Thông tin chuyên ngành Xi măng Việt Nam

Kinh nghiệm vận hành

Ứng dụng CNTT và truyền thông trong điều hành lưới điện (P2)

15/05/2017 10:30:17 AM

(ximang.vn) Hệ thống lưới điện hình thành và phát triển từ hàng trăm năm đến nay đều tuân theo cấu trúc phát điện, truyền tải và phân phối đến hộ tiêu thụ, tức là bên bán điện chủ động hoàn toàn việc cung cấp và phân phối mà không có sự tương tác trở lại của bên mua điện. Các hộ dùng điện không được cung cấp đầy đủ thông tin, không được tự lựa chọn nguồn cung cấp và không chủ động tham gia vào việc vận hành tối ưu hệ thống. Một hệ thống điện vận hành cho phép tương tác hai chiều giữa nhà cung cấp và khách hàng sẽ tránh cho bên dùng điện những thiệt hại lớn không đáng có trong quá trình sản xuất do độ tin cậy cung cấp điện và chất lượng nguồn điện không đảm bảo.

>> Ứng dụng CNTT và truyền thông trong điều hành lưới điện (P1)​

1. Trang bị Hệ thống Scada

Nòng cốt của lưới điện thông minh là hệ thống SCADA tiên tiến. Hệ thống SCADA hoạt động bằng cách nhận các số liệu thời gian thực đã được mã hóa từ các thiết bị điều khiển từ xa, các cảm biến hiện trường để điều khiển, giám sát và lưu trữ số liệu cũng như quản lý lưới điện một cách thống nhất.

Hệ thống SCADA bao gồm hai thành phần là phần cứng và phần mềm. Phần cứng bao gồm MTU (cụm máy chủ) đặt tại phòng điều khiển trung tâm, RTU (cụm thiết bị đầu cuối) hoặc bộ PLC được đặt phân bố ngoài hiện trường và mạng truyền thông. Phần mềm thực hiện chức năng thu thập, lưu trữ và truy cập các dữ liệu thu thập, tính toán dải thông số, điều khiển hệ thống, xử lý lỗi, cung cấp giao diện HMI, tạo báo cáo và báo động...

Cụm máy chủ MTU là phần lõi của hệ thống SCADA, nó có thể là bộ máy tính chuyên dụng hoặc một server mạng thực hiện việc giao tiếp với các cụm thiết bị đầu/cuối RTU hay bộ điều khiển PLC  ở  ngoài  hiện  trường.  Nó kết nối truyền thông, thu thập số liệu, lưu trữ số liệu trong cơ sở dữ liệu, cung cấp giao diện vận hành và gửi thông tin cho các hệ thống khác. Nó cho phép người sử dụng thực hiện chức năng điều khiển thiết bị hiện trường như thao tác đóng/cắt máy cắt, cầu dao điện tùy thuộc vào dữ liệu thu thập được; nó liên tục liên lạc với các thiết bị khác trong trạm điện để tạo điều kiện ghi lại số liệu, xử lý báo động, hiển thị đường cong, báo cáo, giao diện đồ họa và an toàn hệ thống.

Cụm thiết bị đầu cuối RTU (hoặc PLC) thu thập các thông tin có sẵn từ thiết bị hiện trường. Mỗi RTU được kết nối với vài cảm biến và bộ truyền động khác nhau, ở khu vực mà chúng phụ trách. Thông tin thu thập được chúng gửi đến MTU và nhận lệnh từ MTU điều khiển phù hợp các bộ truyền động. Nhiều bộ RTU lưu trữ dữ liệu trong cơ sở dữ liệu của chúng và đợi lệnh  từ MTU để gửi hoặc truyền số liệu. Trong các hệ thống phức tạp, các PLC được sử dụng như RTU trực tiếp truyền dữ liệu hiện trường và điều khiển các thông số mà không có yêu cầu từ MTU. Nó dùng mạng khu vực để giao tiếp với các thiết bị hiện trường thông minh khác nhau.

Thiết bị truyền thông/mạng có nhiệm vụ liên kết giữa RTU (ngoài hiện trường) và MTU (trong phòng điều khiển). Truyền thông có thể là có dây hoặc không dây hoặc qua mạng internet, cung cấp liên lạc 2 chiều và không bị gián đoạn giữa RTU và MTU. Thiết bị mạng truyền thông có thể dùng cáp  xoắn  đôi, cáp đồng trục kim loại, cáp quang, vệ tinh, sóng radio tần số cao, đường dây điện thoại...

