xung quanh và các đ ại lượng tương tự khác từ các nguồn không phải IED. Hệ thống có thể thu nhận trực tiếp các tín hiệu điện xoay chiều đầu vào tốt như các tín hiệu một chiều mà không cần bộ chuyển đổi. Hệ thống có thể thu nhận đ ược các dữ liệu tương tự có độ phân dải cao đ ể trả lời những phàn nàn về chất lượng điện năng và đánh giá các ho ạt động sửa chữa. Hệ thống tích hợp phải thu nhận các dữ liệu từ các thiết bị IED và các thiết bị vào /ra (I/O). Việc yêu cầu dữ liệu từ thiết bị IED đ ược tiến hành liên tục từ 2 đến 5s (tương tự như yêu cầu thông tin EMS từ các nhà máy). Để giảm số dữ liệu đ ược truyền ra các hệ thống b ên ngoài, nguyên tắc thông báo khi thay đổi giá trị đ ược áp dụng trong quá trình truyền dữ liệu. Với nguyên tắc này, các giá tr ị tương tự sẽ đ ược truyền đi khi giá trị bị thay đổi một cách đáng kể. Mỗi giá trị sẽ được lưu trữ hoặc truyền đi theo chu kỳ (VD : một lần trong 1h) thậm chí ngay cả khi không có một sự thay đổi đ áng kể nào được phát hiện ("sự kiểm tra tình trạng toàn vẹn của thiết bị"). Độ chính xác của các tín hiệu tương tự của hệ thống tích hợp yêu cầu 1%. Các thông tin tín hiệu tương tự tối thiểu được yêu cầu như sau : Thông tin về máy phát GT1 và GT2 1. Các dòng đ iện ABCN (Cường độ và góc pha) 2. Điện áp các pha ABC 3. Công suất tác dụng 4. Công suất phản kháng 5. Tần số 6. Sản lượng MWh và MVarh Thông tin về máy biến áp GT1 và GT2 1. Các dòng đ iện ABCN hai phía (Cường độ và góc pha) 2. Điện áp các pha ABC hai phía 3. Công suất tác dụng hai phía 4. Công suất phản kháng hai phía 5. Vị trí nấc phân áp
Thông tin về ngăn lộ đ ường dây 500 kV ra: 1. Dòng điện các pha ABCN (cường độ và góc pha) 2. Công suất tác dụng 3. Công suất phản kháng 4. Điện áp Thông tin về thanh cái 1. Điện áp thanh cái 5 00 kV 2. Điện áp thanh cái phía máy phát 3. Tần số Các đại lượng đ ược đo, được hiển thị bao gồm độ lớn, góc pha của dòng đ iện 3 pha (đơn vị Ampe), điện áp pha -đ ất (tính bằng Volt), điện áp pha -pha (tính băng volt), công su ất tác dụng và công su ất phản kháng của từng pha và của cả 3 pha (tính bằng MWs và MVArs), giá trị dòng điện phụ tải đỉnh. Dữ liệu trạng thái Hệ thống tích hợp sẽ thu nhận các chỉ thị trạng thái sẵn có cũng như các thông tin cần thiết để xác định trạng thái của thiết bị điện. Hệ thống tích hợp sẽ quét các tín hiệu trạng thái đầu vào ít nhất 1 lần trong 1s và sẽ thông báo tất cả các điểm thay đổi trạng thái trên cơ sở loại trừ (có nghĩa là chỉ khi nào trạng thái đầu vào thay đ ổi trạng thái). Các thông tin tín hiệu trạng thái tối thiểu được yêu cầu như sau: 1. Tín hiệu trạng thái máy cắt, dao cách ly, dao tiếp địa của ngăn lộ máy phát, ngăn máy biến áp, các ngăn lộ đường dây 2. Tín hiệu tác động của hệ thống rơ le bảo vệ chính và d ự phòng của các ngăn lộ máy phát, các ngă n máy biến áp, các ngăn đường dây. 3. Tín hiệu trạng thái của hệ thống nguồn xoay chiều AC, một chiều DC và các tín hiệu chung của nhà máy. 4. Tín hiệu phân quyền điều khiển giữa các mức tại chỗ, từ xa, giám sát và tín hiệu p hân quyền điều khiển giữa nhà máy/ CRLDC/NLDC Thông tin về trình tự của các sự kiện (SOE) Hệ thống tích hợp phải có khả năng gắn nhãn thời gian cho các sự kiện trong trạm, chẳng hạn như tín hiệu cắt của rơ le hay cảnh báo, tạo ra các bản thông báo ghi trình tự các sự kiện gắn liền với thời gian xảy ra. Độ phân dải của nhãn thời gian đủ để xác đ ịnh trình tự thực tế xảy ra của các sự kiện như thời điểm khởi động rơ le, thời điểm mở máy cắt. Một chu trình nhỏ (1 -10ms) của tiến trình sự kiện và sự đồng bộ thời gian giữa nhà máy điện là không cần thiết cho việc phân tích hệ thống phân phối. Hệ thống tích hợp thu thập các dữ liệu SOE từ mỗi thiết bị IED và các thiết bị vào ra trực tiếp RTU và phải tạo ra danh sách các sự kiện từ tất cả các thiết bị IED theo trình tự thời gian thực. Một phương tiện phải được cung cấp để đồng bộ thời gian gán cho dữ liệu SOE của các thiết bị IED tại nhà máy. Các dữ liệu dạng sóng
