Giải pháp của Elipse Power cung cấp việc tích hợp nhanh chóng với thiết bị của trạm biến áp đặt tại Olympia (SP), bằng cách sử dụng giao thức IEC61850 và DNP3, từ đó loại bỏ được việc sử dụng các gateway hoặc điều khiển từ xa.

Augusto Mendes Ribeiro Filho Elipse Software’s Media Relations

Francisco Morais CPFL Serviços’s Transmission Systems Working Manager

YÊU CẦU

CPFL Energia là công ty cổ phần hoạt động trong ngành điện lực của Brazil, thông qua các công ty con riêng trong lĩnh vực phân phối, phát điện, marketing năng lượng và các dịch vụ cơ sở hạ tầng cho việc lắp đặt điện. Đi đầu trong lĩnh vực phân phối với 13% thị phần tại các thị trường trong nước, Tập đoàn CPFL phân phối năng lượng tới tổng cộng 7,1 triệu khách hàng, phục vụ 569 thị trấn, thành phố tại các bang São Paulo, Rio Grande do Sul, Paraná, và Minas Gerais. Trong mảng dịch vụ, nơi công ty đã hoạt động từ năm 2002, công ty có hơn 2.300 MVA công suất lắp đặt trong các trạm biến áp và hơn 500km đường dây truyền tải, tại các cấp điện áp khác nhau từ 13.8 tới 230kV.

Gần đây, công ty kinh doanh dịch vụ của tập đoàn, CPLT Serviços, được tập đoàn Guarani thuê để thực hiện triển khai xây dựng hệ thống tích hợp cho trạm 138kV, thiết lập chế độ Simple Tap Sectioning, và để lắp đặt các ngăn lộ chuyển đổi 25/31,5MVA, 138-13.8kV, trong thành phố Olypia (SP). Sự điều chỉnh này là cần thiết để đáp ứng quy định hiện tại, yêu cầu các nhà máy phối hợp phát năng lượng được kết nối trực tiếp tại trạm hoặc tại đường dây truyền tải, khi nhà máy nằm trong cấu hình phân đoạn. Đây là trường hợp của nhà máy Cruz Alta, thuộc tập đoàn Guarani, được chỉ ra trong các nghiên cứu kết nối.

Trong bối cảnh này, trạm biến áp trước đây được sử dụng,giám sát và vận hành độc quyền của nhà máy, giờ thuộc hệ thống truyền tải của địa phương, chịu trách nhiệm về vận hành và giám sát của nó. Để thực hiện điều này, cần thiết phải thiết lập một hệ thống giám sát điều khiển (Supervisory Control System -SCS), đáp ứng các tiêu chuẩn của CPFL Paulista, một công ty từ tập đoàn CPFL Energia.

Phạm vi đầy đủ của CPFL Services bao gồm việc cung cấp và quản lý các nghiên cứu, các dự án, tính năng kỹ thuật của thiết bị và các hệ thống, xây dựng, khai thác và sự cấp điện của trạm, cũng như phân đoạn của đường dây truyền tải 138kV Barretos-São José do Rio Preto, CPFL. Trong phạm vi này là cung cấp một hệ thống giám sát và điều khiển cho phép giám sát và điều khiển thiết bị của trạm Santa Cruz, trạm đã trở thành một phần của hệ thống truyền tải của CPFL, nhưng chi tiết ở trên.

Chương trình tiếp theo, CPFL Serviço đã quyết định sử dụng Elipse Power, đây là phần mềm giải pháp dành riêng cho lĩnh vực năng lượng mà có thể giao tiếp thông qua giao thức DNP3 và IEC61850 với những thiết bị trạm khác nhau (rơ le bảo vệ, máy cắt, máy biến áp, .v.v.). Việc thực hiện tích hợp nhanh này, phần mềm truyền tất cả những thông tin về trạng thái hiện tại của mỗi thiết bị này tới trung tâm vận hành hệ thống của CPFL (SystemOperation Center-SOC), có trụ sở tại Campinas (SP), và tới phòng vận hành đặt cạnh chính trạm biến áp, tại Olypia.

