Ứng dụng SCADA trong hệ thống điều khiển điện năng trong nhà máy sản xuất

Việc triển khai ứng dụng SCADA trong hệ thống điện năng trong nhà máy sản xuất 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 SCADA trong mạng hệ thống điện mang lại độ tin cậy và ổn định hệ thống cao hơn cho việc vận hành lưới điện tích hợp.

1. Lịch sử ứng dụng SCADA trong hệ thống điện

Trong những năm đầu khi hệ thống điện bắt đầu phát triển, các nhà máy phát điện chỉ gắn với các phụ tải địa phương tương ứng. Nếu bất cứ điều gì không thành công trong toàn bộ hệ thống được kết nối tuyến tính, có thể bao gồm các hệ thống phụ như nhà máy phát điện, đường dây điện, kết nối, thì đèn sẽ tắt. Khách hàng vẫn chưa thích nghi với việc phụ thuộc vào điện. Sự cố mất điện, dù là thường lệ hay khẩn cấp, được coi như một lẽ tất nhiên. Khi sự phụ thuộc vào điện ngày càng tăng, thì nhu cầu tìm cách cải thiện độ tin cậy cũng tăng lên.

Các trạm phát điện và đường dây điện đã được kết nối với nhau để cung cấp dự phòng. Khi hệ thống mở rộng và bắt đầu mở rộng quy mô, nó trở nên khó quản lý hơn. Cần có các giải pháp để đối mặt với những thách thức trong việc điều khiển thiết bị trên một khoảng cách xa. Để khắc phục điều này, nhân viên vận hành thường bố trí tại các điểm quan trọng trong hệ thống lưới điện này để có thể theo dõi và nhanh chóng ứng phó với mọi sự cố có thể phát sinh do sự cố, hỏng hóc. Họ sẽ liên lạc với nhân viên điều độ điện lực trung tâm, thường sử dụng điện thoại, để thông báo cho họ về tình trạng của hệ thống.

Nhiều tầng sản xuất, công trường từ xa và nhà máy công nghiệp dựa vào nhân viên để giám sát thiết bị và điều khiển bằng tay thông qua các nút nhấn cơ học và quay số tương tự. Khi nhu cầu về điện đáng tin cậy ngày càng tăng và do lao động trở thành một phần đáng kể trong chi phí cung cấp điện, các công nghệ như SCADA đã được phát triển cho phép giám sát và điều khiển từ xa các thông số chính của hệ thống.

Đọc thêm: SCADA là gì? Tìm hiểu chung về SCADA

2. Các ứng dụng của SCADA trong hệ thống điện

Thông thường các hệ thống SCADA được sử dụng khi phát sinh nhu cầu tự động hóa các quy trình phức tạp mà sự kiểm soát của con người là không khả thi. Trong hệ thống điện cụ thể, điều này có thể bao gồm

1.  Hệ thống cần một nguồn điện liên tục và một môi trường được bảo vệ
2.  Chúng ta cần biết trạng thái của một hệ thống điện phức tạp trong thời gian thực
3.  Chúng tôi 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 kiểm soát là những khía cạnh chính trong tất cả các lĩnh vực này. Do đó, việc triển khai SCADA 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 SCADA trong mạng hệ thống điện mang lại độ tin cậy và ổn định hệ thống cao hơn cho việc vận hành lưới điện tích hợp.

Đọc thêm: Sự khác biệt giữa Cloud SCADA và SCADA truyền thống

2.1. Ứng dụng SCADA cho các trạm phát điện

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. Với việc sử dụng PLC và các liên kết truyền thông bus mạnh mẽ cùng với phần mềm và phần cứng SCADA trong các trạm phát điện, nó giám sát một số hoạt động bao gồm bảo vệ, giám sát và điều khiển. Để cung cấp năng lượng đáng tin cậy, giảm thiểu chi phí vận hành và bảo toàn vốn đầu tư, việc ứng dụng SCADA được coi trọng trong các trạm phát điện.

Các chức năng nổi bật của SCADA trong trạm phát điện 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 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
• Máy theo dõi sức khỏe bộ máy nguồn
• Trình tự ghi lại các sự kiện

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 của Nhà máy.

Đọc thêm: TOP 5 lý do các giải pháp giám sát từ xa trở thành xu hướng năm 2021

2.2. Ứng dụng SCADA cho hệ thống truyền tải điện

Các thông số mô hình mạch tương ứng của đường truyền thường bị sai số so với các giá trị được đo bởi hệ thống SCADA. Nếu không ứng dụng SCADA trong hệ thống, những lỗi này gây ra sai sót trong công tác kinh tế và do đó, dẫn đến tăng chi phí hoặc lập hóa đơn không chính xác. Những lỗi này cũng có thể ảnh hưởng đến phân tích 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 ứng dụng SCADA vào hệ thống truyền dẫn được xem xét một cách đáng kể.

Một số chức năng chính của SCADA trong hệ thống truyền tải điện như sau:

• Dịch vụ định tuyến lại để bảo trì trạm
• Phục hồi dịch vụ
• Giao diện / tương tác 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 một dòng thời gian thực
• Nhật ký vận hành và bảo trì trực tuyến
• Chẩn đoán hệ thống tự động bằng cách sử dụng cảnh báo của bộ điều khiển do hệ thống xác định (quản lý cảnh báo)

Đọc thêm: hệ thống giám sát và vận hành nhà máy

2.3. Ứng dụng SCADA cho hệ thống phân phối điện

Hệ thống phân phối điện giải quyết việc phân tán điện từ các trạm biến áp phân phối đến các phụ tải. Nhiều công ty tiện ích phụ thuộc 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 ứng dụng SCADA đối với việc phân phối điện không chỉ làm 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 trạm biến áp và truyền tương ứng đến hệ thống trung tâm. Nó 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 điện năng cao điểm
• Tạo xu hướng và báo động cho các nhà khai thác bằng cách xác định vị trí vấn đề
• Dữ liệu lịch sử và xem dữ liệu đó từ các vị trí từ xa và hầu như không thể tiếp cận được
• 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 theo dõi và kiểm soát các thông số điện khác nhau trong cả điều kiện bình thường và bất thường 

3. Kết luận

Ứng dụng SCADA có thể được thực hiện trên quy mô lớn trong hệ thống điện để tăng hiệu suất, độ tin cậy và độ bền của chúng. Việc tích hợp giải pháp SCADA sẽ giúp các hệ thống điện hoạt động cực kỳ hiệu quả và thông minh, có thể giám sát và kiểm soát  tất cả các hoạt động và quy trình liên quan . Vì vậy, chúng tôi có thể kết luận rằng điều cần thiết là ngành điện phải tối ưu hóa hệ thống của họ, nhờ vào những giải pháp công nghệ hiện đại, mà tiêu biểu ở đây chính là SCADA.