Phần mềm SCADA là một phần quan trọng của mỗi hệ thống SCADA, nó đưa thông tin đến người sử dụng và cũng cho phép người dùng can thiệp vào điều khiển quá trình. Phần mềm này bao gồm hệ điều hành máy tính, quản lý mạng truyền thông, công cụ đồ họa cho HMI, quản lý cơ sở dữ liệu và công cụ báo cáo chung.

SCADA trong trạm biến áp 110kV

Hình 2 minh họa cấu trúc của SCADA trong hệ thống phân phối điện, mà ở đó nó thu thập toàn bộ dữ liệu từ các lộ điện hoặc trạm điện khác nhau (thậm chí là ở xa) và quá trình tương ứng của số liệu. Bộ điều khiển logic lập trình PLC trong trạm điện giám sát liên tục các thành phần của trạm và truyền chúng một cách tương ứng tới máy tính trung tâm của hệ SCADA.
 

Các bộ cảm biến, thiết bị rơ le điện tử kỹ thuật số gắn trong tủ máy cắt, cầu dao điện, máy biến áp thu thập dữ liệu khác nhau về dòng điện, điện áp, công suất, nhiệt độ và tình trạng chuyển mạch của thiết bị. Các dữ liệu này được truyền đến các RTU, mà nó lần lượt được quét theo nhịp bởi một hệ thống SCADA. Thông tin về tình trạng thiết bị gồm:

- Trạng thái đóng-mở của các máy cắt, cầu dao điện, cầu dao tiếp đất;

- Giá trị dòng điện, điện áp, công suất, tần số, hệ số công suất...

- Sản lượng điện tiêu thụ;

- Vị trí nấc chuyển đổi điện áp của máy biến áp;

- Nhiệt độ dầu, nhiệt độ cuộn dây máy biến áp truyền tải...

Trong trường hợp mất điện bất kỳ nào đó, hệ thống SCADA cho phép phát hiện chính xác   vị trí xảy ra sự cố mà không chờ các cuộc gọi từ bên khách hàng, SCADA đưa ra hệ thống báo động để người vận hành biết và ngăn chặn. Cũng như vậy, ở các trạm điện SCADA thực hiện chức năng bảo vệ, điều khiển tự động các cầu dao và máy cắt vi phạm thông số giới hạn, nhờ đó kiểm tra liên tục các thông số đối với các trạm không người trực. Một số chức năng của hệ thống SCADA ở hệ thống phân phối điện như sau:

- Nâng cao hiệu quả hệ thống năng lượng bằng cách duy trì hệ số công suất ở dải chấp nhận được, nâng cao chất lượng cung cấp điện và độ tin cậy trong vận hành;

- Theo dõi tình trạng phụ tải và sản lượng điện theo thời gian thực tại các nút trên lưới điện, linh hoạt điều hành hệ thống, hạn chế nhu cầu công suất đỉnh, sa thải phụ tải khẩn cấp khi có sự cố xảy ra góp phần giữ ổn định hệ thống;

- Giám sát liên tục các thông số vận hành, tình trạng làm việc của thiết bị, cảnh báo sự cố và điều khiển thiết bị được cập nhật theo thời gian thực trong điều kiện bình thường và bất thường; đưa ra các mệnh lệnh điều độ vận hành hợp lý;

- Hiển thị và báo động cho phép người vận hành giải quyết các vận đề tại chỗ;

- Lưu trữ số liệu lịch sử và cho phép truy cập từ xa;

- Phản ứng nhanh với sự cố, khôi phục tình trạng cấp điện bình thường của hệ thống.

2. Trang bị Hệ thống quản lý năng lượng

Hệ thống quản lý điện năng có chức năng quản lý và giám sát toàn bộ hệ thống điện của nhà máy bằng hệ thống thiết bị theo dõi các thông số kỹ thuật về tiêu thụ điện năng như: kWh, kVAr,... Đây là những thông số được giám sát chặt chẽ, được lưu trữ và lập thành các báo cáo về tình hình hoạt động, tiêu thụ năng lượng của từng hộ phụ tải, một nhóm thiết bị, một lộ điện hoặc của cả dây chuyền sản xuất. Quản lý chặt chẽ sử dụng năng lượng cho phép giảm chi phí vận hành, giảm suất tiêu hao năng lượng trên đơn vị sản phẩm, nâng cao hiệu quả sử dụng thiết bị, giảm chi phí sản xuất.
 

