Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Tích hợp hệ thống GIS/SCADA/DMS gia tăng hiệu quả hoạt động lưới điện phân phối

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:155

Thêm vào BST

Báo xấu

54
lượt xem 8
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là tìm hiểu hiện trạng các hệ thống SCADA và GIS tại Tổng Công Ty Điện Lực Tp HCM; Nghiên cứu các giao thức trong hệ thống SCADA; Nghiên cứu các kiểu dữ liệu trong hệ thống GIS; Nghiên cứu các phương pháp lập trình Web Service; Tích hợp hệ thống GIS/SCADA/DMS.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Tích hợp hệ thống GIS/SCADA/DMS gia tăng hiệu quả hoạt động lưới điện phân phối

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM --------------------------- VÕ TRỌNG HÙNG TÍCH HỢP HỆ THỐNG GIS/SCADA/DMS GIA TĂNG HIỆU QUẢ HOẠT ĐỘNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành : Kỹ Thuật Điện Mã số ngành: 60520202 TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 01 năm 2016
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM --------------------------- VÕ TRỌNG HÙNG TÍCH HỢP HỆ THỐNG GIS/SCADA/DMS GIA TĂNG HIỆU QUẢ HOẠT ĐỘNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành : Kỹ Thuật Điện Mã số ngành: 60520202 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. ĐINH HOÀNG BÁCH TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 01 năm 2016
CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM Cán bộ hướng dẫn khoa học : TS. Đinh Hoàng Bách (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký) Luận văn Thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Công nghệ TP. HCM ngày 12 tháng 3 năm 2016 Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn Thạc sĩ) TT Họ và tên Chức danh Hội đồng 1 PGS. TS. Ngô Cao Cường Chủ tịch 2 TS. Phạm Đình Anh Khôi Phản biện 1 3 PGS. TS. Quyền Huy Ánh Phản biện 2 4 PGS. TS. Nguyễn Văn Nhờ Ủy viên 5 TS. Võ Công Phương Uỷ viên, Thư ký Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận sau khi Luận văn đã được sửa chữa (nếu có). Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV PGS. TS. Ngô Cao Cường
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP. HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM PHÒNG QLKH – ĐTSĐH Độc lập – Tự do – Hạnh phúc TP. HCM, ngày 20 tháng 8 năm 2015 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: VÕ TRỌNG HÙNG........................................Giới tính: NAM .............. Ngày, tháng, năm sinh: .10 -07 - 1981........................................Nơi sinh: Đà Nẵng .......... Chuyên ngành: Kỹ thuật điện......................................................MSHV:1441830009 ....... I- Tên đề tài: TÍCH HỢP HỆ THỐNG GIS/SCADA/DMS GIA TĂNG HIỆU QUẢ HOẠT ĐỘNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI. II- Nhiệm vụ và nội dung: Tìm hiểu hiện trạng các hệ thống SCADA và GIS tại Tổng Công Ty Điện Lực Tp HCM Nghiên cứu các giao thức trong hệ thống SCADA Nghiên cứu các kiểu dữ liệu trong hệ thống GIS Nghiên cứu các phương pháp lập trình Web Service Tích hợp hệ thống GIS/SCADA/DMS III- Ngày giao nhiệm vụ: Ngày 20 tháng 8 năm 2015 IV- Ngày hoàn thành nhiệm vụ: ...................................................................................... V- Cán bộ hướng dẫn: TS. Đinh Hoàng Bách CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên và chữ ký) (Họ tên và chữ ký) TS. Đinh Hoàng Bách PGS. TS. Nguyễn Thanh Phương
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong Luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong Luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc. Học viên thực hiện Luận văn VÕ TRỌNG HÙNG
ii LỜI CÁM ƠN Đầu tiên, tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến thầy TS. Đinh Hoàng Bách, người đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn này. Xin cảm ơn quý Thầy Cô trong khoa Điện – Điện Tử của Trường Đại Học Công nghệ Tp.HCM, những người thầy đầy nhiệt huyết, thiện cảm đã truyền đạt những kiến thức chuyên môn, những bài học cũng như những kinh nghiệm quý báu giúp tôi tự tin từng bước đi vào thực hiện đề tài luận văn này. (Họ và tên của Tác giả Luận văn)
