Giải pháp kết nối trong vận hành với các
nhà máy thủy điện
Các Nhà máy thủy điện vừa và nhỏ (công suất lắp máy 1-30MW) khi đưa
vào vận hành cần phải kết nối với hệ thống SCADA của Trung tâm điều độ-
kinh doanh c
ủa Công ty điện lực đã ký hợp đồng mua điện. Ngoài ra bản
thân Chủ đầu tư cũng cần giám sát được quá trình vận hành của nhà máy để
phục vụ công tác quản lý.
1. Đặt vấn đề
Các Nhà máy thủy điện vừa và nhỏ (công suất lắp máy 1-30MW) khi đưa
vào vận hành cần phải kết nối với hệ thống SCADA của Trung tâm điều độ-
kinh doanh c
ủa Công ty điện lực đã ký hợp đồng mua điện. Ngoài ra bản
thân Chủ đầu tư cũng cần giám sát được quá trình vận hành của nhà máy để
phục vụ công tác quản lý. Tuy nhiên, hầu hết các nhà máy thủy điện nhỏ từ
trước đến nay khi đưa vào vận hành đều không thực hiện được công tác n
ày,
m
ột số lý do chủ yếu như sau:
. Không thể thiết lập đường truyền hữu tuyến để kết nối
. Công nghệ điều khiển và thiết bị đầu cuối không phù hợp
. Chủ đầu tư không đưa ra được yêu cầu kỹ thuật và khối lượng chi tiết cho
công việc này
Công ty ATS v
ới hơn 10 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực điều khiển, bảo vệ
và tích hợp hệ thống đã nghiên cứu và phát triển thành công giải pháp kết
nối các nhà máy thủy điện vừa và nhỏ nhằm đáp ứng yêu cầu về thông tin và
d
ữ liệu phục vụ công tác quản lý vận hành, giám sát và kinh doanh mua/bán
điện.
2. Đánh giá hiện trạng

qu
ản lý đo đếm điện năng của các Công ty điện lực. Bên cạnh đó, do các nhà
máy th
ủy điện vừa và nhỏ thường được xây dựng tại các vùng sâu nên việc
thiết lập một được truyền hữu tuyến (4W) như các giải pháp kết nối hiện nay
đ
òi hỏi chi phí rất tốn kém kể cả đầu tư ban đầu và chi phí vận hành hàng
tháng.
Tuy nhiên, các yêu c
ầu kết nối này là bắt buộc đối với các nhà máy điện theo
Qui định đấu nối ban h
ành kèm Quyết định 37 của Bộ Công Nghiệp (nay là
B
ộ Công Thương). Đặc biệt với các nhà máy tham gia chương trình mua bán
phát th
ải CDM thì việc kết nối, lưu trữ dữ liệu đo đếm điện năng phát lên
lưới điện là một trong những điều kiện cần thiết để bên mua CDM có thể
tính toán được lượng phát thải được hưởng.
/>Hình 2 1: Ki
ến trúc chung hệ thống DCS của các nhà máy thủy điện 2.3 Các
ứng dụng trợ giúp quyết định v
à vận hành tối ưu
2.3.1 Dự báo thủy văn
Hiện nay tại các nhà máy mới chỉ có hệ thống ghi chép thống kê thủy văn
của các dòng sông liên quan đến nhà máy điện. Một hệ thống dự báo thủy
văn vẫn chưa được trang bị để tính toán vận h
ành hồ chứa như là một dữ
kiện đầu vào phục vụ công tác lập kế hoạch vận hành nhà máy.
2.3.2 Tính toán t
ối ưu phát điện và phối hợp các Nhà máy bậc thang

