Điện năng

Tôi cũng rất quan tâm tới automation của substation, tới hệ thống SCADA, kinh nghiệm của bác 7604 thật đáng quý. Tôi xin tiết lộ với bác, tôi biết 1 trong 2 member của IEEE tại Việt nam, tôi biết nhóm đang dùng PI để phát triển Substation Automation tại VN, tôi cũng biết chuyên gia hàng đầu của Vn về SCADA, nếu các bác vẫn còn quan tâm tới chủ để này, tôi sẽ rủ các bác ấy vào đây discuss cho nó vui.
Tạm vậy đã, hy vọng sớm gặp lại các bác.
Thân.

Dạo này nhiều trục trặc quá.......
Được 7604 sửa chữa / chuyển vào 22:06 ngày 28/10/2003

Chào kekaku,
Rất vui khi bạn có góp tiếng nói vào chủ đề này. Thời gian gần đây khá bận nên ít khi post bài nhưng tôi vẫn vào xem diễn đàn hàng ngày. Nếu bạn có thể rủ mọi người vào đây thì hay biết mấy. Tôi rất muốn có một khái niệm tổng quát về toàn bộ lưới điện VN cũng những những gì chúng ta có thể làm để cải thiện khả năng hoạt động của nó.
Về chi tiết kỷ thuật thì tôi ít khi đi vào nhưng xây dựng hệ thống tự động hoá cũng như liên hệ với các công ty về vấn đề này thì cũng có một vốn kha khá và vẫn tiếp tục học hỏi thêm. Về PI thì tôi vừa hoàn thành xong việc ***g nó vào hệ thống SCADA và đầu ra thì bên IT nên có thể giao lại cho người khác quản lý. Chỉ khi nào có trục trặc hay cần phát triển tôi mới quay về. Đầu tháng tôi sẽ sang Pipe-Line để xem xét và giúp họ xây dụng PI bên đó cũng như đang giúp một công ty truyền tải khác ở Austin tiếp cận PI. Chính vì vậy tôi rất muốn được nói chuyện với những người làm việc với PI tại VN để xem mình có thể tiếp được chúc sức nào cho quê hương mình hay không? Tôi tin rằng VN cần phát triển hệ thống SCADA để bắt kịp với sự phát triển cơ sở hạ tầng của ngành điện của như đáp ứng kịp thời với nhu cầu phát triển ngày càng lớn và phức tạp của ngành.
Giữa tháng tới tôi sẽ dự hội thảo của IEEE khu vực V về "Substation Automation, Distribution Automation and SCADA Today" nếu có thể chia sẽ với các bạn thì hay biết mấy.
Gặp sau
=====================

Gửi các chuyên gia về điện lực đang tham gia chủ đề:
Hiện nay chủ đề ?oĐiện năng? đã khá dài và liên quan đến nhiều vấn đề khác nhau. Những người mới vào và bắt đầu tham gia thường gặp khó khăn trong việc tra cứu từng vấn đề cụ thể. Nếu có thể, xin mời các bác mở vài chủ đề mới để bàn về các vấn đề có định hướng rõ ràng hơn. Những vấn đề chung, có thể tiếp tục gửi bài tại chủ đề này.
Rất mong nhận được sự hợp tác của các bác để diễn đàn của chúng ta ngày một sôi nổi và chất lượng hơn!
http://www.ttvnol.com/forum/f_62
http://www.ttvnol.com/forum/f_394

Bác 7604 có thể giới thiệu một vài khái niệm, chức năng của hệ thống SCADA không, nhất là hệ thống SCADA tại Mĩ ? Sau đó ta có thể bàn tiếp về hệ thống SCADA tại VN.

Chào anh 7604,
Chào kekaku - chú biết anh là ai rồi.
Nhân đây muốn hỏi thếm anh 7604 - vì anh đã từng làm công việc tích hợp OSI PI và hệ thống SCADA rồi.
Theo tôi được biết thì những hệ SCADA truyền thống (xuất phát từ BẮC ÂU) - trái tim của những kiến trúc SCADA kiểu này là phải có một Realtime Database đâu đó - chúng có thể là PI, Avanti v..v... Vậy tôi muốn hỏi anh rằng: Trong hệ thống ở Công ty anh PIServer đóng vai trò cụ thể gì trong đó.
/yellow

