Một số giải pháp nâng cao hiệu quả khai thác hệ thống scada/dms phục vụ công tác điều độ thời gian thực

ư, triển khai có hiệu quả hệ thống SCADA/DMS hiện có, cũng như đưa ra các 
mục tiêu, giải pháp, để có một lộ trình nâng cấp, đầu tư mới có trọng điểm phù hợp từng 
giai đoạn cụ thể để đạt được các chỉ tiêu phát triển lưới điện thông minh kinh tế, minh 
bạch và rõ ràng nhất. Dự kiến mô hình định hướng triển khai như sau: 
 Xây dựng 01 TTĐK đặt tại Trung tâm Điều độ HTĐ TP. Hà Nội. 
 Thành lập các tổ TTLĐ đặt tại các TBA. 
 Tại các công ty điện lực quận, huyện trang bị hệ thống kết nối đến các 
Recloser, RMU, LBS, thiết bị cảnh báo sự cố có truyền thông. 
 TTĐK sẽ kết nối đến các trạm 220/500 kV cấp điện cho Thành phố Hà Nội do 
Công ty Truyền tại 1 quản lý (lấy các tín hiệu phía trung thế). 
 Kết nối ICCP giữa hệ thống SCADA của Trung tâm Điều độ Hệ thống điện 
TP. Hà Nội với Trung tâm Điều độ HTĐ miền Bắc để chia sẻ và trao đổi dữ liệu qua 
giao thức ICCP theo lộ trình định hướng tại Công văn số 4725/ EVN KTSX. 
 Áp dụng các bài toán DMS vào công tác Quản lý năng lượng phân phối là yêu 
cầu trọng tâm sau khi thành lập TTĐK của EVNHANOI trong năm 2017. 
 Sắp xếp, tổ chức và kiện toàn các phòng ban của Trung tâm Điều độ Hệ thống 
điện TP. Hà Nội đáp ứng yêu cầu tự động hoá trong đo lường và điều khiển lưới điện 
trong thời gian tới. 
 Lập kế hoạch xây dựng một hệ thống SCADA mới có khả năng dự phòng và 
chia sẻ thông tin giữa Trung tâm Điều độ Hệ thống điện TP. Hà Nội và Công ty lưới 
điện cao thế TP. Hà Nội. Đặc biệt trang bị đầy đủ các bài toán ứng dụng cần thiết đáp 
ứng lộ trình lưới điện thông minh “Smart grid” của EVN và Chính phủ. 
 Đáp ứng lộ trình phát triển lưới điện thông minh của Chính phủ cũng như các 
chỉ đạo của Tập đoàn Điện lực Việt Nam về phát triển các Trung tâm điều khiển và 
TBA 220/110 kV không người trực. 
 Áp dụng các giải pháp tự động hóa lưới điện cao áp, trung áp nhằm nâng cao 
độ tin cậy, an toàn, kinh tế và ổn định trong cung cấp điện cho khách hàng. Từng bước 
hiện đại hóa công nghệ để nâng cao năng suất lao động và giảm số lượng nhân viên vận 
hành tại các trạm biến áp. 
 Nâng cao hiệu quả công tác chỉ đạo quản lý vận hành, bảo trì hệ thống lưới 
điện nhằm tối ưu hóa quản lý và chi phí vốn đầu tư. 
 Làm chủ công nghệ, tiến tới không phụ thuộc nhà cung cấp phần mềm của hệ thống. 
Để tiết giảm chi phí đầu tư cần xây dựng kế hoạch, lộ trình nâng cấp cải tạo và 
đầu tư mới đồng bộ Trung tâm điều khiển xa (TTĐK) và trạm biến áp 220 kV/110 kV 
PHÂN BAN PHÂN PHỐI ĐIỆN | 551 
không người trực, từng bước đầu tư công nghệ cho các công ty điện lực thuộc Tổng 
công ty Điện lực Hà Nội sang chế độ vận hành điều độ lưới điện thời gian thực có xem 
xét đến các yếu tố tham gia thị trường bán buôn và bán lẻ cạnh tranh. 