iii TÓM TẮT Tổng công ty Điện lực TP.HCM (EVNHCMC) quản lý lưới điện với các cấp điện áp 220kV, 110kV, 22kV, 15kV và 0.4kV với trên 680 km đường dây/cáp truyền tải, 5,900 km lưới điện trung thế và 11,300 km lưới điện hạ thế, cung cấp điện cho trên 2 triệu khách hàng trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh. Nhằm tìm kiếm các phương pháp hiệu quả để giám sát, điều khiển và quản lý mạng lưới điện trung thế, các trạm biến áp trung gian (110kV) và các trạm ngắt (15/22kV), EVNHCMC đã cài đặt hệ thống SCADA/DMS của Survalent trong năm 2013 (nhằm thay thế cho hệ thống SCADA của ABB có từ năm 1998). Hệ thống này chạy trên nền hệ điều hành Windows sử dụng máy chủ Windows Server 2012 với SQL database phụ trợ. Ngoài ra, EVNHCMC cài đặt phần mềm ESRI ArcGIS 10.1 một cách riêng biệt, chạy trên nền tảng Windows và kết nối với cơ sở dữ liệu Oracle. Các geodatabase trình bày các thông tin không gian của các mạng lưới điện trung thế một cách hiệu quả. Cả hai hệ thống đều được tách biệt với nhau, dữ liệu được duy trì và có thể truy cập bởi những người sử dụng trên các hệ thống trên. Từ đó, dẫn đến việc dư thừa dữ liệu và hệ thống không được đồng bộ hóa. Hệ thống là rất quan trọng cho nhân viên SCADA để vận hành trên các mạng lưới điện trung thế với một bối cảnh địa lý tốt hơn để giải thích các sự kiện, dự đoán kết quả và kế hoạch chiến lược, trong khi đó nhân viên GIS cần vận hành khi biết tình trạng hiện tại của mạng lưới trong thời gian thực. Tình trạng này dẫn đến việc đòi hỏi phải tích hợp cả hệ thống. Để trao đổi từ SCADA đến GIS là một công việc thách thức, phải đối mặt với một số vấn đề về kỹ thuật và phi kỹ thuật. Một số phương pháp đã được tổ chức cho việc tích hợp cả hệ thống trước khi thực hiện một cách hiệu quả và kinh tế nhất. Hệ thống tích hợp cho phép người dùng dễ dàng quản lý cả không gian và dữ liệu phi không gian và tương tác với nhiều loại cơ sở dữ liệu Luận văn này giải thích sự cần thiết về các phương pháp tiếp cận để thực hiện với sự đánh giá, phân tích trên các hệ thống thực hiện và lợi ích. Nó cho thấy cách tích hợp hệ thống GIS/SCADA/DMS được phục vụ như là một hệ thống quản lý tài sản hiệu quả với chi phí thấp nhằm cải thiện tính hiệu quả mạng lưới điện trung
iv thế, giúp giảm chi phí hoạt động và thời gian ngưng hoạt động của hệ thống (downtime), và làm tăng giá trị của tài nguyên thông tin và tiến trình ra quyết định.
v ABSTRACT Ho Chi Minh City Power Coporation (EVNHCMC) managed the grid with levels voltage of 220kV, 110kV, 22kV, 15kV and 0.4kV with over 680 kilometers of wire / cable transmission, 5,900km of medium voltage grid and 11,300 km low voltage, power supply for over 2 million customers in the local Ho Chi Minh City. In order to identify effective methods for monitoring, control and management of medium voltage networks, intermediate substations (110 kV) and interrupt stations (15/22KV), EVNHCMC installed SCADA/DMS of Survalent in 2013 (to replace the ABB SCADA systems since 1998). The system runs on the Windows operating system using the Windows Server 2012 server with SQL database backend. In addition, installed ESRI ArcGIS 10.1 software separately, which runs on the Windows platform and connect to the Oracle database. Geodatabase present the spatial information of the medium voltage network effectively. Both systems are isolated from each other, data are maintained and can be accessed by users on the system. Since then, leading to redundant data and systems are not synchronized. It is crucial for SCADA staff to operate the MV network with a geographical context for better explaining events, predicting outcomes and planning strategies, mean while GIS staff needs to operate while knowing the current status of the network in real-time. This situation has raised the need of integrating both systems. The data mapping from SCADA to GIS was a challenging job, facing several technical and non-technical issues. Several approaches were held for integrating both systems before implementing the most efficient and economical one. The integrated system allows users to easily manage both spatial and non-spatial data and interact with multiple databases. This thesis explains the need, the approaches made with the evaluation and analysis of the implemented system and its benefits. It shows how the integrated GIS/SCADA/DMS system serves as a low-cost effective asset management system that improves the MV network efficiency, help to reduce operational costs and down time, and increase the value of the information resources and decision processes.
