Ứng dụng scada trong hệ thống điện việt nam đã trở thành một giải pháp vượt trội cho việc quản lý và kiểm soát hiệu quả nguồn điện. Với sự phát triển không ngừng của công nghệ, SCADA – viết tắt của “Supervisory Control And Data Acquisition” – đã mang lại những tiện ích vô cùng đáng kể trong ngành điện. Thông qua việc tự động hóa quá trình giám sát, điều khiển và thu thập dữ liệu, SCADA giúp nâng cao độ tin cậy của hệ thống, tối ưu hoá hoạt động và giảm thiểu rủi ro. Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá sâu hơn về ứng dụng SCADA trong hệ thống điện Việt Nam và những lợi ích mà nó mang lại.

Hệ thống SCADA là gì?

ung-dung-scada-trong-he-thong-dien-viet-nam-1

Mô hình Hệ thống SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition – Điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu) là một công cụ tự động hóa được sử dụng trong nhiều lĩnh vực, bao gồm cả hệ thống điện, nhằm hỗ trợ quản lý kỹ thuật ở các cấp trực điều hành trong các hệ thống tự động công nghiệp. Hệ thống này sử dụng các thiết bị vi xử lý như PLC/RTU (Programmaple Logic Controller/ Remote Terminal Unit) để thu thập dữ liệu, điều khiển và giám sát quá trình hoạt động của các đối tượng quan trọng.

SCADA cung cấp thông tin quan trọng về các đối tượng và cho phép thực hiện các lệnh điều khiển cần thiết để đảm bảo hoạt động an toàn và hiệu quả của hệ thống. Hệ thống này đã phát triển song song với sự phát triển của các ngành công nghiệp khác như công nghiệp vi xử lý, viễn thông và tin học.

Kể từ những năm đầu thập niên 70, các nền công nghiệp phát triển đã chuyển dần sang tự động hóa. Việc sản xuất thủ công được thay thế bằng các hệ thống tự động trong các xí nghiệp công nghiệp. Đồng thời, công nghệ thông tin và phát triển mạnh mẽ của lĩnh vực tin học và phần mềm đã dẫn đến sự ra đời của các hệ thống tự động hóa điều khiển bằng chương trình. SCADA, với đặc điểm là một công cụ tự động hóa, đã được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, từ quản lý điều khiển trong sản xuất công nghiệp đến quản lý truyền tải và phân phối điện năng trong ngành Điện lực.

Khi chuyển sang cơ chế thị trường, Việt Nam đã bắt đầu quá trình công nghiệp hóa và tự động hóa. Các nhà máy và xí nghiệp được đầu tư với công nghệ tiên tiến và hệ thống SCADA đã được triển khai rộng rãi, lắp đặt tại nhiều nhà máy và xí nghiệp công nghiệp để đảm bảo sản xuất chất lượng cao.

Tại Việt Nam, công nghệ SCADA được nhập khẩu từ nhiều quốc gia công nghiệp tiên tiến, đồng nghĩa với việc hệ thống này mang tính đa dạng về mẫu mã, cấu trúc và chuẩn chủng loại. Mặc dù vậy, hầu hết các hệ thống SCADA đều tuân theo chuẩn công nghiệp chung do là một công nghệ công nghiệp mới. Hiện nay, SCADA trở thành một yếu tố không thể thiếu trong việc tự động hóa sản xuất ở các xí nghiệp công nghiệp đòi hỏi độ chính xác và tự động hóa cao.

Với sự phát triển chung của nền kinh tế, hệ thống điện đóng vai trò quan trọng không chỉ trong việc thúc đẩy tăng trưởng kinh tế mà còn đảm bảo an ninh, chính trị và quốc phòng. Việc sử dụng SCADA trong hệ thống điện Việt Nam là một bước quan trọng để đảm bảo cung cấp điện liên tục, vận hành hiệu quả và xử lý tình huống một cách nhanh chóng, đáp ứng yêu cầu của sự phát triển kinh tế.

Chức năng tổng quan của hệ thống SCADA

ung-dung-scada-trong-he-thong-dien-viet-nam-2

Hệ thống SCADA thực hiện nhiều chức năng quan trọng nhằm đáp ứng yêu cầu điều khiển giám sát trong hệ thống điện. Dưới đây là một số chức năng chính của hệ thống SCADA:

