Để hiện đại hóa lưới điện phân phối theo lộ trình phát triển hệ thống lưới điện thông minh đòi hỏi các đơn vị trong ngành cần tích cực nghiên cứu, học hỏi để đưa ra nhiều giải pháp mới sáng tạo hơn. Đặc biệt các đề tài phải đáp ứng được các yêu cầu khắt khe về mặt kỹ thuật và giảm được chi phí đầu tư mở rộng hệ thống SCADA/DMS trong tương lai. Trước trăn trở này, phòng Điều độ PC Đắk Lắk đã nghiên cứu và ứng dụng thành công giải pháp truyền thông sử dụng modem 3G/GPRS kết nối các thiết bị đóng cắt (Recloser, LBS) có giao thức IEC 60870-5-101/104 trên lưới điện phân phối tỉnh Đắk Lắk với hệ thống miniSCADA hiện hữu.

PC Đắk Lắk  Áp dụng thành công giải pháp truyền thông sử dụng modem 3G/GPRS kết nối các thiết bị đóng cắt trên lưới điện
Sơ đồ giải pháp truyền thông sử dụng modem 3G/GPRS kết nối các thiết bị đóng cắt trên lưới điện

Hệ thống miniSCADA thành phố Buôn Ma Thuột do Tổng thầu là Công ty ABB Oy Phần Lan phụ trách triển khai đã hoàn thành và đưa vào sử dụng từ tháng 10/2011.Từ đó đến nay, hệ thống này đã và mang lại những hiệu quả rõ rệt trong công tác quản lý vận hành hệ thống lưới điện trên địa bàn tỉnh Đắk Lắk. Từ chương trình, các điều độ viên có thể điều khiển đóng cắt từ xa các Recloser, LBS, DCL có trang bị SCADA. Qua đó, đơn vị quản lý vận hành giảm được thời gian mất điện, giảm được chi phí di chuyển và nguồn nhân lực, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho khách hàng. Ngoài ra, hệ thống miniSCADA còn giúp các cán bộ quản lý, điều độ viên giám sát trạng thái của hệ thống lưới điện, thu thập các thông số vận hành của hệ thống, quản lý lịch sử hoạt động của các thiết bị trên hệ thống. Từ đó, đơn vị dự đoán được nhu cầu phụ tải và đưa ra các giải pháp quản lý vận hành, phát triển hệ thống lưới điện trong tương lai.

Hàng năm, lưới điện phân phối được đầu tư phát triển không ngừng để đáp ứng nhu cầu cung cấp điện cho khách hàng. Với cơ sở hạ tầng phức tạp, kết cấu lưới điện trải rộng khắp trên địa bàn, cho thấy nhu cầu cấp thiết từ thực tế vận hành và xu hướng phát triển trong ngành Điện. Điều này tạo ra yêu cầu tất yếu trong việc đưa tự động hoá vào công tác quản lý, vận hành. Vì vậy, hệ thống miniSCADA phải được đầu tư mở rộng đồng bộ với sự phát triển để đáp ứng các yêu cầu về điều khiển, giám sát và thu thập dữ liệu trên lưới điện phân phối. Tuy nhiên, để đầu tư mở rộng đồng bộ hệ thống miniScada theo kịp sự phát triển bằng cách áp dụng phương thức truyền thông bằng cáp quang hoặc radio UHF như hiện nay đòi hỏi kinh phí đầu tư rất lớn. Ngoài ra, hệ thống UHF hoạt động theo nguyên tắc light-of-sight (tầm nhìn thẳng) và dải tần số thấp (dải tần số hoạt động từ 400 MHz – 470 MHz), nên phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện thời tiết và địa hình. Đặc biệt với những vùng đồi núi và tòa nhà cao tầng, tín hiệu truyền tin thường bị chập chờn hoặc nhiễu…

Trong khi đó, với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ mới, truyền thông qua mạng điện thoại di động 3G/GPRS đã có những bước phát triển vượt bậc trên toàn thế giới cũng như ở Việt Nam trong những năm gần đây. Xu hướng sử dụng dịch vụ truyền thông qua mạng di động có những ứng dụng rất hữu ích. Trên cơ sở đó, phòng Điều độ PC Đắk Lắk đã nghiên cứu thành công giải pháp truyền thông sử dụng GPRS Ip modem F2103 ( WCDMA IP Modem F2403) kết nối các thiết bị đóng cắt ( Recloser, LBS) có giao thức IEC 60870-5-101/104 trên lưới điện phân phối tỉnh Đắk Lắk với hệ thống miniSCADA hiện hữu. Giải pháp truyền thông SCADA qua modem 3G/GPRS có chi phí đầu tư ban đầu thấp hơn rất nhiều lần so với phương thức truyền thông sử dụng modem UHF, tuy nhiên vẫn đáp ứng được đầy đủ các yêu cầu về mặt kỹ thuật khi kết nối với hệ thống hiện có, đồng thời dễ dàng lắp đặt, sử dụng.

Nội dung chủ yếu của giải pháp là sử dụng một modem 3G/GPRS  kết nối với các thiết bị đóng cắt ( Recloser, LBS) cần giám sát trên lưới điện phân phối qua giao thức IEC 60870-5-101. Các tín hiệu của thiết bị đóng cắt được kết nối vào mạng Internet nhờ một SIM đăng ký dịch vụ 3G hoặc GPRS. Đồng thời, tại trung tâm điều khiển, một máy tính được cài phần mềm COM ảo và phần mềm giám sát modem 3G/GPRS sẽ được router FTTH “NAT” ra mạng internet qua địa chỉ IP tĩnh. Lúc này, từ máy tính có thể thiết lập được các kênh truyền thông “trong suốt” (transparent) đến các modem 3G/GPRS trên lưới điện và đến các máy chủ SCADA tại trung tâm điều khiển. Vì vậy, thông qua đường truyền thông này, các máy cắt có thể kết nối trực tiếp đến máy chủ SCADA.

 Tuy nhiên, các kết nối từ hệ thống máy chủ SCADA ra mạng Internet có thể dễ dàng bị hacker, virus, trojan….xâm nhập, làm mất mát, hư hỏng thông tin và chiếm quyền điều khiển máy chủ. Do đó, để tăng tính bảo mật, phòng đã lắp đặt thêm các bức tường lửa (Firawall) và cài đặt các phần mềm chống virus, trojan…. cũng như cập nhật các bản vá lỗi trên các máy chủ và máy tính thực hiện chuyển đổi giao thức TCP/IP sang RS232 tại trung tâm điều khiển.         

Sau khi nghiên cứu và tìm ra giải pháp truyền thông sử dụng modem 3G/GPRS thay cho modem radio UHF. Phòng Điều độ PC Đắk Lắk đã kết nối thành công thiết bị đóng cắt recloser Nulec trên lưới điện Đaklak tại MC481(ĐD471E47) với hệ thống miniSCADA và vận hành rất ổn định./.

Thanh Trúc