vi MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................ i LỜI CÁM ƠN .................................................................................................................... ii TÓM TẮT.................................................................................................................. iii ABSTRACT ................................................................................................................ v MỤC LỤC .................................................................................................................. vi DANH MỤC CÁC HÌNH ........................................................................................... ix CHƯƠNG 1: HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG SCADA VÀ GIS TẠI TỔNG CÔNG TY ĐIỆN LỰC TPHCM QUẢN LÝ. ......................................................................... 1 1.1. Giới thiệu tổng quan về GIS ............................................................................. 1 1.2. Giới thiệu tổng quan về phần mềm SCADA trung tâm ................................... 2 1.2.2 Tình hình triển khai các ứng dụng của HT SCADA/DMS hiện tại và trong thời gian sắp tới.................................................................................................... 3 CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG SCADA. .......................................................................... 6 2.1 Giới thiệu ........................................................................................................... 6 2.2 Kiến trúc hệ thống SCADA............................................................................... 8 2.3 Mạng truyền dẫn cho hệ thống SCADA ........................................................... 9 2.4 Các giải pháp bảo mật ..................................................................................... 12 CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG GIS................................................................................. 17 3.1GIS là gì ............................................................................................................ 17 3.2Các thành phần của GIS ................................................................................... 18 3.3 Chương trình GIS Tổng công ty Điện Lực Tp HCM ...................................... 19 3.4 Hệ thống Mô hình hệ thống GIS qua các giai đoạn ........................................ 21 3.5 Nhận xét và đánh giá ...................................................................................... 36 CHƯƠNG 4: TÌM HIỂU VỀ WEB SERVICE. ....................................................... 38 4.1 Giới thiệu về Web service ............................................................................... 38 4.2 Đặc điểm của Web service .............................................................................. 39 4.3 Kiến trúc của Dịch vụ Web ............................................................................. 41 4.4 Các thành phần của Dịch vụ Web ................................................................... 42 4.5 An toàn cho dịch vụ Web ................................................................................ 45 4.6 Xây dựng một dịch vụ Web............................................................................. 47
vii 4.7 Tích hợp dịch vụ Web theo chuẩn ................................................................... 48 CHƯƠNG 5: CÁC GIẢI PHÁP TÍCH HỢP GIS/SCADA/DMS. ........................... 51 5.1 Sự cần thiết của việc giao tiếp giữa GIS và SCADA/DMS ............................ 51 5.2 Các thông tin dữ liệu từ GIS và SCADA ........................................................ 52 5.3 Giải pháp tích hợp giữa 02 hệ thống sử dụng giao diện OPC ......................... 53 5.4 Giải pháp tích hợp giũa 02 hệ thống đồng bộ CSDL giữa SCADA và GIS thông qua WEB Service ........................................................................................ 55 CHƯƠNG 6: TIÊU CHÍ THIẾT LẬP HỆ THỐNG . ............................................... 58 6.1 Giới thiệu tiêu chuẩn IEC 61970-301 & 61968-11: Mô hình CIM (Common Information Model) ............................................................................................... 