Mô hình định hướng Trung tâm điều khiển xa của EVNHANOI 
4.3. Giải pháp kỹ thuật định hướng 
Trên cơ sở lộ trình phát triển lưới điện thông minh của Chính phủ và định hướng 
xây dựng các hệ thống SCADA/DMS của Tập đoàn Điện lực Việt Nam, EVNHANOI 
thấy rằng cần xem xét tổng thể các giải pháp kỹ thuật cốt lõi, đồng bộ và nhất quán ở 
các cấp điều độ lưới điện và phương thức kết nối chia sẻ thông tin giữa mảng vận hành 
điều độ với mảng kinh doanh điện năng: 
 Đối với hệ thống SCADA, trung tâm TTĐK cần lựa chọn kiến trúc hệ thống 
mang tính kế thừa hạn chế việc thay đổi cả hệ thống sang một hệ thống mới, cho nên 
dự án SCADA/DMS của EVNHANOI đang triển khai tiếp tục sử dụng công nghệ của 
hãng ABB để nâng cấp phát triển: 
LBS Recloser 
ICCP/IEC10
552 | HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TOÀN QUỐC 2017 
 Kích cỡ và hiệu năng của hệ thống SCADA đang triển khai đáp ứng đề án 
TTĐK với chi phí hợp lý, kỹ thuật như trang bị hệ thống phần cứng, phần mềm và hệ 
quản trị cơ sở dữ liệu thời gian thực quá khứ đáp ứng tới 2025. 
 Luồng dữ liệu, phương thức và giao thức kết nối và chia sẻ giữa dữ liệu các 
khối chức năng và lớp ứng dụng đáp ứng tiêu chuẩn kỹ thuật. 
a. Ở cấp trạm biến áp: Thiết lập kết nối mạng dạng “topology” sao hoặc vòng sử 
dụng sợi quang và sử dụng giao thức IEC61850 để kết nối giữa các IEDs, từ các IEDs 
kết nối với các thiết bị ở cấp thấp hơn dùng Modbus để kết nối đến các thiết bị đo đa 
năng “multimeter”. 
b. Ở cấp trạm biến áp nối về TTĐK sử dụng hạ tầng mạng cáp quang trên nền 
tảng công nghệ Fast Ethernet (mạng IP hội tụ) để thiết lập kênh SCADA sử dụng giao 
thức IEC60870 5 104, Voice IP, Camera IP, Tuy nhiên hạ tầng mạng viễn thông 
TDM vẫn được duy trì làm dự phòng cho đến khi hạ tầng mạng WAN HTĐ dùng riêng 
được thiết lập và có dự phòng 1+1 cùng với hệ thống SCADA mới đưa vào vận hành 
chính thức. 
c. Ở cấp độ kết nối giữa các trung tâm điều khiển sử dụng phương thức kết nối 
theo chuẩn ICCP là phù hợp. Tuy nhiên, trong tương lai việc chia sẻ dữ liệu theo chuẩn 
CIM là cần thiết theo định hướng chia sẻ cơ sở dữ liệu dung lượng lớn, tập trung đảm 
bảo tính thời gian thực, có khả năng đồng bộ và nhất quán kết nối giữa các trung tâm 
điều khiển cũng như giữa hai hệ thống OT và IT phục vụ song song hai nhiệm vụ có 
tính đồng nhất, bổ trợ cho nhau giữa mảng vận hành lưới điện và kinh doanh điện năng 
(thị trường điện). 
 Kiến trúc SCADA/DMS đang đầu tư nâng cấp đã xem xét đến các giải pháp an 
ninh, an toàn bảo mật, như thiết kế dạng phân tán nhiều lớp và có các chính sách và giải 
pháp an ninh phần cứng, phần mềm. Đặc biệt xây dựng các chính sách an ninh có thể 
thay đổi tuỳ biến thích ứng với các kịch bản giả định bị tấn công, chiếm quyền điều 
khiển, mất mát dữ liệu, gây nhiễu loạn thông tin trên hệ thống SCADA. 
 Chức năng SCADA tại TTĐK phải được xây dựng đầy đủ các tính năng giám 
sát, thu thập và điều khiển chi tiết tương tự như một TBAKNT. Tuy nhiên, vướng mắc 
lớn nhất hiện nay đó là cải tạo, nâng cấp các TBA đạt tiêu chuẩn TBAKNT thì cần phải 
xem xét nghiên cứu và giải quyết nhiều vấn đề: 
+ Thu thập đầy đủ tín hiệu theo QĐ 176/EVN, tại TTĐK phải có khả năng giám 
sát, thu thập điều khiển chi tiết đến mức ngăn, mức thiết bị, 
+ Khi sự cố xảy ra việc lấy thông tin sự cố, khởi tạo lại “reset” các cảnh báo để có 
thể đóng/mở lại dao, máy cắt... tăng giảm nấc máy biến áp. 