Bên cạnh khả năng giám sát, Elipse Power cho phép gửi những lệnh điều khiển từ xa tới các rơ le thông qua trung tâm điều khiển hệ thống của CPFL hoặc thông qua phòng vận hành tại trạm điện. Ở dự án này, sự tham gia của AFAP Electro Mecânica de Eletrônica và ECTECH Projetos e Automaçao đóng vai trò rất quan trọng cho cho sự thành công, đây là các công ty đối tác ký hợp đồng thầu phụ với CPFL Services để lắp đặt hệ thống giám sát và điều khiển. Các rơ le bảo vệ được sử dụng trọng dự án này là của Schweitzer, cũng là một đối tác của CPFL Serviços.

Hình 1- Sơ đồ cấu trúc hệ thống

GIẢI PHÁP

Được xây dựng vào tháng 5 năm 2012, mục đích của trạm là nâng điện áp của nhà máy Guarani–đơn vị Cruz Alta, tại Olypia, từ 13.8 lên 138kV. Sau khi nâng áp, năng lượng sau đó được cấp lên hệ thống điện và tự do trên thị trường.

Hình 2-Màn hình ứng dụng của đường dây truyền tải đi qua trạm Barretos, Cruz Alta, và São José do Rio Preto

Từ kinh nghiệm có được từ các dự án khác, CPFL Serviços đã quyết định triển khai Elipse Power. Qua những màn hình của hệ thống, những người vận hành có thể theo dõi trạng thái hiện tại của các máy cắt và dao cách ly, ngoài việc theo dõi những thông số điện khác nhau được quan sát tại cấp trạm (điện áp, dòng điện và công suất). Ví dụ, chỉ cần nhấp (click) chuột lên biểu tượng đại diện cho máy cắt, các thông tin của các phép đo và các lệnh điều khiển sẽ hiển thị trên màn hình kèm đối tượng.

Ví dụ, nếu xảy ra sự cố ngắn mạch trong một khu vực của đường dây truyền tải, người vận hành sau khi xác nhận và đảm bảo việc loại bỏ các lỗi, có thể gửi một lệnh tới rơ le bảo vệ để nó đóng lại máy cắt, trước đó bị ngắt để cô lập vùng bị ảnh hưởng, nhờ đó khôi phục lại dòng điện. Các lệnh từ phần mềm này có thể được thực hiện từ cả phòng vận hành trạm và trung tâm điều khiển hệ thống (SOC) của CPFL Paulista, đặt tại Campinas.

Hình 3-Màn hình minh hoạ các cửa sổ lệnh điều khiển một máy cắt đường dây của trạm điện

Elipse Power cũng cung cấp một hệ thống cảnh báo để báo động cho những người vận hành về những sự kiện xảy ra trong trạm. Tại phía dưới cùng của tất cả màn hình ứng dụng, phần mềm thông báo (theo thời gian thực) rơ le nào có tác động ngắt, pha (A, B hay C) khi có sự cố xảy ra, ngày, giờ, và tên của người vận hành chịu trách nhiệm xác định vấn đề diễn ra trong hệ thống và trong phiên trực.

Ngoài ra, Elipse Power cho phép xem toàn bộ trình tự các sự kiện, có khả năng lựa chọn khoảng thời gian nào muốn theo dõi. Để làm điều này, người dùng chỉ cần cung cấp thông tin về ngày giờ bắt đầu và kết thúc, kiểm tra các hộp thoại xác nhận tương ứng trên màn hình, từ đó phần mềm có thể thu thập và hiển thị tất cả các cảnh báo đã được lưu giữ trong khoảng thời gian đó. Cuối cùng, ứng dụng cũng cho phép người sử dụng in báo cáo dạng PDF bao gồm tất cả các thông tin mong muốn có liên quan tới hệ thống.

Hình 4-Màn hình hiển thị các sự cố được ghi chú từ 2/1 đến 7/3 năm 2012

LỢI ÍCH

• Tích hợp nhanh với thiết bị điều khiển, bảo vệ của trạm thông qua giao thức IEC61850
• Dễ dàng giao tiếp với trung tâm điều khiển hệ thống SOC của CPFL thông qua giao thức DNP3.
• Giao diện thân thiện, cho phép giám sát theo thời gian thực trạng thái hiện tại của trạm, thiết bị và những thông số điện (điện áp, dòng điện và công suất).
• Gửi các lệnh từ xa tới các rơ le trong trạm
• Hiển thị các sự kiện theo thời gian thực có thể tác động lên trạm.
• Ghi nhận các sự cố đã xảy ra, để lựa chọn khoảng thời gian nào bạn muốn giám sát.
• Có khả năng in các báo cáo ở dạng file PDF cho những sự cố được ghi nhận và thiết lập bằng phần mềm.