58 6.2 Định dạng dữ liệu Hệ thống điện .................................................................... 59 6.3 Lớp các tầng nấc và UML Class Diagrams ..................................................... 61 6.4 Mô hình Thông tin chung cho hệ thống điện .................................................. 68 6.4.1 Lịch sử ...................................................................................................... 68 6.4.2 CIM Class Structure ................................................................................. 69 6.5 Chuyển đổi một mạng lưới điện đến các đối tượng CIM ................................ 76 6.5.1 Xác định các lớp CIM ............................................................................... 77 6.5.2 Đại diện một Power Transformers như một đối đượng CIM ................... 78 6.5.3 Đại diện một Current Transformer như một đối tượng CIM.................... 80 6.5.4 Equivalent CIM Representation ............................................................... 82 6.6 IEC 61970-301 CIM Packages ........................................................................ 83 6.7 The eXtensible Markup Language (XML) ...................................................... 86 6.7.1 XML.......................................................................................................... 86 6.7.2 Ví dụ XML đơn giản ................................................................................ 87 6.7.3 XML Schema ............................................................................................ 88 6.8 RDF ................................................................................................................. 90 6.8.1 Ví dụ RDF đơn giản.................................................................................. 91 6.8.2 RDF Schema ............................................................................................. 92 6.8.3 CIM RDF XML ........................................................................................ 94 6.8.4 CIM RDF XML Example ......................................................................... 95 6.9 XML Messaging .............................................................................................. 98
viii 6.9.1 Existing Inter-Application Communication Infrastructure....................... 99 6.9.2 The Message Bus Concept...................................................................... 100 6.9.3 Mapping Application Interfaces to the CIM........................................... 101 6.10 Kết luận ....................................................................................................... 102 CHƯƠNG 7:HIỆN TRẠNG TRIỂN KHAI TÍCH HỢP HỆ THỐNG GIS/SCADA/DMS TẠI EVNHCMC. .................................................................... 103 7.1Tạo file CAD từ ArcGIS ................................................................................ 103 7.2Đổi màu đối tượng trong CAD ....................................................................... 127 7.3Import CAD vào Survalent: ........................................................................... 130 7.4Thêm các object và hoàn thiện ....................................................................... 135 CHƯƠNG 8: KẾT QUẢ VÀ KẾT LUẬN ............................................................. 137 TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 139
ix DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Cấu trúc hệ thống SCADA........................................................................... 2 Hình 2.1. Phần mềm SCADA trung tâm ..................................................................... 7 Hình 2.2 Kiến trúc hạ tầng mạng SCADA................................................................. 8 Hình 2.3 Sơ đồ kết nối mạng truyền dẫn cáp quang SCADA hiện hữu ..................... 9 Hình 2.4 Sơ đồ mạng SCADA IP ............................................................................. 11 Hình 2.5. Sơ đồ kết nối truyền thông Recloser. ........................................................ 13 hình 2.6 Sơ đồ truyền thông RMU ............................................................................ 