Hệ thống phải có khả năng hiển thị các dữ liệu sự cố, dao động hệ thống d ưới dạng đồ hoạ. Hệ thống phải bao gồm các công cụ giúp việc phân tích d ữ liệu, chẳng hạn p hân tích thành phần hài. Nó phải có khả năng hiển thị giá trị tại bất kỳ điểm lựa chọn nào trên đồ thị dạng sóng dưới dạng số. Các thông tin về sự cố và chất lượng điện năng Hệ thống tích hợp phải thu nhận các thông tin cần thiết để phân tích các sự cố hệ thống, chẳng hạn như các bản ghi trình tự sự kiện, các dạng sóng đồ hoạ,... Nó có thể chuyển các thông tin về sự cố và chất lượng điện năng theo yêu cầu tới các địa điểm đ ược chỉ định (VD phòng rơ le) đ ể phân tích tiếp theo. Hệ thống phải ghi nhận dữ liệu sự cố trên cả 3 pha. Những người sử dụng trước tiên các thông tin sự cố là các k ỹ sư tính toán đ ộ tin cậy hệ thống phân phối và các k ỹ sư tính toán chất lượng điện năng. Các kỹ sư tính toán b ảo vệ cũng sử dụng các dữ liệu này để chu ẩn đoán sự hoạt động của hệ thống bảo vệ. Công việc bảo dưỡng cũng quan tâm đến các thông tin về hài do sự tập trung trên một phạm vi rộng các thiết bị phân phối và tụ bù. Các d ữ liệu về sự cố được xử lý, chẳng hạn như định vị điểm sự cố và cường độ ước tính, là mối quan tâm của những người vận hành hệ thống. Các thông tin gắn với thời gian đ ược yêu cầu như sau: 1. Cảnh báo về méo do hài (THD) 2. Sự tăng giảm điện áp 3. V, A, f với cấp chính xác 0.2 4. W, VAr (+/-) với cấp chính xác 0.2 5. Wh, VArh (+/-)cấp chính xác 0 .2 Khả năng truy nhập vào các thiết bị IED Khi cần thiết, hệ thống tích hợp phải cung cấp một mạch liên kết ảo cho mỗi thiết bị IED được nối vào hệ thống cho phép một đối tượng truy nhập vào các thiết bị này một các riêng rẽ. Mạch ảo này này cho phép đối tượng chỉ thị và thu nhận các trả lời từ các thiết bị IED giống như khi kết nối trực tiếp với chúng. Khi vận hành ở chế độ này, hệ thống tích hợp sẽ không dịch các chỉ thị đ ưa tới hoặc trả lời của các thiết bị IED. 4.5.2 Điều khiển Hệ thống tích hợp phải có khả năng liên kết các chức năng điều khiển của các hệ thống điều khiển riêng rẽ và các b ộ điều khiển logic có thể lập trình được (PLC). Hệ thống tích hợp phải được sử dụng để thực hiện các chức năng điều khiển không giới hạn thời gian như điều khiển bộ chuyển nấc máy biến áp, điều khiển điện áp và tụ bù và các chức năng tương tự khác. Hệ thống không đ ược sử dụng để thực hiện các chức năng điều khiển có giới hạn thời gian như lo ại trừ sự cố. Các chức năng giới hạn thời gian như vậy sẽ được thực hiện trực tiếp bởi các thiết bị rơ le bảo vệ, độc lập với hệ thống tích hợp. Hệ thống điều khiển phải kết nối với hệ thống DCS của nhà máy thông qua giao thức IEC60870-5 -104 ho ặc TCP/IP Hệ thống tích hợp phải có khả năng thực hiện các logic điều khiển phức tạp để thực hiện các chức năng điều khiển trạm như khoá bộ chuyển đổi, cân bằng tải, điều khiển đ iện áp. Các thuật toán điều khiển phải đ ược thực hiện bằng 1 ngôn ngữ lập trình bậc cao tiêu chuẩn (như C ++...), lập trình lôgic kiểu bậc thang hoặc một loại ngôn ngữ lập trình b ậc cao khác.
