Xây dựng công cụ quản lý và tự động xử lý mất kết nối SCADA thiết bị đóng cắt có điều khiển xa

Để xử lý tình trạng gián đoạn kết nối SCADA của một số thiết bị đóng cắt, làm ảnh hưởng đến công tác quản lý vận hành hệ thống lưới điện phân phối, đặc biệt là trong trường hợp sự cố xảy ra, thời gian vừa qua, Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế đã nghiên cứu và xây dựng công cụ quản lý và tự động xử lý mất kết nối SCADA thiết bị đóng cắt có điều khiển xa.

Giải pháp được thực hiện từ năm 2022 đã đem lại nhiều hiệu quả trong công tác quản lý vận hành, bao gồ, nghiên cứu chức năng mở rộng của Modem 3G/4G, thiết kế và lắp đặt mạch cấp nguồn cho thiết bị điều khiển, xây dựng mô hình phần cứng thiết bị cho giải pháp và xây dựng công cụ quản lý và tự động xử lý mất kết nối SCADA. 

Theo đó, nhóm tác giả giải pháp đã khai thác chức năng mở rộng của Modem 3G/4G gồm chức năng nhận tin nhắn SMS và thực thi một số lệnh đặt trước.

Các chức năng phục vụ để quản lý kết nối VPN bao gồm: start/stop gói data, start/stop các kênh VPN đang khai báo, điều khiển các chân đầu ra số (output), reset cảnh báo, khởi động lại thiết bị (reboot). Trong giải pháp, nhóm tác giả sẽ sử dụng cấu trúc lệnh reboot để gửi tin nhắn đến thiết bị để khởi động lại Modem từ xa khi mất kết nối VPN, và điều khiển đầu ra số của Modem để khởi động lại nguồn cho thiết bị điều khiển RTU. 

Chức năng mở rộng thứ 2 được khai thác là "Socket server", cho phép truyền/nhận lệnh điều khiển qua môi trường TCP/IP, sử dụng chính kênh truyền VPN được thiết lập để truyền dữ liệu SCADA. Nhóm tác giả sử dụng TCP/IP để gửi lệnh điều khiển đầu ra số (output), điều khiển nguồn cấp cho thiết bị điều khiển/RTU, khởi động lại khi kiểm tra phát hiện thiết bị treo, giải pháp này cho thời gian đáp ứng nhanh, tiết kiệm chi phí gửi tin nhắn SMS. 

Nhóm tác giả cũng đã thiết kế và lắp đặt mạch cấp nguồn cho thiết bị điều khiển, xây dựng mô hình phần cứng thiết bị cho giải pháp và xây dựng công cụ quản lý và tự động xử lý mất kết nối SCADA. 

Đối với giải pháp gửi tin nhắn SMS, nhóm tác giả sử dụng 01 Module SIM kết nối đến máy tính qua cổng Serial, dùng cáp USB to COM. Đối với giải pháp truyền TCP/IP thì dựa trên kênh truyền sẵn có, không phải lắp đặt khai báo thêm thiết bị. 

Để hỗ trợ trực quan, cũng như giám sát và thực hiện thao tác xử lý kết nối SCADA dễ dàng, nhóm tác giả đã sử dụng dụng công cụ Microsoft Visual Studio, lập trình Window Form sử dụng ngôn ngữ C# để xây dựng công cụ quản lý. 

Giải pháp được triển khai nghiên cứu và thực hiện tháng 11/2022, đến nay, nhóm tác giả đã phát triển và làm chủ công nghệ trong việc nghiên cứu chuyên sâu về quản trị hệ thống SCADA được trang bị tại Trung tâm điều khiển Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế, đáp ứng khả năng nghiên cứu mở rộng nhiều công cụ và ứng dụng. 

Giải pháp đã giúp trạng thái kết nối SCADA của các thiết bị được duy trì liên tục, đảm bảo kết nối SCADA tốt luôn đạt tỷ lệ cao. Trong các trường hợp sự cố, việc các thiết bị kết nối SCADA tốt thì các nhân viên vận hành có thể thao tác xa thiết bị, khi đó quá trình cô lập và khôi phục lưới điện được nhanh chóng, góp phần nâng cao độ tin cậy cung cấp điện.

Giải pháp giúp theo dõi, thống kê tần suất mất kết nối của các vị trí, giúp cho nhân viên quản trị hệ thống kịp thời đưa ra đánh giá nguyên nhân và xử lý dứt điểm và được Tổng công ty Điện lực miền Trung công nhận là sáng kiến cấp Tổng công ty năm 2023. 

Giải pháp mang lại hiệu quả cao trong việc kết nối truyền thông của thiết bị, đặc biệt trong bối cảnh các Công ty Điện lực đưa vào vận hành hệ thống tự động hóa lưới điện phân phối (DAS) trong năm 2023.