15 Hình 3.1 Bản đồ GIS ................................................................................................ 17 Hình 3.2. Các thành phần của GIS ............................................................................ 18 Hình 3.3 Mô hình hệ thống GIS qua các giai đoạn ................................................... 21 Hình 3.4 Mô hình hệ thống GIS qua giai đoạn 2014 ................................................ 22 Hình 3.5 Mô hình hệ thống GIS qua giai đoạn 2015 ................................................ 22 Hình 3.6 Mô tả Tham chiếu nền TPHCM (ảnh chụp từ hệ thống LiDAR) .............. 23 Hình 3.7 Mô tả Tham chiếu nền TPHCM và Lưới điện đến điện kế khách hàng (ảnh chụp từ hệ thống LiDAR) ......................................................................................... 23 Hình 3.8 Mô tả Tham chiếu nền TPHCM và Lưới điện đến điện kế khách hàng (tham chiếu nền). ....................................................................................................... 24 Hình 3.9 Tìm kiếm, hiển thị hình ảnh và chỉnh sửa thông tin trụ điện ..................... 26 Hình 3.10 Tìm kiếm và chỉnh sửa thông tin trạm ..................................................... 27 Hình 3.11 Hình ảnh trước khi cắt điện Recloser Hữu Lợi ........................................ 28 Hĩnh vẽ 3.12 Hình ảnh sau khi cắt điện Recloser Hữu Lợi, phần mất điện chuyển màu đen ..................................................................................................................... 28 Hình 3.13 Báo cáo Danh sách trạm biến áp thuộc phạm vi thiết bị đóng cắt ........... 29 Hình 3.14 Báo cáo Tính toán hiệu suất khu vực ....................................................... 29 Hình 3.15 Đồng bộ hóa sơ đồ lưới điện cao thế ....................................................... 30 Hình 3.16 Xác định được vị trí mất điện................................................................... 31 Hình 3.17 Tính toán Độ tin cậy của lưới điện........................................................... 32 Xây dựng hệ thống Web GIS .................................................................................... 32 Hình 3.18 Mô tả hệ thống khối ống cáp và cáp ngầm trạm Nam Sài Gòn 2 ............ 32 Hình 3.19 Web GIS Công ty Điện lực Củ Chi.......................................................... 33
x Hình 3.20 Tìm địa chỉ khách hàng tại số nhà 66/22 Trần Văn Quang ..................... 33 Hình 3.21 Hiển thị các thông tin của khách hàng tìm được. ..................................... 34 Hình 3.22 Chương trình quản lý khảo sát mắc điện ................................................. 35 Hình 3.23 Công cụ vẽ sơ đồ mắc điện cho khách hàng. ........................................... 36 Hình 5.1 Mô hình giao tiếp giữa các ứng dụng......................................................... 52 Hình 5.2 Mô hình tích hợp sử dụng giao diện OPC.................................................. 54 Mô tả hoạt động: ....................................................................................................... 55 Hình vẽ 5.3 Mô hình giao tiếp giữa hai hệ thống sử dụng Web service .................. 55 Hình 5.4 Các tính năng được tích hợp ...................................................................... 56 Hình 6.1 The Person Class ....................................................................................... 62 Hình 6.2 Lớp Hierarchy của người dân tại một trường đại học ................................ 63 Hình 6.3 Class hierarchy of students, staff and subjects ........................................... 64 Hình 6.4 Class Hierarchy of a University and Building ........................................... 65 Hình 6.5 Class Hierarchy of a University, Building and Room ............................... 66 Hình 6.6 Sơ đồ lớp cho thấy một số các lớp học trước đó và các mối quan hệ của chúng ......................................................................................................................... 67 Hình 6.7 Braeker Class Inheritance Hierarchy ....................................................... 70 Hình 6.8 Switch class with Breaker and LoadBreakSwitch subclasses.................... 71 Hình 6.9 Switch Class diagram with new subclasses of Switch and Breaker .......... 