Các công nghệ được phát triển bởi Elipse Software để điều khiển các hệ thống phân phối điện và làm mát tại một trong các trung tâm nghiên cứu dầu mỏ lớn nhất thế giới- Canpes (Petrobras)

Augusto Ribeiro Mendes Filho – Trung tâm thông tin Elipse Softare 

NHU CẦU

Liên quan tới trung tâm nghiên cứu dầu mỏ lớn nhất châu Mỹ Latinh, Trung tâm nghiên cứu Leopoldo Américo Miguez de Mello (Cenpes) là đơn vị chịu trách nhiệm cho hoạt động nghiên cứu và kỹ thuật cơ bản của Petrobras.

Các cơ sở mới của Cenpes, bao gồm trung tâm tích hợp xử lý dữ liệu hiện đại (Centro Integrado de Processamento de Dados – CIPD), được đưa vào hoạt động tháng 10 năm 2010 tại đảo Fundão, Rio de Janeiro. Cơ sở này có diện tích 305 nghìn mét vuông, Cenpes bao gồm 250 phòng thí nghiệm, và trung tâm xử lý dữ liệu 27 nghìn mét vuông (Centro deProcessamento de Dados – CPD), và một trung tâm dịch vụ tiện ích.

Với mục đích vận hành và giám sát tổ hợp Cenpes/CIPD, Petrobras đã sử dụng giải pháp với phần mềm Elipse Power và Elipse E3. Các ứng dụng này được phát triển bởi đội ngũ kỹ thuật của Petrobras cùng với sự hỗ trợ của các công ty triển khai hiện trường tại trung tâm dịch vụ tiện ích, Cenpes và CIPD.

Hình 1-Toàn cảnh Cenpes

GIẢI PHÁP

Cấu trúc của hệ thống giám sát dự trên các thiết lập các vùng từ xa, cho phép mô hình hóa quá trình (Modbus driver), và các hệ thống điện (IEC 61850 driver) trên cùng màn hình giám sát (Viewer). Hệ thống cũng kết nối với hệ thống cảnh báo (Sistemas de Detecção e Alarme de Incêndio – SDAIs) và báo cháy, sử dụng các giao thức được Elipse phát trển để kết nối với mạng trung tâm FIRENET của HOCHIKI Group.

Thông qua các giao diện màn hình E3, người vận hành có thể giám sát và điều khiển nhanh các cấu trúc của Cenpes. Với Elipse Power, người vận hành có thể cân bằng công suất phát và công suất tiệu thụ, do đó tránh được tình trạng quá tải hệ thống trong trường hợp nguồn máy phát bị mất kết nối với lưới điện.

TRUNG TÂM DỊCH VỤ TIỆN ÍCH

Trung tâm dịch vụ tiện ích là trái tim của doanh nghiệp, chịu trách nhiệm phát điện và phân phối năng lượng, nước, chân không, hơi nước, và khí nén cho Cenpes. Trung tâm được thiết kế để cung cấp tối đa 40MW, đủ để cung cấp cho một thị trấn với 120 nghìn cư dân.

Trung tâm này bao gồm một trạm biến áp 138kV, tủ đo lường công suất, trạm xử lý nước thải và nước sinh hoạt, trung tâm nước đá, các tháp làm mát, và các thiết bị thông khí, nồi hơi, máy phát điện cho các tòa nhà. Trung tâm cũng gồm các: nhà sản xuất hóa chất và khí nén và trung tâm chân không.

Dự án này được phát triển phù hợp với cơ sở bên vững và hiệu quả sinh thái được sử dụng trong suốt quá trình mở rộng Cenpes bằng một hệ thống phát điện kết hợp giảm khối lượng sử dụng năng lượng và tái sử dụng nước.

