Chủ đề này đề cập giải pháp Elipse được RGE áp dụng cho những yêu cầu đòi hỏi về tính khả thi, an toàn, tin cậy và quản lý của OCC và DCC.

NHU CẦU

Rio Grande Energia (RGE) là công ty cung cấp năng lượng chính cho phía bắc và đông bắc bang Rio Grande , đây là khu vực nằm trong nhóm những nơi có chỉ số kinh tế cao nhất cả nước. Công ty cung cấp tới 51% năng lượng cho các thành phố trong vùng, chiếm 34% diện tích bang. RGE là một phần của Tập đoàn năng lượng CPFL, một trong những tập đoàn tư nhân lớn nhất trong lĩnh vực năng lượng của Brazil.

Công ty làm việc với nguyên tắc và giải pháp quản lý chất lượng tổng thể (Total QualityManagement) đây là một tập hợp các quy tắc được đề ra nhằm đạt được chất lượng và hiệu quả dịch vụ ở mức cao nhất. Điều này yêu cầu RGE đầu tư mạnh vào nguồn nhân lực và công nghệ để đối mặt (giải quyết) với những thách thức của việc vận hành và duy trì hệ thống truyền tải và phân phối năng lượng theo các tiêu chuẩn chất lượng được xây dựng và ban hành, phù hợp với mong muốn của người tiêu dùng .

Chủ đề này bàn về giải pháp Elipse được RGE áp dụng cho những giải pháp về tính khả thi, an toàn, tin cậy và quản lý của OCC và DCC.

GIẢI PHÁP

Dự án

Hệ thống SCADA đang được RGE sử dụng chỉ đảm nhận nhiệm vụ điều khiển trạm biến áp trong hệ thống truyền tải năng lượng nhỏ và chỉ được sử dụng từ trung tâm điều khiển vận hành (OCC) của công ty. Vì lý do này, thách thức đầu tiên là phải hiện đại hoá hệ thống cũ và thay thế hệ thống theo hướng phát triển dựa trên nền tảng Elipse E3 biến nó thành một khối thống nhất có tính năng điều khiển, giám sát tương tự để đồng bộ giữa OCC và DCC (Trung tâm vận hành phân phối). Do đó, giải pháp Elipse E3 đã được chấp thuận và thực hiện theo các nội dung:

Cấu trúc lại hệ thống truyền thông

RGE đã và đang sử dụng đường truyền điện thoại riêng (LPs) để truyền thông giữa các trạm biến áp và OCC, sử dụng giao thức IEC 101, 104 và DNP3. Một nghiên cứu sử dụng hệ thống vệ tinh VAT đã cho thấy nó cạnh tranh hơn đường truyền cũ khi xem xét về mặt chi phí và tính sẵn sàng của hệ thống, điều này giúp giáp pháp sử dụng vệ tinh được chấp nhận và thay cho đường dây điện thoại để kết nối các hệ thống truyền tải và phân phối năng lượng. Tuy nhiên, giải pháp này lại không phù hợp cho tự động hóa phân tán, bởi chi phí và nó cũng không khả thi khi lắp đặt anten tại các điểm của hệ thống phân phối gần các thiết bị tự động hóa.

Giải pháp truyền thông cho mạng lưới phân phối phải tính toán đến môi trường địa lí của những khu vực mà RGE phục vụ, bao gồm cả các dãy núi. Do vậy, công ty đã lựa chọn giải pháp truyền thông GSM-GPRS (Global System for Mobile Communication – General Packet Radio Server), bao gồm một thiết bị giám sát, điều khiển máy cắt: NU-LEC CAPM5 và recloser COOPER F5, thông qua giao thức DNP3. Tính khả thi của công nghệ, chi phí lắp đặt, và các chi phí hàng tháng trả cho các nhà cung cấp dịch vụ sóng di động, để công nghệ này có thể đáp ứng được cả mặt kinh tế lẫn kỹ thuật.

Cấu trúc IT

Cấu trúc công nghệ thông tin (IT) đã áp dụng được giới thiệu tại trung tâm dữ luệ (Data Center) của RGE, hệ thống sử dụng các nguồn lực hiện có và nằm trong quá trình quản lý, bảo trì bởi bộ phận IT của công ty. Điều này cho phép cải thiện các khía cạnh về an ninh, giám sát, dự phòng của những hệ thống quan trọng, việc sao lưu, sẵn sàng khôi phục  và chia sẻ thông tin theo các quy tắc nội bộ của công ty.

Chia sẻ vận hành giữa OCC/DCC

Quyết định kết hợp cả hai trung tâm vận hành của OCC và DCC thành một nền tảng SCADA thống nhất đặt ra yêu cầu phải xây dựng một tập hợp các quy tắc vận hành chung (xác định các giới hạn và các khu vực chung khi vận hành). Để thực hiện, các thiết bị được điều hành bởi DCC sẽ chỉ được lắp đặt dọc theo mạng lưới phân phối (máy cắt, recloser, và các bộ điều chỉnh điện áp), trong khi OCC chịu trách nhiệm về hoạt động của các thiết bị trong trạm biến áp (máy cắt, máy biến áp), trừ các máy cắt của các tủ xuất tuyến, bởi các thiết bị này có thể được điều khiển từ OCC hoặc DCC.