+ Các TBA hiện nay hầu hết chưa giám sát, thu thập điều khiển nguồn AC/DC và 
tự dùng... của trạm. Mặc dù là các vấn đề kỹ thuật mang tính tiểu tiết nhưng sẽ ảnh 
hưởng không nhỏ trong quá trình thao tác xa. 
PHÂN BAN PHÂN PHỐI ĐIỆN | 553 
+ Các thông số phục vụ vận hành điều độ thời gian thực và báo cáo thống kê sẽ có 
sự thay đổi về mặt pháp lý. 
+ Trang bị hệ thống camera giám sát tại trạm phải lưu ý các vấn đề kỹ thuật như 
phát hiện cảnh báo đột nhật giám sát cửa ra/vào trạm, nhận dạng hình ảnh, trang bị 
các loại cảm biến nhiệt, tiếp điểm I/O để có thể tích hợp được với hệ thống SCADA. 
Hệ thống Camera tại các trạm biến áp cũng cần được kết nối đến hệ thống camera đặt 
tại TTĐK và Công ty Lưới điện cao Thế TP. Hà Nội. 
+ Tiêu chuẩn kỹ thuật về PCCC tại trạm biến áp. 
+ Việc phân cấp và chia sẻ thông tin vận hành cho tổ TTLĐ là hết sức cần thiết để 
hỗ trợ cho điều độ viên tại TTĐK có quy mô lớn hơn 40 trạm như EVNHANOI. 
+ Tại Phòng Điều độ các công ty điện lực cũng xem xét được trang bị các hệ 
thống giám sát, thu thập dữ liệu các ngăn lộ trung thế xuất tuyến thuộc đơn vị mình 
quản lý. 
 Số liệu để chạy các bài toán ứng dụng DMS hiện nay mới dừng lại ở cấp trạm 
biến áp, việc trang bị Recloser, RMU, LBS trên lưới trung thế để có thể giám sát, thu 
thập và điều khiển xa tại các điện lực là nhu cầu cấp thiết nhằm đáp ứng yêu cầu điều độ 
như giảm thời gian xử lý sự cố, cô lập sự cố, mặt khác là kênh thông tin đầu vào cho 
phép các bài toàn quản lý phân phối năng lượng có thể tính toán, phân tích, tối ưu hoá 
lưới điện phân phối. Để có chạy các bài toán DMS, OMS theo khuyến nghị tối thiểu 
trên 1 ngăn trung thế phụ tải cần đặt tối thiểu khoảng 2 ÷ 4 thiết bị recloser hoặc RMU 
hoặc LBS để giam sát, thu thập dữ liệu với chất lượng tín hiệu đầu vào phải đạt khoảng 
trên 70%. 
 Các quy chuẩn giao diện phần mềm SCADA/DMS: 
 Trao đổi dữ liệu theo chuẩn CIM: Common Interface Model: Mô hình giao 
diện thông tin chung. 
 Chuẩn nhập/xuất dữ liệu theo định dạng *.csv của Microsoft Excel khi xây 
dựng dữ liệu, chiết xuất thông tin báo cáo... 
 Chuẩn DXF để nhập/xuất các trang màn hình hiển thị từ công cụ xây dựng 
HMI hay từ bản vẽ Autocad. 
 Chuẩn nhập/xuất dữ liệu phù hợp với định dạng phần mềm PSS/E. 
 ODBC, DDE để kết nối dữ liệu báo cáo thời gian thực và quá khứ. 
 Sử dụng ngôn ngữ truy vấn cơ sở dữ liệu SQL Structured Query Language. 
 Chuẩn chiết xuất dữ liệu cho nền web sử dụng XML: Extensible Markup 
Language: Ngôn ngữ đánh dấu mở rộng. 
554 | HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TOÀN QUỐC 2017 
 Đối với hạ tầng viễn thông là thành phần quan trọng ảnh hưởng trực tiếp 
đến chất lượng hệ thống SCADA/DMS trong đó bao gồm vấn đề an ninh bảo mật. 