72 Hình 6.10 Connectivity Example circuit................................................................... 73 Hình 6.11 Connectivity Example circuit with direct associations ............................ 74 Hình 6.12 Connectivity Example circuit with Connectivity Node ........................... 74 Hình 6.13 Conducting Equipment and Connectivity class diagram ......................... 75 Hình 6.14 Connectivity Example circuit with Connectivity Node and Terminals ... 76 Hình 6.15 Các đối tượng CIM .................................................................................. 77 Hình 6.16 Example Circuit with partial CIM Class mappings ................................. 78 Hình 6.17 Transformer Class Diagram ..................................................................... 79 Hình 6.18 CIM Mappings for Transformer 17-33 .................................................... 80 Hình 6.19 Example Circuit with full CIM Mappings ............................................... 82 Hình 6.20 Ví dụ đơn giản về Annotated XML Schema mô tả dữ liệu trong một cuốn sách ............................................................................................................................ 89
xi Hình 6.21 Transformer shown as four CIM Objects with attributes ........................ 96 Hình 6.22 các liên kết truyền thông giữa các ứng dụng doanh nghiệp ..................... 99 Hình 6.23 Enterprise Application Bus model for inter-application communication100 Hình 6.24 CIM Interface Mapping ......................................................................... 101 Hình 7.1. Kết hợp sơ đồ địa dư lưới điện trung thế và trạng thái vận hành SCADA.136 Hình 8.1 Sơ đồ vận hành SCADA lưới trung thế thuộc Cty ĐL Tân Thuận ......... 137
1 CHƯƠNG 1: HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG SCADA VÀ GIS TẠI TỔNG CÔNG TY ĐIỆN LỰC TPHCM QUẢN LÝ. 1.1. Giới thiệu tổng quan về GIS Tổng công ty Điện lực TP.HCM (EVNHCMC) quản lý lưới điện với các cấp điện áp 110kV, 22kV, 15kV và 0.4kV với trên 680 km đường dây/cáp truyền tải, 5,900 km lưới điện trung thế và 11,300 km lưới điện hạ thế, cung cấp điện cho trên 2 triệu khách hàng trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh. Nhằm tìm kiếm các phương pháp hiệu quả để giám sát, điều khiển và quản lý mạng lưới điện trung thế, các trạm biến áp trung gian (110kV) và các trạm ngắt (15/22kV), EVNHCMC đã cài đặt hệ thống SCADA/DMS của Survalent trong năm 2013 (nhằm thay thế cho hệ thống SCADA của ABB có từ năm 1998). Hệ thống này chạy trên nền hệ điều hành Windows sử dụng máy chủ Windows Server 2012 với SQL database phụ trợ. Ngoài ra, EVNHCMC cài đặt phần mềm ESRI ArcGIS 10.1 một cách riêng biệt, chạy trên nền tảng Windows và kết nối với cơ sở dữ liệu Oracle. Các geodatabase trình bày các thông tin không gian của các mạng lưới điện trung thế một cách hiệu quả. Cả hai hệ thống đều được tách biệt với nhau, dữ liệu được duy trì và có thể truy cập bởi những người sử dụng trên các hệ thống trên. Từ đó, dẫn đến việc dư thừa dữ liệu và hệ thống không được đồng bộ hóa. Hệ thống GIS rất quan trọng cho nhân viên vận hành trên các mạng lưới điện trung thế qua hệ thống SCADA, mang lại tính trực quan trên nền địa lý tương ứng với các sự kiện xảy ra trên lưới điện, từ đó dự đoán được khu vực và có kế hoạch xử lý phù hợp. Trong khi đó hệ thống GIS cung cấp cho bộ phận kế hoạch, thống kê, quy hoạch lưới, yêu cầu thông tin về thông số vận hành, tình trạng hiện tại của lưới điện giúp nâng cao hiệu quả các công tác trên. Tình trạng này dẫn đến việc đòi hỏi phải tích hợp cả hệ thống. Để trao đổi dữ liệu giữa SCADA và GIS là một công việc thách thức, phải đối mặt với một số vấn đề về kỹ thuật và phi kỹ thuật. Một số phương pháp đã được tổ chức cho việc tích hợp cả hệ thống trước khi thực hiện một cách hiệu quả và kinh tế nhất. Hệ thống tích hợp cho phép người dùng dễ dàng quản lý cả không gian và dữ liệu phi không gian và tương tác với nhiều loại cơ sở dữ liệu