Hello01012000, tôi trả lời bạn qua tin nhắn nhưng không hiểu sao lần nào cũng không gửi được nên phải viết qua forum này luôn.
Khi nói chuyện với CEO của OSI tình cờ tôi nghe VN có sử dụng PI của họ tôi rất ngạc nhiên vì thứ nhất như bạn nói PI rất đắt so với giá trị tiền VN mà hệ thống SCADA của VN theo tôi biết lại chưa hoạt động mạnh lắm. Đó là một trong những điều đã thúc đẩy tôi tìm kiếm những người trong ngành để hiểu rõ sự việc này. Tất nhiên ứng dụng của PI rất rộng lớn nhưng nó phải dựa trên một nền tảng có sẳn. Nếu sử dụng PI để lập hệ thống thu nạp dữ liệu thì hiệu quả của nó không cao. Tôi vốn được hỗ trợ bởi hệ thống SCADA tương đối hoàn chỉnh và Maximo rất mạnh cũng như Citrix nên ứng dụng của PI mới phát huy nhiều khả năng. Hơn nữa khi tôi xây dựng hệ thống PI với vốn ban đầu gần nữa triệu so với SCADA bên này thì quá nhỏ cũng như chi tiêu hàng năm sau đó so với những gì mà SCADA cần thì lại càng nhỏ...tôi có rất nhiều lợi thế để xây dựng PI.
PI bắt đầu vào hãng tôi 6 năm trước khi tôi vào làm và đã qua tay 6 người Mỹ nhưng nó vẫn không thể đưa ra. Cho đến khi tôi được sự hỗ trợ tận lực của các xếp, thì nó bắt đầu được mọi người chú ý. Lúc này bên SCADA cũng bắt đầu quan tâm và các cuộc hợp giữa 3 bên đã liên tục diễn ra. Ở đây phải nói cả về IT vì phần lớn hệ thống mạng của hãng nằm bên dưới quyền điều khiển của IT, nhưng giới hạn của họ rất lớn khi va chạm vào các proprietary system. Nhất là trong ngành thông tin thì họ luôn phải chạy theo sau chúng tôi để thực hiện những yêu cầu mà thực tế đặt ra cho nghành điện phải giải quyết.
Trước kia EMS là một hệ thống bất khả xâm phạm, cả IT cũng bị đẩy ra sau một thời gian ngắn chen vào. Vì vậy để đưa PI hoạt động bên trên SCADA và bên dưới IT tôi đã phải vẽ lại toàn bộ sơ đồ liên lạc của 3 bên. Chắc bạn cũng đã xem qua sơ đồ đó. Từ đó sơ đồ trở thành căn bản cho cấu trúc liên hệ về security của mạng. Những vấn đề phức tạp giữa EMS và IT không thể giải quyết từ khi mới thành lập bắt đầu được đưa lên bàn họp và giải quyết dần. EMS muốn chiếm hoàn toàn PI để đặt dưới hệ thống SCADA nhưng Asset Ownership lại nằm bên Transmission, bên trên của tất cả các hệ thống nên mọi người phải cùng chung giải quyết vấn đề mà không ai có thể chiếm hữu.
Ở đây tôi giới thiệu với bạn nhiều về PI vì ở một mức độ nào đó nó có thể làm những việc mà SCADA không thể làm hay không nên làm. Ví dụ Alarm notification, là một ứng dụng mà tôi lập ra để giúp bên Mettering nhận tính hiệu qua e-mail hay pager/phone khi có sự chên lệch giữa meters của các bên một cách tự động (hệ thống PI hiện tại có khoảng trên 50000 tags và vài tháng nửa sẽ khoảng 80000 trên số cuối cùng là 120000 tags nên sức người không thể kiểm soát nổi). Tôi sử dụng PI nhiều nhất trong việc phục vụ dự báo số liệu transformer, dây dẫn trong diện rộng theo voltage classify hơn là theo địa hình. Sau khi ứng dụng PI trong report tôi quay lại để dự báo các device theo địa hình trên diện rộng để phục vụ black-start.....nói chung là hầu hết những yêu cầu của business nếu được xem xét đều có thể dùng PI tạo ra những ứng dụng mà mọi người trước kia chỉ là mơ ước. Và sau cùng là giao PI lại cho người khác chăm sóc khi nó có thể gần như tự động hóa để bắt tay vào các nghiên cứu xây dựng những mô hình trên nền tảng dữ liệu mà PI thu nạp. Ví dụ như sử dụng excel để thiết kế mô hình dự đóan load và thermal của transformers dựa vào dữ liệu quá khứ, nhiệt độ dự báo để đưa ra dự đoán hoạt đồng của transformer nhằm bảo đảm điện tiêu dùng nhưng vẫn an toàn cho transformer hay chỉ "hy sinh" ở một mức độ cho phép nào đó....Hoặc là nghiên cứu về frequency respond dựa vào dữ liệu của fingure-print của CB và những dữ liệu hiện tại mà quyết định CB cần sửa chữa hay khi nào cần sửa chữa mà không cần phải mở CB ra.....Và cũng có thể là tập trung vào học hỏi communicaiton để giải quyết vấn đề truyền tải thông tin từ hệ thống 9600 cho đến G3 sắp sửa được hình thành hoặc sattelite....tất cả đều liên quan đến SCADA nhưng tùy thuộc vào business require.