Phần cứng bao gồm máy tính, hệ thống mạng, các bộ đo đếm điện năng điện tử kỹ thuật số lắp đặt tại từng lộ điện (của một thiết bị công suất đáng kể hay một nhóm thiết bị). Phần mềm ứng dụng sẽ thu thập số liệu, thông tin trên toàn hệ thống thực hiện lưu trữ, phân tích, đánh giá trạng thái tiêu thụ năng lượng, đưa ra biểu đồ phụ tải, các báo cáo về tiêu thụ điện, dự báo xu hướng tăng-giảm phụ tải từ đó đưa ra các phương án vận hành tối ưu trong từng thời điểm thích hợp nhằm giảm tổn thất điện năng, giảm chi phí năng lượng.

Lợi ích của hệ thống quản lý năng lượng: Hệ thống quản lý điện năng giúp nhà máy đánh giá sự tiêu thụ điện năng một cách tự động, liên tục và chính xác; giảm chi phí nhân công để ghi lại dữ liệu từ các công tơ điện, tạo lập báo cáo; giảm được sai sót trong quá trình thu thập dữ liệu bằng tay, nhờ đó tăng độ chính xác của số liệu báo cáo; giảm chi phí quản lý, chi phí sản  xuất.  Kiểm  soát số liệu điện năng tiêu thụ liên tục trong toàn bộ thời gian và tại tất cả các trạm điện, lộ điện, thiết bị sử dụng điện làm căn cứ xây dựng kế hoạch sản xuất, chương trình tiết kiệm năng lượng và quyết định đầu tư mở rộng sản xuất.

3. Cải tạo lưới điện trong nhà máy

Đây là cơ sở rất quan trọng tạo nên lưới điện thông minh, nó cho phép sử dụng năng lượng tiết kiệm, hiệu quả, làm căn cứ để áp dụng các chương trình tối ưu hóa hệ thống. Để có cơ sở cho công việc cải tạo lưới điện cần thiết phải đo lường, phân tích đánh giá lại toàn bộ hệ thống lưới điện từ đó đưa ra các giải pháp áp dụng hợp lý. Cải tạo lưới điện trong nhà máy cơ bản bao gồm các công việc bố trí lại sơ đồ cấp điện, cải tạo hệ số công suất của lưới, phân bố lại phụ tải máy biến áp, thay thế các động cơ, máy biến áp non  tải, trang bị các thiết bị điện tử số thông minh, thay thế động cơ hiệu suất thấp bằng thiết bị hiệu suất cao...

Đối với lộ điện cấp điện cho thiết bị công suất lớn hoặc một nhóm thiết bị hoặc một công đoạn sản xuất cần trang bị thiết bị đóng/cắt có tích hợp bộ rơ le điện tử số vi xử lý, công tơ điện tử 3 mức giá có cổng chuẩn truyền thông để kết nối với hệ thống quản lý năng lượng.

Sơ đồ cấp điện trong nhà máy được bố trí hợp lý sẽ góp phần giảm bớt tổn thất điện năng, các phụ tải gần nguồn cung cấp sẽ cải thiện tốt tình trạng khởi động và tốn ít vật tư lắp đặt. Do đó cần xem xét sơ đồ cấp điện, sơ đồ bố trí các trạm điện, tình trạng mang tải của các máy biến áp. Các thiết bị máy biến áp, động cơ điện vận hành ở chế độ non tải gây ra các bất lợi như tổn hao điện năng, làm giảm hệ số công suất của hệ thống. Xem xét thay thế các động cơ điện, máy biến áp non tải bằng động cơ, máy biến áp hiệu suất cao có công suất danh định phù hợp.

Vận hành trong tình trạng hệ số công suất thấp gây ra các bất lợi như tổn thất điện áp, tổn thất công suất, tiêu phí năng lượng và làm các động cơ điện phải làm việc trong tình trạng khó khăn, thấp áp, nhiệt độ tăng cao. Cho nên phải thực hiện bù hệ số công suất cho lưới điện, việc lắp đặt các bộ tụ bù cần phân bố trên toàn hệ thống ở các cấp điện áp trung áp và hạ áp, đi cùng với các phụ tải công suất lớn.