Trong các trạm mới, các điều khiển tự động tại trạm (VD đóng lặp lại, điều khiển không có điện áp) sẽ đ ược thực hiện bởi các rơ le bảo vệ IED hoặc các bộ điều khiển lập trình logic (phụ thuộc vào mức độ phức tạp của các điều khiển). Không nhất thiết đòi hỏi phải có dự phòng cho các điều khiển tự động; Tuy nhiên không cho phép b ất cứ một sự cố tại một điểm đơn lẻ nào được phép làm vô hiệu hoá hệ thống điều khiển tại chỗ và hệ thống SCADA. Điều khiển trực tiếp Bên cạnh các thao tác điều khiể n được thực hiện thông qua các thiết bị IED, hệ thống tích hợp phải có khả năng thực hiện các điều khiển trực tiếp ở đầu ra. Hệ thống tích hợp phải bao gồm các cổng ra điều khiển tức thời và các cổng ra điều khiển có giữ trạng thái. Mỗi đầu ra điều khiển tức thời sẽ tạo ra một xung có độ d ài đủ lớn để có thể tác động chắc chắn đến đối tượng được điều khiển. Các đầu ra điều khiển có giữ trạng thái sẽ duy trì trạng thái ban đầu cho đến khi có lệnh thay đổi trạng thái cổng ra. Các đ ầu ra điều khiển tức thời và điều khiển có giữ trạng thái là hai lo ại cơ bản trong số các loại đầu ra có điều khiển như sau: Điều khiển bật tắt hoặc đóng/mở thiết bị . Hệ thống tích hợp phải có khả năng thực hiện các thao tác điều khiển bật tắt sử dụng cặp đầu ra điều khiển. Điều khiển tăng giảm Hệ thống tích hợp phải có khả năng thực hiện các tác động điều khiển tăng giảm sử dụng cặp tiếp điểm đầu ra. Một tiếp điểm đầu ra thực hiện tác động tăng, đầu ra thứ hai thực hiện tác động giảm. Điều khiển điểm Hệ thống tích hợp phải chấp nhận các lệnh điều khiển điểm, sau đó đ ưa ra các lệnh thích hợp dạng tương tự hoặc số để đạt được điểm đặt mong muốn. Điều khiển có xác nhận trước khi thực hiện Các lệnh điều khiển thao tác bằng tay tại chỗ từ hệ thống tích hợp tại nhà máy điện hay từ xa thông qua chức năng SCADA của hệ thống tích hợp phải đi kèm với một thủ tục lựa chọn trước khi thực hiện (SBO). Thủ tục này nhằm bảo vệ và ngăn ngừa các tác động nhầm lẫn do thao tác điều khiển không mong muốn. Thủ tục SBO phải kiểm tra xem thiết bị đ ược lựa chọn có đúng không thông qua tín hiệu phản hồi từ một chỉ thị phần cứng tại thiết bị được lựa chọn. Người sử dụng sau đó phải có khả năng tiếp tục thực hiện hay huỷ bỏ thao tác yêu cầu. Đối với tất cả các thao tác điều khiển, ngoại trừ các điều khiển kiểu tăng /giảm, việc lựa chọn thiết bị phải được tự động huỷ bỏ khi thao tác điều khiển kết thúc. Đối với các lệnh tăng giảm, không cần thiết lựa chọn lại thiết bị được điều khiển cho mỗi bước trong chuỗi xung tăng giảm. Lệnh lựa chọn thiết bị phải đ ược truyền đ i từ b àn điều khiển từ xa hoặc giao diện người sử dụng tại chỗ. Chỉ thị và điều khiển tại chỗ Giao diện người sử dụng của hệ thống tích hợp phải cho phép cho nhân viên nhà máy đ iện thực hiện đóng mở hoặc các thao tác điều khiển khác từ nhà điều khiển nhà máy đ iện đặt cách xa thiết bị được điều khiển. Các cơ cấu điều khiển đóng cắt và chỉ thị kiểu cơ điện truyền thống được trợ giúp bởi logic điều khiển cứng bắt buộc phải đ ược áp dụng để làm d ự phòng cho hệ thống tích hợp. Hệ thống điều khiển tại chỗ phải cho p hép điều khiển tất cả các thiết bị điện trong nhà máy và các lộ phân phối có liên quan. Các thiết bị có thể điều khiển bao gồm:
máy cắt, các bộ điều chỉnh điện áp xuất tuyến và trạm biến áp, các bộ chuyển nấc máy biến áp, các ngăn tụ bù của trạm và các lộ ra, các bộ đóng lặp lại đường dây và các thiết bị tương tự khác. Hệ thống điều khiển kiểu truyền thống này có thể được lắp đ ặt ngay cạnh thiết bị được điều khiển. Các thông tin tín hiệu trạng thái tối thiểu được yêu cầu như sau: 1. Tín hiệu điều khiển máy cắt, dao cách ly của ngăn lộ máy phát, ngăn máy biến áp, các ngăn lộ đường dây 2. Tín hiệu điều khiên tăng giảm công suất tổ máy, tín hiệu điều khiển thay đổi vị trí nấc phân áp 4.5.3 Mặt bằng ứng dụng Hệ thống tích hợp phải thực hiện các chức năng điều khiển tự đ ộng trên các thiết bị hệ thống điện trên cơ sở các tín hiệu trạng thái và tương tự đầu vào được thu nhận bởi hệ thống. Khả năng này phải đ ược sử dụng để cung cấp các chức năng điều khiển tự động khó hoặc không sẵn sàng cho việc thực hiện bằng logic cứng hay không sẵn có trong các thiết bị IED hiện có trên thị trường. Trong các trạm mới hệ thống điều khiển tự động tại chỗ (VD đóng lặp lại) phải được thực hiện bởi các thiết bị IED hoặc PLC phụ thuộc vào mức độ phức tạp của trạm và các thiết bị đ ược điều khiển.Trong các ứng dụng nâng cấp các rơ le cơ điện có thể vẫn được giữ lại. Không đ òi hỏi phải có dự phòng cho các chức năng điều khiển tự động, tuy nhiên không cho phép b ất kỳ một sự cố đơn lẻ nào được phép làm mất tác dụng của chức năng điều khiển tại chỗ và hệ thống SCADA. Hệ thống tích hợp bao gồm các chức năng điều khiển tự động sau đây: Chuyển lộ ra Chức năng này tương tự như chức năng tự động chuyển tải của máy biến áp, trong đó, trong trường hợp máy biến áp bị sự cố hoặc thanh cái phía cao thế hoặc phía điện áp thấp bị sự cố, chuyển đổi lộ ra được thực hiện thông qua việc đóng cầu dao liên lạc thanh cái phía điện áp thấp. Cầu dao liên lạc phía điện áp thấp hoặc máy cắt được ghép nối sẵn giữa 2 thanh cái. Bảo vệ quá dòng máy biến áp được sử dụng làm bảo vệ dự phòng cho máy cắt lộ ra trong trường hợp bị trục trặc không cắt khi có sự cố. Bảo vệ quá dòng máy biến thế làm việc không cho phép thực hiện chuyển đổi lộ ra. Thay đổi nấc máy biến áp Các chức năng liên quan đ ến bộ chuyển nấc dưới tải của máy biến áp bao gồm: điều chỉnh điện áp trong giới hạn có đặt thời gian trễ; Bộ giám sát vị trí nấc với các cảnh b áo vi phạm ngưỡng trên và ngưỡng d ưới; Bộ giảm áp (Sơ đồ được thực hiện bằng lệnh SCADA cưỡng bức điều chỉnh điện áp) để hạ thấp điện áp thanh cái; Các thao tác điều khiển từ xa. Thời gian chạy của mô tơ chuyển nấc MBA cần phải đ ược giám sát. Chức năng Lockout cho lệnh cắt Các chức năng cắt và không đóng lặp lại được yêu cầu để cách li các thiết bị sự cố trong trạm. Ví dụ, sau khi sự cố do bảo vệ so lệch và rơ le gaz máy biến thế tác động, sự cố do bảo vệ so lệch thanh cái tác động, do sự cố hỏng hóc máy cắt, khi đó việc chuyển đổi cũng như mạch cắt lộ ra bị khoá. Có một số trường hợp khi cầu dao MOS (dao cách li đ ược vận hành bằng mô tơ), ở p hía điện áp cao của máy biến áp bị sự cố, tách máy biến áp ra. Khi MOS mở, các
tiếp điểm 89/a tách mạch cắt máy biến thế phía điện áp cao và tiếp điểm 89/b nối tắt mạch liên động cho phép đóng lặp lại. Sa thải phụ tải khẩn cấp Chức năng điều khiển từ xa rơ le khoá tần số thấp được yêu cầu nhằm sa thải phụ tải trong các trường hợp khẩn cấp. Bộ giám sát nhiệt độ máy biến áp Cần phải có một bộ giao diện với bộ giám sát nhiệt độ máy biến thế với 3 cấp đặt khác nhau: giá tr ị đặt đầu tiên để khởi động cấp độ thứ nhất quạt làm mát và/hoặc bơm dầu, giá trị đặt thứ hai để khởi động cấp độ thứ 2 quạt làm mát và/hoặc bơm d ầu, giá trị đặt thứ 3 để khởi động hệ thống chỉ thị và báo động từ xa. Cảnh báo này đ ược gọi là " cảnh báo máy biến áp chính ". Yêu cầu phải có mô đun phần mềm tính toán Hot Spot (điểm nóng). Điều khiển Volt /VAr Hệ thống tích hợp phải có khả năng điều khiển bộ chuyển nấc máy biến thế, các bộ đ iều chỉnh, và các ngăn tụ bù đặt tại lộ ra và đặt tại trạm nhằm điều chỉnh điện áp và