  • Thu thập dữ liệu từ xa: Hệ thống SCADA thu thập số liệu về sản lượng và thông số vận hành của các trạm biến áp thông qua đường truyền dữ liệu. Các số liệu này được truyền về trung tâm và lưu trữ trên máy tính chủ.
  • Hiển thị thông tin: Hệ thống SCADA hiển thị trạng thái hoạt động của các thiết bị điện dưới dạng đồ thị, sự kiện, báo động và báo cáo sản xuất.
  • Điều khiển từ xa: SCADA thực hiện việc điều khiển từ xa như đóng/mở máy cắt, cách ly dao, tiếp địa dao, thay đổi giá trị đầu phân áp máy biến áp và đặt giá trị của các rơle.
  • Dịch vụ truyền số liệu: Hệ thống SCADA cung cấp dịch vụ truyền số liệu trong hệ thống và ra ngoài hệ thống, bao gồm việc đọc và ghi số liệu vào PLC/RTU, trả lời các yêu cầu số liệu từ cấp trên và thao tác khác.
  • Tự động hóa việc điều khiển giám sát: Hệ thống SCADA kết hợp phần cứng và phần mềm vi tính để tự động hóa quá trình điều khiển giám sát cho một đối tượng trong hệ thống điện.

Đối với mỗi chức năng trên, hệ thống SCADA yêu cầu các bộ phận, phần cứng và phần mềm chuyên dụng để đáp ứng các yêu cầu đặc biệt. Ví dụ:

  • Phần đo và giám sát từ xa: Cần đảm bảo việc thu thập, lưu trữ, hiển thị và in ấn các số liệu cần thiết cho quản lý kỹ thuật.
  • Phần điều khiển thao tác từ xa: Phải đảm bảo tính an toàn và đáng tin cậy trong việc kiểm tra và điều khiển đóng/mở các thiết bị.

Cấu thành chính của hệ thống

ung-dung-scada-trong-he-thong-dien-viet-nam-3

Hệ thống SCADA bao gồm các thành phần chính được đặt tại các Trung tâm Điều độ hệ thống điện (như Điều độ hệ thống điện Quốc Gia, Điều độ hệ thống điện Miền, Điều độ hệ thống điện lưới phân phối). Các thành phần này bao gồm:

  • Máy tính chủ SCADA.
  • Máy tính chủ giao diện người dùng MMI (Man Machine Interface).
  • Máy tính chủ liên kết dữ liệu ICCP (Inter Control Center Protocol).
  • Máy tính chủ Lưu trữ dữ liệu HIS (Historical Information System).
  • Máy tính chủ Mô phỏng đào tạo điều độ viên theo thời gian thực DTS (Dispatcher Training Simulator) và Hệ thống phát triển DS (Development System).
  • Máy tính chủ ứng dụng (Application Server).
  • Các Trạm làm việc (Workstation PC).
  • Hệ thống hiển thị VPS (Video Projector System).
  • Thiết bị tiền xử lý thông tin CFE (Communication Front End Processor).
  • Thiết bị tập trung Modem.
  • Hệ thống thu nhận và phân phối tín hiệu đồng bộ từ tinh GPS (Global Positioning System).

Tất cả các thiết bị trên được kết nối thông qua mạng cục bộ LAN (Local Area Network), với cấu hình dự phòng nóng 1+1. Bus Ethernet chính hoạt động ở tốc độ 100Mbit/s, trong khi bus dự phòng hoạt động ở tốc độ 10Mbit/s.

Hệ thống SCADA tại Trung tâm sẽ kết nối với các RTU (Remote Terminal Unit) ở các trạm biến áp thông qua giao thức truyền tin IEC 870-5-101 master. Đồng thời, nó cũng kết nối với Hệ thống SCADA/EMS (Energy Management System) của Trung tâm Điều độ hệ thống.

Các ứng dụng của hệ thống SCADA trong hệ thống điện việt nam

ung-dung-scada-trong-he-thong-dien-viet-nam-4

Thường thì hệ thống SCADA được áp dụng khi cần tự động hóa các quy trình phức tạp mà việc kiểm soát bởi con người trở nên không khả thi. Trong hệ thống điện cụ thể, điều này bao gồm:

  • Yêu cầu một nguồn điện liên tục và một môi trường được bảo vệ.
  • Cần phải biết trạng thái của hệ thống điện phức tạp trong thời gian thực.
  • Cần giám sát và điều khiển hệ thống ở các vùng sâu, vùng xa.

Các lĩnh vực sản xuất, truyền tải và phân phối điện, giám sát, theo dõi và điều khiển là những khía cạnh chính trong tất cả các lĩnh vực này. Do đó, triển khai hệ thống SCADA trong hệ thống điện sẽ nâng cao hiệu quả tổng thể của hệ thống, nhằm tối ưu hóa, giám sát và điều khiển hệ thống phát điện, truyền tải và phân phối. Chức năng của SCADA trong mạng hệ thống điện mang lại độ tin cậy và ổn định cao hơn cho việc vận hành lưới điện tích hợp.