Trong giai đoạn triển khai này, các quy định về quản lý vận hành tại trung tâm điều khiển cũng được đề ra, cho phép các khu vực điều khiển khác nhau phân cho từng người vận hành và phân bổ nhân lực nhiều hơn hoặc ít hơn cho mỗi khu vực hoạt động và theo mức độ nghiêm trọng. Cùng với sự phối hợp vận hành DCC, tái thẩm định đầy đủ các thủ tục kết hợp và ngắt kết nối đã lập trình được đưa vào thực hiện.Tất cả được thực hiện với sự lưu ý cẩn thận đến các khía cạnh an ninh của các hoạt động chia sẻ giữa các nhân viên vận hành của DCC và chuyển giao trách nhiệm vận hành giữa các OCC và DCC.

Vận hành tích hợp cho phép các nhân viên vận hành xem tất cả các thông tin có sẵn trong hệ thống. Tuy nhiên, chỉ có các nhân viên chịu trách nhiệm cho từng khu vực đặt thiết bị mới có thể gửi lệnh cho thiết bị đó. Bằng cách chọn các lệnh trên màn hình của một thiết bị cụ thể, một thông báo trên màn hình được chuyển tới tất cả các nhân viên vận hành khác, cho thấy rằng thiết bị đang được sử dụng.

Điều này ngăn xảy ra việc truy cập kép, nhất quán của thông tin về các hành động được thực thi. Ngày nay, hệ thống đang hoạt động đầy đủ tại OCC và DCC của RGE, giám sát và điều khiển 61 trạm biến áp truyền tải, 22 máy cắt, 45 recloser, và một bộ điều chỉnh điện áp.

Tổng hợp thông tin khí tượng

Thông tin từ các trạm thời tiết được cài đặt ở một số trạm biến áp trong hệ thống RGE được tích hợp với hệ thống SCADA. Người ta có thể đánh giá mức độ của những bất lợi của thời tiết, cũng như tác động của chúng trên mạng lưới điện của công ty. Những dữ liệu này cho phép trung tâm để dự đoán khả năng sự cố và điều đội bảo trì cho các khu vực cụ thể.

LỢI ÍCH

• Linh hoạt hơn trong việc ngắt kết nối, hệ thống được tái lập lại, xác định và cách lý các khu vực mạng lưới xảy ra sự cố, do đó cải thiện mức độ khả thi .

• Tiêu chuẩn hóa và sự thống nhất các thủ tục giữa OCC và DCC, cải thiện quản lý nguồn nhân lực trong các trường hợp dự phòng.

• Dễ dàng phân tích hiệu năng hệ thống và tái đánh giá sự khôi phục dễ dàng hơn, và các thủ tuc ngắt kết nối bằng cách đánh giá các trường hợp trong cơ sở dữ liệu quá khứ trong mạng công ty.

• Đào tạo dễ dàng hơn, sự phổ biến và thực hiện đầy đủ quy tắc điều hành mới.

Kết luận và cải tiến tương lai

Các yêu cầu cứng nhắc các chỉ số về sự liên tục và phù hợp của dịch vụ cung cấp điện, ngoài việc ngày càng hiện đại hóa, các thiết bị trong hệ thống tự động hóa và điều hành, thực sự cần thiết mở rộng các nguồn lực của hệ thống SCADA trong RGE.

Một số các ứng dụng, tính năng mới là: thế hệ của hệ thống phân phối và trung tâm vận hành; cơ chế kiểm soát; chức năng cô lập vị trí sự cố; và sự phát triển và thực hiện đầy đủ kế hoạch hoạt động. Hơn nữa, các trung tâm kiểm soát nên cho phép tăng cường giám sát song song với sự phát triển ngày càng tăng của phương tiện truyền thông, các giao thức, các yêu cầu đo từ xa, và các chức năng quản lý mạng.

THÔNG TIN KỸ THUẬT

Khách hàng: RGE – Rio Grande Energia

Đơn vị tích hợp hệ thống: Sul Engenharia e Sistemas Ltda.

Gói phần mềm Elipse sử dụng: E3 Master ilimitado com Hotstandby

Số lượng license: 2

Nền tảng phần mềm: Windows 2003 Server

Số lượng thông tin (I/O Tags): 28.000

Giao thức sử dụng: Driver IEC 870-5-101/102/104, DNP3

GSM-GPRS   : Global System for Mobile Communication-General Packet Radio Server

OCC                : Operation Control Center

DCC                : Distribution Operation Center

LP                    : Private telephone lines