công cu ất phản kháng. Việc tự động đóng cắt các ngăn tụ bù d ựa trên dòng công su ất p hản kháng thu nhận đ ược, các điều kiện điện áp và các thông tin khác phải được cung cấp. Người vận hành phải được phép điều khiển từ xa bằng tay các thiết bị này. Các bộ tụ tại từng trạm sẽ được đóng cắt theo thứ tự đ ược xác định trong liệt kê thứ tự tụ bù được đưa vào (download) hệ thống tích hợp. Hệ thống tích hợp sẽ thay thế việc điều khiển các ngăn tụ tại chỗ. Hệ thống tích hợp phải tiến hành các kiểm tra theo chu k ỳ khả năng đáp ứng của các ngăn tụ bù trong những khoảng thời gian thấp đ iểm và sẽ xác định những ngăn tụ nào không đạt như dự định. Trong qúa trình kiểm tra này, dòng công suất phản kháng chạy qua 3 pha sẽ được giám sát để kiểm tra xem các tụ đ ược đóng cắt và vận hành có đúng không. Chức năng đ iều khiển điện áp phụ thuộc vào hệ thống tích hợp trạm, và d ự phòng cho chức năng này là không cần thiết. 4.5.4 Xử lý tín hiệu cảnh báo Một số cảnh báo tại trạm có thể đ ược nhóm lại với nhau, có nghĩa là b ất kỳ một điểm nào trong nhóm thay đổi trạng thái sang trạng thái cảnh báo thì điểm trạng thái của cả nhóm cũng thay đổi trạng thái sang trạng thái cảnh báo. Khi nhân viên vận hành tại trạm hoặc một nhân viên được cử đến trạm, anh ta có thể biết rõ đ iểm nào gây nên trạng thái cảnh báo cho nhóm. Một vài chức năng lọc tín hiệu cảnh báo có thể thực hiện đ ược trong hệ thống tích hợp trạm. Một trong số các chức năng chính của hệ thống tích hợp trạm là xử lý các dữ liệu tương tự và các dữ liệu trạng thái của thiết bị để xác định xem các điều kiện cảnh báo có tồn tại hay không. Sau khi phát hiện điều kiện cảnh báo, hệ thống tích hợp sẽ chuyển thông tin cảnh báo tới từng cá nhân hay các đơn vị có trách nhiệm xử lí những tín hiệu cảnh báo này. Các điều kiện cảnh báo được giám sát bởi hệ thống tích hợp bao gồm các tín hiệu cảnh báo vận hành, chẳng hạn như sự cố hay quá tải thiết b ị, mất điện khách hàng, các tín hiệu báo thời điểm bảo dưỡng, chẳng hạn như các ngăn tụ bù kiểm tra thấy sự cố hay hệ thống tích hợp hoặc các thiết bị IED kiểm tra p hát hiện hư hỏng. Tất cả các tín hiệu cảnh báo của trạm đều có sẵn trên hệ thống tích hợp và có thể hiển thị thông qua giao diện với người sử dụng. Với mức yêu cầu tối thiểu, hệ thống tích hợp phải bao gồm các chức năng xử lý tín hiệu cảnh báo sau:
1. Xử lý các dữ liệu tương tự và dữ liệu trạng thái "thô" để xác định các điều kiện cảnh báo có thể. 2. Thực hiện chức năng lọc tín hiệu cảnh báo để xác định liệu tín hiệu cảnh báo là đúng hay không trong những điều kiện của hệ thống, gán mức độ ưu tiên của cảnh báo trong dải từ mức ưu tiên cao đến mức chỉ cung cấp thông tin. 3. Nhóm dữ liệu liên quan tới một điều kiện cảnh báo đơn lẻ đ ược nhận biết bởi một thiết bị nhận biết đơn lẻ để tránh lặp nhiều chỉ thị tương ứ ng với cùng một đ iều kiện cảnh báo. 4. Phổ b iến các thông tin cảnh báo tới những người sử dụng thích hợp trong hệ thống tại các địa điểm khác nhau, chẳng hạn như các trung tâm điều độ . Đồng thời đ ưa trực tiếp các tín hiệu cảnh báo tới các bàn điều khiển trong trung tâm đ iều khiển là nơi có trách nhiệm xử lý các tín hiệu này. 5. Cần làm nổi bật thông tin cảnh báo trên tất cá các màn hiển thị của hệ thống tích hợp có chứa phần tử bị sự cố. 6. Ghi lại cảnh báo trong cơ sở dữ liệu quá khứ của hệ thống tích hợp. 7. Tự động nhắn cảnh báo đến nhân viên có trách nhiệm. Hệ thống phải có khả năng tự động cấm bất kỳ một cảnh báo nào trên cơ cở các điều kiện trực tuyến của hệ thống (Các cảnh báo "theo luật"). Các bộ lọc quá trình xử lý cảnh báo phải được cung cấp, cho phép quá