Ứng dụng SCADA cho các trạm phát điện 

SCADA mang đến giải pháp tối ưu cho mỗi quá trình liên quan đến vận hành phát điện linh hoạt với cấu trúc điều khiển tiên tiến. Bằng việc sử dụng PLC và các liên kết truyền thông bus mạnh mẽ, cùng với phần mềm và phần cứng SCADA, nó giám sát và điều khiển một số hoạt động bao gồm bảo vệ, giám sát và điều khiển. Việc ứng dụng SCADA được coi trọng trong các trạm phát điện nhằm cung cấp năng lượng đáng tin cậy, giảm thiểu chi phí vận hành và bảo vệ vốn đầu tư.

Các chức năng nổi bật của SCADA trong trạm phát điện bao gồm:

  • Giám sát liên tục tốc độ và tần số của máy điện.
  • Giám sát địa lý các quá trình cung cấp than và xử lý nước.
  • Lập kế hoạch vận hành phát điện.
  • Kiểm soát công suất phản kháng và hoạt động.
  • Bảo vệ lò hơi và tuabin, và giám sát tình trạng của chúng trong trường hợp nhà máy nhiệt điện.
  • Giám sát các trang trại năng lượng tái tạo và lập kế hoạch điều độ phụ tải.
  • Lên lịch tải.
  • Xử lý dữ liệu lịch sử của tất cả các tham số liên quan đến thế hệ.
  • Giám sát trạng thái của cầu dao, rơ le bảo vệ và các thiết bị an toàn khác.
  • Giám sát sức khỏe của bộ máy nguồn.
  • Ghi lại trình tự các sự kiện.
  • Quản lý cân bằng của nhà máy (BOP) là các hệ thống phụ trợ và các bộ phận hỗ trợ cần thiết để vận hành tổ máy phát điện chính và cung cấp năng lượng. Hệ thống SCADA cũng có hiệu quả cao trong việc giám sát cân bằng của nhà máy.

Ứng dụng SCADA cho hệ thống truyền tải điện

ung-dung-scada-trong-he-thong-dien-viet-nam-5

Các thông số mô hình mạch tương ứng của đường truyền thường có sai số so với các giá trị được đo bởi hệ thống SCADA. Nếu không có việc áp dụng SCADA vào hệ thống, những sai lệch này có thể gây ra lỗi trong công tác kinh tế, dẫn đến tăng chi phí hoặc lập hóa đơn không chính xác. Những lỗi này cũng có thể ảnh hưởng đến phân tích và ước lượng trạng thái, phân tích dự phòng, phân tích ngắn mạch, chuyển tiếp khoảng cách, tính toán độ ổn định của máy và lập kế hoạch truyền tải trong trường hợp mở rộng. Do đó, việc áp dụng SCADA vào hệ thống truyền dẫn được coi là rất quan trọng.

Một số chức năng chính của SCADA trong hệ thống truyền tải điện bao gồm:

  • Dịch vụ định tuyến lại để bảo trì trạm.
  • Phục hồi dịch vụ.
  • Giao diện/tương tác với rơle bảo vệ.
  • Quản lý điều chỉnh điện áp.
  • Tải điều khiển bộ thay đổi vòi.
  • Quản lý máy biến áp.
  • Mô hình thời gian thực.
  • Điều khiển cách ly mạch tự động và màn hình điều khiển công tắc tương tác.
  • Giao diện hiển thị theo thời gian thực.
  • Ghi nhật ký vận hành và bảo trì trực tuyến.
  • Chẩn đoán hệ thống tự động bằng cách sử dụng cảnh báo từ bộ điều khiển do hệ thống xác định (quản lý cảnh báo).

Ứng dụng scadang dụng SCADA cho hệ thống phân phối điện

Hệ thống phân phối điện đảm nhận việc phân tán điện từ các trạm biến áp phân phối đến các phụ tải. Nhiều công ty tiện ích dựa vào lao động thủ công để thực hiện các nhiệm vụ phân phối như ngắt nguồn điện cho tải, kiểm tra hàng giờ các chỉ số chính, chẩn đoán lỗi, v.v. Việc áp dụng SCADA cho việc phân phối điện không chỉ giảm hoạt động lao động thủ công và chi phí, mà còn tạo điều kiện thuận lợi cho các quy trình trơn tru bằng cách giảm sự gián đoạn.