Hình 2-Trung tâm dịch vụ tiện ích được điều khiển thông qua màn hình E3

TỦ ĐO LƯỜNG VÀ CÁC TRẠM ĐIỆN

Nhu cầu năng lượng hiện tại của trung tâm dịch vụ tiện ích là 15MW, một phần được cấp bởi các máy phát điện và một phần sử dụng điện lưới công cộng. Năng lượng của điện lưới được truyền tải bằng cáp ngầm qua các đường dây 138kV, tới trạm điện, và điện áp này được giảm xuống 13.2kV. Trạm điện này sẽ cấp 6MW cho Cenpes, và phần công suất còn lại sẽ được truyền tới các phòng được mở rộng trong dự án, từ đây năng lượng này được đưa tới toàn bộ các đơn vị cùng công suất của các máy phát điện.

THIẾT BỊ LÀM LẠNH VÀ ĐỘNG CƠ MÁY PHÁT

Năng lượng được phát liên tục từ các máy phát sử dụng nhiên liệu xăng rất quan trọng cho hệ thống phát điện. Các máy phát có thể tạo ra công xuất tối đa 8,6 MW, công suất này tương đương với 15 xe oto công thức 1 chạy ở tốc độ cao nhất. Nhiệt do đốt cháy nhiên liệu xăng bởi các đồng cơ được đưa tới các nồi hơi hồi phục, sử dụng nhiêt lượng để tạo ra hơi nước.

Lượng hơi sinh ra hàng ngày bởi các nồi hơi sẽ tương đương 300 vòi sen đun nước trong 24h. Một phần hơi nước được đưa tới các tòa nhà nằm trong tổ hợp và phần còn lại được hấp thụ bởi các thiết bị làm mát (chiller), được sử dụng cùng với nước để làm mát các động cơ của máy phát điện, phục vụ việc sản xuất nước đá dùng cho hệ thống điều hòa không khí.

Để đảm bảo sự tin cậy trong vận hành của trung tâm dữ liệu trong trường hợp khẩn cấp, một trung tâm nước đá sẽ hoạt động dự phòng, sẵn sàng được kích hoạt bất kỳ thời điểm nào. Hệ thống nước đá điều khiển môi trường cho hệ thống sẽ tạo ra 5.7 tấn nhiệt lạnh, tương đương với 5.7 nghìn máy điều hòa nhiệt độ.

DỰ PHÒNG MẤT NGUỒN

Elipse Power là công nghệ phía sau trong hệ thống sa thải phụ tải có chọn lọc- Selective Load Discard System (Sistema de Descarte Seletivo de Cargas – SDSC); phần mềm này sẽ giảm số tải vận hành trong trung tâm trong trường hợp mất nguồn cấp. Nếu đồng thời xảy ra mất nguồn lưới và gas tự nhiên, việc phân phối nguồn cho các hệ thống quan trọng sẽ được cấp bởi hệ thống UPS và các máy phát chạy nhiên liệu diesel.

Hình 3-Sa thải phụ tải được điều khiển thông qua màn hình của phần mềm Elipse Power

LỢI ÍCH

• Các thiết bị và các quá trình được giám sát tại trung tâm dịch vụ tiện ích của Cenpes, với công suất phát lên tới 40 MW.
• Phân tách mạng lưới phân phối.
• Thực hiện giám sát qua Web (Web Viewer).
• Hệ thống có cấu trúc mở.
• Tích hợp dễ dàng với các hệ thống khác.
• Phân phối công suất có thể được đưa tới các phụ tải ưu tiên trong trường hợp mất đồng thời nguồn điện lưới và nguồn máy phát chạy xăng.

THÔNG TIN KỸ THUẬT

Khách hàng: Petrobras

Đơn vị tích hợp: Petrobras, Utilities Center, Cenpes’s Expansion, và CIPD.

Gói phần mềm sử dụng: Elipse E3 và Elipse Power

Nền tảng phần mềm: Windows 7 và Windows Server 2008 R2

Số lượng license: 15

Số lượng thông tin (tag): 365.519

Giao thức sử dụng (I/O Driver): Modbus, Altus, FireNet, and IEC 61850