trình xử lý logic của các cảnh báo sử dụng các phép logic Boolean và thời gian trễ trước khi chúng được chuyển tới người nhận. Một tập hợp các hàm logic Boolean và các hàm số học luôn có sẵn trong hệ thống tích hợp để thực hiện các thao tác trên các biến của hệ thống tích hợp nhằm xác đ ịnh xem cảnh báo có đúng không trong những điều kiện hiện tại của hệ thống. Người ta cũng có thể cấm bằng tay các cảnh báo được lựa chọn. Hệ thống tích hợp phải cung cấp đủ thông tin tạo điều kiện cho người vận hành hệ thống xác định kiểu và mức độ ưu tiên của cảnh báo mà không làm cho người vận hành cảm thấy mệt mỏi với qua nhiều chi tiết. Khởi đầu, người vận hành sẽ nhận đ ược một tín hiệu cảnh báo chỉ rằng có 1 sự kiện cảnh báo đơn (nghĩa là không muốn người vận hành hệ thống phải chịu quá nhiều tín hiệu báo sự cố cho một sự kiện đơn lẻ). Tuy nhiên, người vận hành hệ thống có thể yêu cầu bổ sung các mức độ chi tiết cho bất kỳ tín hiệu cảnh báo nào (Phải có khả năng "khoan sâu" vào trong cảnh báo đ ể xác định nguồn gốc). Các cảnh báo phải được nhóm lại theo các nhóm đối tượng sử dụng (vận hành, viễn thông, bảo d ưỡng, công nghệ,...) và theo lo ại thiết bị (Máy biến áp, máy cắt, tụ bù, các trục trặc /hỏng hóc rơ le,...). Các tín hiệu sự cố đ ược thông báo tới các bộ phận thích hợp. Ví dụ, một sự thay đổi trạng thái của máy cắt không phải do điều khiển sẽ đ ược thông báo tới người vận hành hệ thống. Tuy nhiên, bộ phận bảo d ưỡng hay bộ p hận đo lường sẽ được thông báo nếu giá trị đọc của 2 đồng hồ đo là không giống nhau. Các cảnh báo phải được phân cấp ưu tiên thành các tín hiệu cảnh báo ưu tiên "cao" hoặc ưu tiên "thấp". Các tín hiệu ưu tiên cao sẽ đ ược công bố với cách thức thu hút nhiều sự chú ý hơn các tín hiệu ưu tiên thấp. Các tín hiệu ưu tiên thấp không được nhận biết hoặc trả lời ngay sẽ được nâng lên thành tín hiệu ưu tiên cao sau một kho ảng thời gian nhất định. Các bộ lọc tiền xử lý cảnh báo và việc phân nhóm cảnh báo theo chức năng sẽ tạo khả năng chuyển đổi dễ dàng thích ứng với những thay đổi về tổ chức.
Một số các tín hiệu cảnh báo phải đ ược xác định trước như là "tín hiệu cảnh báo bất ngờ".Tín hiệu cảnh báo bất ngờ là các tín hiệu quan trọng đòi hỏi sự bám sát hiện trường và điều phối của nhân viên trạm để điều tra và/ho ặc tiến hành sửa chữa trên thiết bị liên quan tới cảnh báo bất ngờ. Hệ thống tích hợp phải có chức năng quản lý tín hiệu cảnh báo bất ngờ để lưu trữ thông tin liên quan tới từng cảnh báo bất ngờ, b ao gồm: 1. Thời gian và ngày tháng năm của cảnh báo 2. Mô tả cảnh báo 3. Khu vực vào d ữ liệu bằng tay các bản thông báo cảnh báo bất ngờ, gồm có tên của người điều hành, mô tả cảnh báo được phát hiện, hoạt động sửa chữa đ ã đ ược tiến hành, thời gian và ngày tháng năm thiết bị đ ược phục hồi đưa vào sử dụng,... Chức năng yêu cầu thông tin về cảnh báo bất ngờ phải được cung cấp, nó cho phép cho người sử dụng yêu cầu các thông tin quá khứ về các cảnh báo bất ngờ tương tự xảy ra trước đây. 4.5.5 Xử lý dữ liệu Một số chức năng lọc dữ liệu, chuyển đổi và xử lý dữ liệu (Các tính toán cho các b iến dữ liệu hoặc cho các ứng dụng chẳng hạn như tự động hệ thống phân phối) sẽ đ ược yêu cầu tại chỗ trong hệ thống tích hợp trạm. Một cơ sở d ữ liệu tại chỗ đ ược yêu cầu để chứa các dữ liệu quá khứ và hiện thời (tương tự như trong RTU). Các cơ sở dữ liệu khác cùng loại trong cấu trúc của EVN, tách rời khỏi hệ thống tích hợp, không bao hàm trong phạm vi của hệ thống tích hợp, tuy nhiên giao diện và sự trao đổi dữ liệu giữa hệ thống tích hợp và những người sử dụng khác trong EVN phải đ ược cân nhắc tới. Việc xem xét