Hệ thống SCADA hãng tôi rất phức tạp vì nó trãi dài trên toàn tiểu bang Texas và điều khiển hơn 1200 trạm biến điện và tiếp nối với nhiều hệ thống điện khác trong khu vực. SCADA thì rất ít tài liệu, chủ yếu dựa vào "black book", có nghĩa là trí nhớ của những người đi trước. Tôi bắt đầu tiếp xúc và tìm hiệu SCADA vì công việc bắt buôc tôi phải nắm khái niệm của các hệ thống. System integrator là cái title ban đầu mà tôi nhận được. Sau đó tôi trở thành System manager của PI mà cũng là system administrator....và khi hệ thống đã hoàn chỉnh tôi trở lại làm một integrator để liên kết giữa PI-SCADA-MAXIMO....Tôi không hoàn toàn hiểu hết software của OSI như người của họ vì PI có rất nhiều phần mềm ứng dụng và các interface khác nhau như ICCP, OPC, batch....nhưng tôi có thể giúp các hãng khác sử dụng PI một cách hợp lý dưa trên các mô hình của họ cũng như đòi hỏi riêng của hãng. Tôi không muốn lệ thuộc vào sản phẩm của OSI mà chỉ muốn integrate PI với những mô hình có sẵn để tạo ra những ứng dụng mới. Ví dụ như PI-ICE một mô hình xem tính hiệu qua WEB mà các hãng mua của OSI, riêng hãng tôi có thể đưa PI lên WEB qua mọi hình thức từ excel, probook và tôi cũng có thể viết VB để tạo ra display như PI-ICE. Nhưng tôi không nhất thiết phải đi theo OSI mà có thể đi xa hơn vì họ bị hạn chế chỉ có thể nhìn tính hiệu mà không thể sử dụng trong khi các user của hãng tôi có thể nhìn dữ liệu theo mọi hình thức mà họ muốn và có thể dùng dữ liệu để tạo ra những gì họ muốn. Có thể nói ngày nay hãng tôi đã quá những gì mà OSI giới thiệu bên ngoài khi PI của hãng tôi đã có thể trực tiếp nói chuyện với Oracle dưới dạng Datamark nên ứng dụng của nó đã là không giới hạn. Đó chính là thành quả của integration.
Về SCADA được hiểu rõ nhất bởi những người điều khiển SCADA nhưng khi vượt qua khỏi giới hạn công việc thì họ sẽ gặp trở ngại. SCADA system integrator đã bị khựng lại vì nó lệ thuộc vào proprietary của Siemen, họ khó lòng vượt qua điều đó.
Sự phức tạp của SCADA không chỉ là ở kỷ thuật mà là business rule. Chẳng hạn như điều khiển nhưng điều khiển như thế nào mới là quan trọng hoặc thu nạp data nhưng thu nạp nhưng data nào và ra sao?...Những câu hỏi này không thể bàn luận theo một cách bó gọn hay chuẩn mực nào cả mà nó phải dựa trên những đòi hỏi thực tế nào đó. Chính vì vậy khi nói về SCADA tôi thực sự không biết nên nói gì. Có nhiều việc tại Mỹ tôi có thể làm được nhưng tại VN thì không thể vì sự hỗ trợ chưa có hoặc business require khác....Hay là khi nói về SCADA ta chỉ nói bản thân của communication và software và hardware của SCADA mà quên đi sự liên hệ của các phần tử khác như system relay, transformer, RTU, RTDS.....các bottom level devices quyết định tất cả các liên kết của hệ thống nhưng Business rule thì lại quyết định hệ thống phải làm việc ra sao và existing infrastructure lại quyết định khả năng implement hệ thống.....làm sao có thể nói 1 điều mà không nói những điều liên quan? Trừ khi là nói về basic educaiton of SCADA.
Cái mà tôi hy vọng có được ở đây đó là cơ sở dữ liệu đã có sẳn ở VN cũng như cơ sở hạ tầng của ngành điện VN. Để phát triển SCADA chúng ta phải bắt đầu từ đầu với cơ sở hạ tầng của nghành điện hay có thể tiếp tục phát triển dựa vào những gì đã có sẳn? Dù rằng bất cứ một hãng nào muốn vào VN để xây dựng SCADA họ đều phải có những số liệu ban đầu. Tuy nhiên để đạt được hiệu quả cao nhất thì chính VN phải đặt ra những business rule cho họ giải quyết chứ không thể chấp nhận những gì họ có thể giải quyết. Hoà hợp khả năng của họ và yêu cầu của ta sẽ đặt ra môt Conceptual Design và từ đó có thể phát triển bất cứ một hệ thống tích hợp. Những cái căn bản để thiết kế một hệ thống như tính bảo mật, tính uyển chuyển, độ tin cậy và khả năng mở rộng tuy là những vấn đề căn bản, đơn giản nhưng trở nên rất phức tạp khi mà kỷ thuật cũng như yêu cầu phát triển quá nhanh.
Tôi có thể đưa ra một vài hệ thống SCADA cơ bản cũng như những ứng dụng và một số câu hỏi để tiếp tục thảo luận.
===================