Danh sách một số kênh dịch vụ tự độ hoá điều khiển 
TT Tên dịch vụ Loại giao diện Mạng truyền dẫn 
1 Kênh bảo vệ ĐZ E1 SDH 
2 Kênh sa thải đặc biệt E1 SDH 
3 Kênh SCADA theo IEC 60870 5 101 E1 SDH 
4 Kênh SCADA theo IEC 60870 5 104 FE WAN HTĐ 
5 Kênh Hotline (Voice IP) FE WAN HTĐ 
6 Kênh ghi sự cố/giám sát (Fault Recorder) FE WAN HTĐ 
7 Kênh giám sát VH TBA FE WAN HTĐ 
8 Camera giám sát TBA không người trực FE WAN HTĐ 
9 Dự phòng các dịch vụ tương lai trên Metro FE WAN HTĐ 
10 Các phần mềm ứng dụng, hệ thống HNTH phục vụ SXKD FE WAN EVNHANOI 
Mô hình mạng WAN HTĐ sau khi được đầu tư nâng cấp 
PHÂN BAN PHÂN PHỐI ĐIỆN | 555 
EVNHANOI đang triển khai một hạ tầng WAN HTĐ trong đó các dịch vụ kênh 
OT, IT trong hệ thống VTDR của đơn vị về cơ bản sẽ độc lập kèm theo đó sẽ xây dựng 
cơ chế tổ chức quản lý vận hành xuyết suốt, đảm bảo khi có sự cố đứt cáp quang, lỗi 
thiết bị xảy ra thì thời gian khôi phục kết nối không quá 24 giờ. 
Đối với TBAKNT cần xây dựng các bộ tiêu chuẩn kỹ thuật thống nhất, đồng bộ 
trên cơ sở đó làm căn cứ để đưa các trạm mới vào vận hành đúng yêu cầu đặt ra cũng 
như có căn cứ lập kế hoạch triển khai đầu tư phân kỳ nhiều giai đoạn để hoàn thành mục 
tiêu lộ trình chuyển đổi các trạm biến áp hiện hữu chưa đạt tiêu chuẩn kỹ thuật thành 
TBAKNT trước năm 2020. Cụ thể sẽ gồm các bộ tiêu chuẩn kỹ thuật sau: 
1. Thiết bị nhất thứ, nhị thứ và hệ thống điều khiển bảo vệ 
2. Hệ thống nguồn AC/DC 
3. Hệ thống camera giám sát tại trạm 
4. Hệ thống đo đếm điện năng 
5. Hệ thống đọc thông tin sự cố từ rơle 
6. Thiết bị GPS 
7. Kiến trúc TBAKNT 
8. Hệ thống chiếu sáng 
9. Hệ thống giám sát nhiệt độ và độ ẩm 
10. Hệ thống PCCC 
11. Kiểm tra định kỳ, sửa chữa bảo dưỡng thiết bị 
12. An ninh bảo vệ trạm 
 Đối với việc giám sát, thu thập và điều khiển xa trên lưới trung thế tại các 
công ty điện lực 
Tại các công ty điện lực sẽ trang bị 01 gateway để giám sát, thu thập và điều khiển 
các Recloser, RMU, LBS trên lưới trung thế thông qua kết nối 3G, 4G hoặc kênh sợi 
quang trực tiếp, sau đó thiết bị này sẽ kết nối với TTĐK qua mạng WAN HTĐ bằng 
giao thức IEC60870 5 104. 
Tại công ty điện lực cũng trang bị 01 workstation xem thông tin dữ liệu SCADA, 
sơ đồ trạm biến áp thuộc khu vực điện lực quản lý. Workstation này sẽ kết nối vào 
mạng WAN EVNHANOI trên một VLAN riêng biệt, có kiểm soát về an ninh bảo mật 
để có thể kết nối đến máy tính chủ Webserver SCADA thứ cấp (dữ liệu là bản sao của 
hệ thống SCADA). 
556 | HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TOÀN QUỐC 2017 
 Nhân sự, đào tạo và chuyển giao công nghệ 
 Trong đề án/dự án phải yêu cầu các nhà thầu cam kết đào tạo hướng dẫn chủ 
đầu tư cài đặt, cấu hình và xây dựng cơ sở dữ liệu, giao diện, báo cáo từ khâu thiết 
kế, cài đặt, xây dựng cho đến công tác bảo trì hệ thống. Để đảm bảo các kỹ sư sẽ có 
điều kiện nắm bắt từ khâu thiết kế, cài đặt, cấu hình, tích hợp hệ thống. 
 Kế hoạch đào tạo phải phù hợp với từng giai đoạn triển khai dự án. Khuyến 
khích có các chương trình đào tạo chuyên sâu dạng “On the job training” tại nhà sản 
xuất và các khoá đào tạo có tính chất phát triển hệ thống. 