2 1.2. Giới thiệu tổng quan về phần mềm SCADA trung tâm - Survalent là một hãng chuyên sản xuất phần mềm SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition), sản phẩm của hãng đã được sử dụng trên nhiều nước và đạt các tiêu chuẩn quốc tế về SCADA. - Phần mềm Survalent tuân thủ đầy đủ các tiêu chuẩn quy định cho hệ thống SCADA trung tâm như : Chuẩn IEEE Std C37.1-1994 và tiêu chuẩn bảo mật của tổ chức North American Electric Reliability Corporation (NERC), Critical Infrastructure Protection (CIP). - Phần mềm SCADA Survalent có đầy đủ các chức năng SCADA theo yêu cầu hiện nay, giải quyết được các khó khăn trước đây như về giao thức RP570 hay giới hạn về điểm dữ liệu (datapoint). - Hệ thống có khả năng mở rộng 25 Console (HMI-Human Machine interface) – dự kiến quý 02/2015 triển khai cho tất cả các đơn vị trong Tổng công ty. - Hệ thống có khả năng giao tiếp với HT SCADA của Trung tâm Điều độ Hệ thống Điện Miền Nam (A2) thông qua giao thức ICCP – Inter Control Center Protocol Hình 1.1 Cấu trúc hệ thống SCADA
3 1.2.2 Tình hình triển khai các ứng dụng của HT SCADA/DMS hiện tại và trong thời gian sắp tới Hiện nay, EVNHCMC đang quản lý vận hành lưới điện từ cấp điện áp 110kV trở xuống thuộc khu vực TP Hồ Chí Minh. Tính đến tháng 7/2015, khối lượng trạm biến áp 220kV, 110kV do EVNHCMC quản lý : 52 trạm (48 trạm 110kV và 4 trạm 220kV). Thông qua hệ thống phần mềm SCADA/DMS của Survalent tại Trung tâm Điều Độ Hệ Thống Điện (TTĐĐHTĐ). Hiện TTĐĐHTĐ đã đưa vào vận hành điều khiển từ xa tổng cộng 28/52 trạm. Trong đó có 4 trạm 110kV không người trực : Tân Sơn Nhất, Tăng Nhơn Phú, Nam Sài Gòn 1, Phú Mỹ Hưng A, 12 trạm bán người trực (trạm điều khiển từ xa toàn trạm nhưng vẫn có người trực vận hành), 14 trạm điều khiển từ xa các máy cắt 15 và 22kV. Ngoài việc kết nối các trạm 110 kV, trạm ngắt; TTĐĐHTĐ hiện đã triển kiến triển khai kết nối đến các Recloser trên lưới phân phối, đưa vào vận hành thí điểm 2 chương trình tự động hóa tự động hóa trên lưới phân phối tại 2 Công ty Điện lực Tân Thuận và Công ty Điện lực Thủ Thiêm cụ thể như sau:  Giải pháp tiếp nhận chuyển giao công nghệ: Để đảm bảo việc tiếp nhận và chuyển giao công nghệ đảm bảo yêu cầu đặt ra là các Kỹ sư SCADA phải tự thực hiện được việc cài đặt, xây dựng và phát triển hệ thống SCADA trung tâm mà không phụ thuộc vào nhà cung cấp như đã từng thực hiện với dự án SCADA của ABB trước đây.  Tình hình triển khai: - Các KS SCADA đã xây dựng mới toàn bộ sơ đồ nhất thứ trên màn hình vận hành SCADA trung tâm (HMI) cho các trạm trung gian và trạm ngắt, chuyển đổi toàn bộ cơ sở dữ liệu (CSDL) của HT SCADA của ABB sang vận hành trên hệ thống phần mềm Survalent cụ thể: + Xây dựng CSDL, sơ đồ nhất thứ và triển khai kết nối tín hiệu SCADA tại 44 trạm 110kV và 4 trạm 220kV. Trong đó:
4  Tổng số trạm điều khiển máy tính : 17 trạm (ATS: 07 Trạm; Areva: 06 Trạm, Siemens: 04 Trạm.  Tổng số trạm lắp RTU: 31 trạm (ABB:24T); Areva:1T; Microsol: 2Trạm; Siemens: 1Trạm; Cell:3Trạm). - Xây dựng mới CSDL, sơ đồ nhất thứ tại các trạm ngắt (15kV): Tổng số 25 trạm đã kết nối 16 trạm, 9 trạm còn lại các Công ty Điện lực đang triển khai lắp đặt mới HT SCADA. - Kiểm tra thử nghiệm các giá trị đo lường, chỉ thị và điều khiển từ xa trên phần mềm mới. - Tích hợp chương trình GIS (Geographic Imformation System- Hệ thống thông tin địa lý) vào trong phần mềm SCADA mới để xác định vị trí các trạm, Recloser trên nền bản đồ số. - Thực hiện chuyển đổi giao thức từ RP570 hiện hữu tại các trạm sang giao thức IEC60870-5-101/104 theo quy định của Tập đoàn.  Kết quả thực hiện: - Hiện nay các KS SCADA tại TTĐĐHTĐ đã làm chủ được công nghệ của phần mềm SCADA mới và đã thực hiện chuyển đổi toàn bộ dữ liệu SCADA của ABB sang vận hành trên phần mềm mới từ ngày 1/12/2014 (hệ thống SCADA của ABB đã ngừng vận hành) với đầy đủ các chức năng: - Giám sát, thu thập toàn bộ tất cả các tín hiệu tại trạm theo quy định của EVN. - Có khả năng điều khiển từ xa các thiết bị tại trạm. Đã tiến hành thử nghiệm điều khiển từ xa toàn bộ các thiết bị tại trạm không người trực 110kV Tân Sơn Nhất trên phần mềm mới. Các trạm còn lại đã và đang thực hiện thử nghiệm điều khiển từ xa các máy cắt có khả năng kết vòng lưới trung thế và các máy cắt tụ bù, máy cắt chưa có lộ ra. Các máy cắt
5 cần cắt điện để thử nghiệm TTĐĐHTĐ sẽ phối hợp với các Công ty Điện lực và Công ty LĐCT trong những lần có công tác theo kế hoạch. - Có đầy đủ các chức năng cảnh báo, ghi nhận các sự kiện vào trong hệ thống lưu trữ CSDL để truy xuất khi cần thiết. - Thực hiện được các báo cáo theo yêu cầu vận hành