Hệ thống SCADA thu thập dữ liệu từ các trạm biến áp điện khác nhau và xử lý tương ứng. Các PLC trong trạm biến áp liên tục giám sát các thành phần của trạm biến áp và truyền dữ liệu tương ứng đến hệ thống trung tâm. Hệ thống SCADA phụ trách:

  • Nâng cao hiệu quả bằng cách duy trì một dải hệ số công suất có thể chấp nhận được.
  • Hạn chế nhu cầu năng lượng cao điểm.
  • Tạo xu hướng và báo động cho các nhà khai thác bằng cách xác định vị trí vấn đề.
  • Thu thập dữ liệu lịch sử và xem dữ liệu đó từ các vị trí từ xa và hầu như không thể tiếp cận.
  • Phản hồi nhanh chóng khi dịch vụ khách hàng bị gián đoạn.
  • Tự động hóa bộ nạp và bộ phân đoạn tải.
  • Cung cấp khả năng điều khiển tự động vượt mức của các tụ điện.
  • Đọc đồng hồ tự động.
  • Điều khiển ngắt mạch, khóa và khóa liên động.
  • Liên tục giám sát và kiểm soát các thông số điện khác nhau trong điều kiện bình thường và bất thường.

=> Xem thêm: Ưng dụng của scada trong hệ thống điện

Tại sao nên chọn hệ thống SCADA giám sát và quản lý điện năng của Max Electric Việt Nam?

ung-dung-scada-trong-he-thong-dien-viet-nam-6

Max Electric Việt Nam là đơn vị chuyên cung cấp giải pháp tích hợp hệ thống SCADA – giải pháp điều khiển và giám sát SCADA. Chúng tôi là chuyên gia trong lĩnh vực cung cấp hệ thống SCADA giám sát và quản lý điện năng. Khách hàng tin tưởng và chọn chúng tôi vì:

Cung cấp thiết bị giám sát điều khiển và phần mềm Max Electric: Chúng tôi cung cấp các thiết bị giám sát điều khiển và phần mềm Max Electric chất lượng cao, đảm bảo hiệu suất tốt và độ tin cậy cao.

  • Phần mềm SCADA thu thập dữ liệu chính xác, hoạt động 24/24: Phần mềm SCADA của chúng tôi hoạt động liên tục 24 giờ mỗi ngày và thu thập dữ liệu điện năng chính xác từ các vị trí trong hệ thống.
  • Theo dõi và đánh giá chi tiết lượng điện năng tiêu thụ: Hệ thống của chúng tôi giúp theo dõi và đánh giá chi tiết lượng điện năng tiêu thụ từ tổng quan đến từng vị trí trong hệ thống.
  • Nâng cao hiệu quả và tiết kiệm chi phí: Sử dụng hệ thống SCADA của chúng tôi giúp nâng cao hiệu quả và tiết kiệm chi phí vật tư và các chi phí liên quan.
  • Giảm rủi ro và xử lý sự cố nhanh chóng: Hệ thống SCADA của chúng tôi giúp xác định nguyên nhân sự cố và xử lý nhanh chóng, giảm thiểu rủi ro xảy ra.
  • Chủ động lên kế hoạch bảo hành bảo trì, giảm thời gian chết của máy móc: Chúng tôi chủ động lên kế hoạch bảo hành bảo trì, giúp giảm thời gian dừng máy móc.
  • Tự động hóa hệ thống giúp giảm thời gian, sai sót và chi phí nhân công: Hệ thống tự động hóa của chúng tôi giúp giảm thời gian, sai sót và chi phí nhân công.
  • Theo dõi tập trung toàn bộ các khu vực theo thời gian thực: Hệ thống của chúng tôi cho phép theo dõi tập trung toàn bộ các khu vực theo thời gian thực.

Hệ thống của chúng tôi không chỉ giúp tiết kiệm chi phí và giảm thiểu điện năng thừa cho nhà máy lắp đặt, mà còn đóng góp vào việc tiết kiệm tài nguyên quốc gia.

Kết luận

Ứng dụng SCADA trong hệ thống điện Việt Nam đã đóng góp một vai trò quan trọng trong việc giám sát và quản lý điện năng. Sự kết hợp giữa công nghệ SCADA và hệ thống điện hiện đại đã mang lại nhiều lợi ích đáng kể. SCADA cho phép theo dõi và kiểm soát toàn bộ quy trình hoạt động của hệ thống điện, từ việc thu thập dữ liệu, phân tích, đánh giá đến xử lý sự cố. Điều này giúp tăng cường hiệu quả vận hành, đảm bảo an toàn và ổn định, đồng thời giảm thiểu lãng phí năng lượng và tác động tiêu cực đến môi trường. Với ứng dụng SCADA trong hệ thống điện Việt Nam, ta có một cơ sở hạ tầng điện hiện đại, đáng tin cậy và bền vững.

Hệ thống điều khiển SCADA của Max Electric Việt Nam là một giải pháp đột phá trong việc quản lý và giám sát hệ thống điện. Với sự kết hợp giữa công nghệ tiên tiến và sự chuyên môn của đội ngũ chuyên gia, Max Electric đã tạo ra một hệ thống mạnh mẽ và linh hoạt.