nhu cầu trao đổi dữ liệu trực tiếp giữa các hệ thống tích hợp không thông qua cơ sở dữ liệu của Tổng công ty là rất quan trọng. Cơ sở dữ liệu có thể đ ược phân cấp hoặc phân phối như m ột cấu trúc khách hàng -server tu ỳ thuộc vào nhu cầu của EVN. Hệ thống tích hợp phải trợ giúp các dạng sau đây cho quá trình xử lý dữ liệu: 1. Các dữ liệu tương tự được quét vào 2. Các dữ liệu trạng thái được quét vào 3. Các dữ liệu luỹ kế theo thời gian 4. Các dữ liệu tương tự được tính toán 5. Các dữ liệu trạng thái được tính toán 6. Các dữ liệu không phải đo xa 7. Cơ sở dữ liệu Hệ thống tích hợp phải có khả năng tính toán các biến "dẫn xuất" trên cơ sở các giá trị đầu vào tức thời được thu nhận bởi hệ thống. Ví dụ, Các chỉ thị sự mất cân bằng của dòng đ iện và công suất phản kháng các pha sẽ đ ược tính toán. Các biến dẫn xuất sẽ nhận được quá trình xử lý tương tự như các tín hiệu quét đầu vào. Điều này có nghĩa là nó có thể so sánh từng biến dẫn xuất với các giới hạn cảnh báo, hiển thị và ghi các giá trị của các biến đo dẫn xuất và các chức năng tương tự khác. Hệ thống sẽ b ao gồm các hàm logic và số học có thể đ ược sử dụng để thực hiện các tính toán.
4.5.6 Cơ sở dữ liệu 4.5.6.1 Cơ sở dữ liệu logic Cơ sở dữ liệu trực tuyến Cơ sở dữ liệu trực tuyến phải là một bộ phận tích hợp của phần mềm phát triển giao d iện nhà máy. Việc xây dựng cơ sở dữ liệu bao gồm việc định nghĩa một cấu trúc cơ sở dữ liệu khởi đ ầu, tạo cấu trúc với nội dung khởi đầu và xem xét lại cấu trúc khi cần thiết. Việc b ảo trì cơ sở dữ liệu bao gồm việc bổ sung thêm các nội dung cơ sở dữ liệu mới và thay đ ổi các nội dung hiện tại. Công cụ xây dựng và bảo trì cơ sở dữ liệu của nhà cấp hàng phải cho phép việc xây dựng và bảo trì tất cả các phần của cơ sở dữ liệu cấu thành hệ thống tích hợp. Việc thực hiện các nhiệm vụ xây dựng và b ảo trì phải đ ược tiến hành thông qua các máy tính cá nhân của người sử dụng tại chỗ cũng như các máy tính kết nối từ xa với các đặc quyền thích hợp theo kiểu tương tác. Việc nhập dữ liệu phải sử dụng hệ thống thuật ngữ và các định dạng dữ liệu theo định hướng người sử dụng hơn là đ ịnh hướng chương trình. Tất cả các dữ liệu đưa vào phải đ ược kiểm tra tính hợp lý, tính hiệu lực trước khi được chấp nhận. Việc sử dụng đạt hiệu quả cao nhất phải được tạo ra bằng các menu lựa chọn, các hộp hội thoại, các hộp danh sách, và con trỏ vào dữ liệu. Trong các thao tác thay đổi kiểu, các giá trị cũ sẽ được hiển thị trong mối liên hệ với yêu cầu cho giá trị mới. Tất cả sự thay đ ổi phải được duy trì trong nhật ký. Bản ghi nhật ký phải có khả năng hiển thị trên màn hình giao d iện của máy tính cá nhân của người sử dụng và có thể in ra đ ược khi có yêu cầu. Việc tồn tại của các điều kiện cập nhật liên tục bao trùm lên hầu hết các ứng dụng đ ặc biệt của logic lập bảng để thực hiện tất cả các chương trình ứng dụng. Không yêu cầu thay đổi đối với logic chương trình, logic tự động hay các logic khác khi cập nhật /b ảo trì cơ sở dữ liệu. Thêm nữa, phần mềm dịch vụ cập nhật số liệu bản thâ n nó phải đ ược lập bảng và được môđun hoá trong cấu trúc, cho phép dễ d àng thay đ ổi để hợp nhất các dạng dữ liệu mới hay truyền thống. Cơ sở dữ liệu cũng phải có khả năng thực hiện các chức năng nêu trên thông qua các phương tiện đọc đĩa từ, đọc đĩa laser có thể tháo rời, và/hoặc bộ nhớ RAM, trong môi tr ường ở chế độ tự hành, cho những thay đ ổi với qui mô lớn. Hệ thống cơ sở dữ liệu quá khứ - Historical Information Subsystem (HIS) HIS phải có chức năng theo dõi các thông tin đến, thực hiện các tính toán trên một số d ữ liệu. lưu giữ các dữ liệu đến và các kết quả tính toán vào bộ nhớ đọc /ghi chính. Khi ở trong bộ nhớ chính, các thông tin sẽ là đ ối tượng cho việc sửa đổi và soạn thảo đ ược tiến hành bởi những người được phép sử dụng tại chỗ hoặc từ xa. HIS phải thu thập các dữ liệu tính toán hoặc đo xa của từng thiết bị (tín hiệu trạng thái, tương tự và tích lu ỹ xung) đảm bảo yêu cầu về cấp chính xác ở tốc độ thu nhận d ữ liệu tối thiểu như sau: 1. 