 Xây dựng, biên soạn các quy trình, quy phạm và tài liệu hướng dẫn: Trong quá 
trình triển khai cùng với tài liệu hướng dẫn các kỹ sư nhanh chóng nắm bắt được và 
biên soạn thành các tài liệu phục vụ công tác vận hành, bảo trì. 
 Công cụ dụng cụ: Cần lưu ý xem xét trang bị công cụ, dụng cụ nhằm đáp ứng 
yêu cầu vận hành và bảo trì hệ thống khi đưa vào vận hành. Đặc biệt sẽ xây dựng phòng 
thí nghiệm (LAB) để có cơ sở nghiên cứu, làm chủ và phát triển hệ thống. 
5. KẾT LUẬN 
 Điều độ lưới điện thời gian thực: 
Đảm bảo ở 3 cấp điều độ đều được trang bị hệ thống SCADA, riêng EVNHANOI 
ngoài thành lập 01 TTĐK chính, trong tương lai có thể xem xét trang bị thêm 01 TTĐK 
LBS 
Recloser 
Internet 
Công ty 
điện lực 
Công ty Điện lực xem 
dữ liệu, sơ đồ trạm 
110 kV từ máy chủ 
Web server 
PHÂN BAN PHÂN PHỐI ĐIỆN | 557 
dự phòng tối thiểu, đồng thời do các yếu tố kinh tế, chính trị và yêu cầu về cung cấp 
điện có tính chất đặc biệt. Nên xem xét đầu tư tại các công ty điện lực được trang bị 01 
“Remote console”, thiết bị này sẽ kết nối với TTĐK để giám sát các TBA thuộc khu 
vực quản lý của Điện lực trên cơ sở phân cấp điều khiển. 
 Quản lý phân phối năng lượng: 
Các bài toán quản lý phân phối năng lượng cần được cụ thể hoá phục vụ công tác 
điều độ và tính toán tối ưu lưới điện phụ tải nhằn nâng cao các chất lượng điện năng 
phục vụ khách hàng thông qua các chỉ số SA, VDI, Safi, maifi, 
 Tham gia thị trường bán buôn, bán lẻ cạnh tranh: 
Việc xây dựng hệ thống SCADA/DMS là cơ sở nền tảng để phát triển thị trường 
điện bán buôn và bán lẻ cạnh tranh theo lộ trình của Chính phủ. 
 Hệ thống SCADA sẽ được tích hợp và mở rộng các hệ thống ứng dụng ADMS, 
OMS, DTS, MMS, GIS. 
Xu thế công nghệ đòi hỏi việc tích hợp dùng chung và chia sẻ dữ liệu giữa các 
mảng công nghệ/công việc khác nhau nhưng cùng mục tiêu là quản lý tổ chức hiệu quả 
và phục vụ khách hàng tốt nhất. 
 Tự động hóa điều khiển các khâu truyền tải, phân phối, đo đếm và thị trường 
điện theo định hướng (smart grid) của Chính phủ và EVN về việc hoàn thiện phát triển 
lưới điện thông minh của Tổng công ty Điện lực Hà Nội. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1] EVN (2017), Báo cáo tổng kết EVN năm 2016. Hà Nội. 
[2] TTg, "Quyết định 428/QĐ TTg Phê duyệt điều chỉnh Quy hoạch phát triển điện lực quốc 
gia giai đoạn 2011 2020 có xét đến năm 2030," MOIT, Ed., ed. Hà Nội: TTg, 2016. 
[3] EVN (2016), Nghị quyết về công tác tăng cường độ tin cậy, ổn định của hệ thống điện 
Việt Nam. Hà Nội. 
[4] Tài liệu dự án "Nâng cấp hệ thống SCADA của Tổng công ty Điện lực Thành phố Hà Nội". 
[5] Đề án "Xây dựng Trung tâm điều khiển và Trạm biến áp không người trực" EVNHANOI 
tháng 09/2017. 
GIỚI THIỆU TÁC GIẢ 
Họ và tên: Nông Ngọc Anh Năm sinh: 1976 
Học hàm, học vị: Kỹ sư 
Nơi công tác: Phòng Công nghệ thông tin – Trung tâm Điều độ Hệ thống điện 
TP. Hà Nội. 
Chức vụ: Phó Trưởng phòng. 
Email: nongngocanh1976@gmail.com 
Điện thoại liên hệ: 0966 966 828