ho
ặc VNPT
. Kết nối bằng GPRS trên nền GSM của các nhà cung cấp dịch vụ
Bảng dưới đây đánh giá sơ bộ về một số chỉ tiêu đánh giá các giải pháp kết
nối khác nhau:
Mạng và Nhà cung cấp
Chất lượng đường truyền
Tiến độ
Vùng dịch vụ
Chất lượng phục vụ
Chi phí
Tùy vào t
ừng địa điểm cụ thể các Nhà máy thủy điện sẽ cùng với đơn vị cấp
hàng lựa chọn giải pháp tối ưu nhất khi đánh giá cụ thể các chỉ tiêu ở trên.
3. Gi
ải pháp kỹ thuật
ATS đưa ra giải pháp để xây dựng hệ thống Quản lý vận h
ành (Operational
Control Centre-
OCC) như được mô tả ở các phần tiếp sau đây.
3.1 Hệ thống đáp ứng các yêu cầu cơ bản sau:
. Hệ thống mở - Cấu trúc Hệ thống OCC của Công ty thủy điện sẽ tuân thủ
các yêu cầu của các tiêu chuẩn Quốc tế hoặc các tiêu chuẩn được sử dụng
rộng rãi trong công nghiệp.
. Khả năng bảo dưỡng – Cấu trúc Hệ thống OCC sẽ hỗ trợ bảo dưỡng tại chỗ
các thành phần, mà không cần sự hỗ trợ của nhà cấp hàng đối với hoạt động
vận hành và bảo dưỡng thường xuyên và định kỳ.
. Nền tảng phát triển ứng dụng – Cấu trúc Hệ thống OCC sẽ cung cấp một
nền tảng mạnh để phát triển các ứng dụng điều khiển giám sát, quản lý vận
hành tối ưu, trao đổi thông tin dữ liệu với các hệ thống nội bộ và bên ngoài.

• Ph
ần ở nhà máy điện:
- Giải pháp 1: Hệ thống DCS ở tại các nhà máy điện sẽ trao đổi dữ liệu với
hệ thống SCADA và OCC thông qua cơ sở dữ liệu thời gian thực (real-time
database) v
ới các cơ chế biến đổi dữ liệu phù hợp. Cơ chế này đảm bảo việc
dữ liệu được cập nhật một cách đồng thời giữa hệ thống DCS tại nhà máy và
h
ệ thống OCC. Với cách thức trao đổi dữ liệu kiểu này việc giám sát điều
khiển tại OCC hoàn toàn giống như ngồi trong phòng điều khiển của các nhà
máy.
- Gi
ải pháp 2: Tại các nhà máy thủy điện sẽ lắp thêm thiết bị thu thập dữ liệu
đo đếm, trạng thái v
à cảnh báo của các thiết bị trong nhà máy để truyền về
SCADA và Trung tâm Giám sát Điều khiển. Các công tơ ranh giới đo đếm
kể cả chính và dự phòng cũng sẽ được kết nối trên cùng đường truyền.
• Hệ thống viễn thông: Hệ thống viễn thông giữa các Nhà máy điện và Trung
tâm OCC s
ẽ sử dụng một trong những giải pháp đã xem xét ở trên làm giải
pháp chính và có thể lựa chọn thêm giải pháp dự phòng với tiêu chí cơ bản
là giải pháp nào sẵn sàng nhất và chi phí thấp nhất.
Giải pháp kết nối cơ bản được thể hiện trong hình vẽ dưới đây:

Hình 3 1: K
ết nối cơ bản của hệ thống thu thập dữ liệu và kết nối SCADA
3.2.2 Hệ thống Phần mềm
Tại Trung tâm Điều khiển, mạng LAN sẽ được cấu hình để hỗ trợ cấu trúc
Client/Server, cũng như các máy tính front-end để giao tiếp với hệ thống thu
thập và trao đổi dữ liệu với các nhà máy điện cũng như các trung tâm khác.

• Một điểm quan trọng là lớp này cần được trang bị hệ thống xử lý logic
dạng SoftPLC – Logic processor theo tiêu chuẩn IEC61131 để trợ giúp
người xử dụng thiết lập các sơ đồ logic giám sát và điều khiển ph
ù hợp với
các ứng dụng của mình.
• Đây là lớp đặc biệt quan trọng vì mọi ứng dụng đều truy cập dữ liệu thông
qua nó trong đó hệ thống SCADA trao đổi dữ liệu bằng giao thức IEC
60870-5-101 và hệ thống đo đếm bằng giao thức IEC62056-21.