5 giây /lần 2. 1 phút /lần 3. 5 phút /lần 4. Hàng giờ 5. Hàng ngày Việc gán từ ng điểm riêng rẽ hoặc các nhóm điểm vào các chu kỳ thu nhận dữ liệu nêu trên phải được thực hiện thông qua việc soạn thảo cơ sở dữ liệu. HIS phải có khả
năng thu thập trực tuyến các tệp dữ liệu quá khứ để chuyển vào các phương tiện lưu trữ có thể tháo rời, như đĩa quang hay băng từ. Tất cả các dữ liệu phải được cất giữ với các yêu cầu cấp chính xác tương ứ ng.Hệ quản trị phải có khả năng soạn thảo một giá trị bất kỳ trong cơ sở dữ liệu quá khứ. Cơ sở dữ liệu HIS phải là kiểu quan hệ và được bảo trì bởi một hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ do một nhà cung cấp hiện có trên thị trường như Oracle, Sybase ,... và độc lập với phần mềm giao diện người -máy. Dữ liệu trong cơ sở dữ liệu HIS phải truy cập được bằng việc sử dụng tiêu chu ẩn SQL mới nhất cho việc truy cập cơ sở dữ liệu quan hệ. Cơ sở dữ liệu HIS phải cho phép thực hiện các tính toán định trước trên b ất kỳ dữ liệu thu thập đ ược vào các chu kỳ nhất định. Ngoài ra nó còn cho phép thực hiện các tính toán trên các dữ liệu đã được tính toán trước đó và trên các hằng số. Hệ thống phải có khả năng lưu trữ số liệu, về điện áp trung bình máy biến thế, công suất phản kháng và dòng điện ghi đ ược sau từng phút, trong khoảng thời gian 2 năm. Mỗi thiết bị IED có thể cung cấp hàng trăm điểm thu nhận dữ liệu, và như vậy khi số thiết bị IED ở từng trạm và số trạm đ ược tự động hoá tăng lên sẽ gây ra vấn đề về quản lý dữ liệu. Vì vậy việc lọc dữ liệu tại giao diện IED cũng như trong bộ xử lý trung tâm của trạm là hết sức cần thiết. 4.5.6.2 Kho dữ liệu chung từ xa Hệ thống tích hợp phải cung cấp một kho dữ liệu chung cho những người sử dụng trong phạm vi nhà máy, các trung tâm đ iều độ, trung tâm phát điện. Kho d ữ liệu này cho phép những người sử dụng truy cập dữ liệu trong khi vẫn đảm bảo duy trì một "bức tường lửa" (fire wall) đối với các chức năng vận hành và điều khiển của nhà máy. 4.5.7 Đồng bộ thời gian Thời gian đồ ng hồ của hệ thống tích hợp tại nhà máy sẽ được duy trì với sai số trong kho ảng 1ms so với thời gian GPS. Để làm được điều đó, hệ thống phải bao gồm 1 khối tham chiếu thời gian (TRU-Time Reference Unit) ở nhà máy để cung cấp tín hiệu thời gian cho hệ thống tích hợp và được đồng bộ theo thời gian vệ tinh GPS. Hệ thống tích hợp phải bao gồm anten của TRU cộng thêm tất cả các phần cứng cần thiết để hỗ trợ và điều chỉnh /cố định anten này. Hệ thống tích hợp cũng bao gồm cả cáp, các bộ nối, các bộ lặp lại (các bộ khuyếch đại trên đường dây) và các thiết bị cần thiết khác cho việc truyền tín hiệu thời gian từ TRU. Các dạng mã thời gian thông dụng do TRU phát ra là IRIG B122 hay BITS. Trong khoảng thời gian khi không liên lạc được với có vệ tinh, sai số thời gian phát ra không được vượt quá 100ms trong một giờ. TRU còn có 1 màn hình hiển thị chữ và số để biểu thị thời gian, trạng thái kết nối vệ tinh và các tham số cài đặt khác. Một b àn phím được gắn lên mặt trước của khối tham chiếu thời gian dùng đ ể nhập các tham số khởi động cần thiết. Hệ thống EMS của các Trung tâm Điều độ hiện không cung cấp SOE, tuy nhiên hệ thống tích hợp sẽ có thể cung cấp EMS SOE trong tương lai.