Các phụ tải sử dụng biến tần điện tử dễ phát sinh sóng  hài bậc cao gây ảnh hưởng xấu tới chất lượng nguồn điện, làm tăng dòng điện gây quá tải, là nguồn sinh nhiệt làm nóng máy biến áp, cáp dẫn điện và động cơ điện, làm giảm tuổi thọ thiết bị; gây ra rung động và tiếng ồn trong máy điện; tăng khả năng gây cộng hưởng, dẫn đến quá điện áp làm hỏng thiết bị; gây nhiễu cho thiết bị điện tử. Vì vậy, các bộ biến tần cần được trang bị các bộ lọc sóng hài đường dây (bộ lọc bị động). Ngoài ra, cần đo đạc, khảo sát, đo đạc các thành phần hài bậc cao ở các nút lưới, nếu vượt giá trị cho phép, cần phải lắp đặt các bộ lọc tích cực xử lý các hài bậc cao ở các vị trí cần thiết.
(Hết)
Quỳnh Trang (Theo TTKHKT Xi măng)

 

Các tin khác:

Ứng dụng CNTT và truyền thông trong điều hành lưới điện (P1) ()

Giải pháp nâng cấp, cải thiện hiệu suất lọc bụi tĩnh điện trong nhà máy xi măng ()

Hệ thống Giám sát bằng công nghệ tia X ()

Hệ thống Thu thập số liệu giám sát phát thải tự động liên tục (P2) ()

Hệ thống Thu thập số liệu giám sát phát thải tự động liên tục (P1) ()

Cải tạo quạt ID, nâng cao công suất lò nung tại nhà máy Vicem Hải Phòng (P2) ()

Kinh nghiệm tiết kiệm 30% điện năng tiêu thụ của lò nung clinker (P1) ()

Cải tạo quạt ID, nâng cao công suất lò nung tại nhà máy Vicem Hải Phòng (P1) ()

Ảnh hưởng của bộ biến đổi điện đến chất lượng điện năng trong nhà máy xi măng (P4) ()

Ảnh hưởng của bộ biến đổi điện đến chất lượng điện năng trong nhà máy xi măng (P3) ()

TIN MỚI

ĐỌC NHIỀU NHẤT

banner vicem 2023
banner mapei2
bannergiavlxd
faq

Bảng giá :

Chủng loại

ĐVT

Giá bán

Insee

1.000đ/tấn

1.800

Starcemt

1.000đ/tấn

1.760

Chifon

1.000đ/tấn

1.530

Hoàng Thạch

1.000đ/tấn

1.490

Bút Sơn

1.000đ/tấn

1.450

Chủng loại

ĐVT

Giá bán

Insee đa dụng

1.000đ/tấn

1.830

Kiên Giang

1.000đ/tấn

1.670

Vicem Hà Tiên

1.000đ/tấn

1.650

Tây Đô

1.000đ/tấn

1.553

Hà Tiên - Kiên Giang

1.000đ/tấn

1.440

Chủng loại

ĐVT

Giá bán

Xem bảng giá chi tiết hơn

Chủng loại

ĐVT

Giá bán

Hòa Phát

đồng/kg

18.940

Việt Ý

đồng/kg

18.890

Việt Đức

đồng/kg

18.880

Kyoei

đồng/kg

18.880

Việt Nhật

đồng/kg

18.820

Thái Nguyên

đồng/kg

19.390

Chủng loại

ĐVT

Giá bán

Hòa Phát

đồng/kg

19.040

Việt Ý

đồng/kg

18.990

Việt Đức

đồng/kg

19.180

Kyoei

đồng/kg

19.080

Việt Nhật

đồng/kg

18.920

Thái Nguyên

đồng/kg

19.540

Chủng loại

ĐVT

Giá bán

Hòa Phát

đồng/kg

18.890

Việt Ý

đồng/kg

18.840

Việt Đức

đồng/kg

18.830

Kyoei

đồng/kg

18.830

Việt Nhật

đồng/kg

18.770

Thái Nguyên

đồng/kg

19.340

Xem bảng giá chi tiết hơn

Vicem hướng tới công nghệ mới ngành Xi măng

Xem các video khác

Thăm dò ý kiến

Theo bạn, yếu tố nào thúc đẩy tiêu thụ VLXD hiện nay?