Dạo này hầu như luôn bị trục trặc khi post bài. Lúc nảy thì server error nhưng post lại thì nói bài đã post rồi không thể post nữa mà bài thì chẳng thấy đâu. Thôi đợi chút, nếu không thấy sẽ post lại.
Để trả lời câu hỏi của hello01012000 lần này xin được nói như sau:
- Trong SCADA thì 2 chữ sau cùng là Data Acquisition có nghĩa là thu nạp dữ liệu để phát triển dưới nhiều hình thức. Đúng như bạn nói một nửa trái tim của SCADA là hệ thống real-time databas. Trước khi PI-OSI ra đời thì SCADA đã có cơ sở dữ liệu riêng cho mình. Đây chính là điểm giúp SCADA vượt trội các hệ thống khác nhưng cũng là một điểm yếu của nó. Bạn đã làm về SCADA chắc đã thường nghe nói về 15 minutes data vậy bạn có bao giờ tự hỏi tại sao là 15 minutes mà không là 1 minutes hay 1 second? Utility industrial chấp nhận sự ra đời của 15'' data nhằm bảo đảm những yêu cầu tương đối của họ mà cũng giải quyết hạn chế về bộ nhớ của SCADA. Không có một hệ thống nào được design để chứa toàn bộ mọi tính hiệu vì nó sẽ nhanh chống quá tải. Đó chính là chỗ đứng của PI.
Khi vừa ra đời PI có tên History Plan-Information system, có nghĩa là nó nhằm khắc phục hạn chế mà các hệ thống SCADA gặp phải bằng phương pháp chọn lựa lưu trữ tính hiệu theo phương thức window differenciation mà họ gọi là deivation của 2 phương pháp filter trong PI data. Nhìn lại SCADA ta có thể thấy hệ hệ thống lưu dữ liệu phụ là HFD, history future data là một hệ thống giới hạn và được nối liền với các hệ thống khác qua phương pháp SLDB, system load database thông qua truyền tải FTP. Điều đầu tiên PI có thể làm xoá sổ HFD, SLDB và FTP vì sự yếu kém của nó và thay thế bằng database của PI. Với ưu thế về new technology và không lệ thuộc nhiều vào hệ thống khác nên PI lưu trữ của PI ngày nay không gặp hạn chế. Dù là một hệ thống lớn lưu trữ 100Mb đến nửa Gb 1 ngày thì với business rule 24-36 tháng data on-line cũng không phải là vấn đề cũng như 10 năm off-line đều có thể chấp nhận. Ở đây phải nói một điểm yếu hiện tại của PI đang đang được khắc phục là PI hiện tại chỉ có thể nhận tính hiện lớn hơn 2 second nhưng nói một cách khách quan là 5 second chứ không thể xuống đến sub-second. DNP-3 là một phương pháp giải quyết mới của PI nhưng ngay chính cả họ cũng không giám chắc điều này. Tôi sẽ giải thích sau về vấn đề tại sao chỉ có SCADA hiện đang có thể interepted sub-second data (hiểu chứ không phải là trực tiếp thu nạp).
Chỗ đứng thứ hai của PI là probool trend. Đây là một ứng dụng căn bản của PI mà nhân viên của SCADA rất thích vì nó có thể trend back unlimiited in time trong khi trending trong second chỉ có 45 phút vì hạn chế của bộ nhớ về display.
Chỗ đứng thứ ba của nó là khả năng giao tiếp dữ liệu và tính toán. Như tôi đã giới thiệu những trang excel có thể trao dữ liệu trong vài tiếng đồng hồ trong khi mất cả vài tuần để có thể thu nạp dữ liệu của SCADA và tính toán. Ở đây phải nói đến sự kết hợp giữa PI và excel trong tính toán. Nên nhớ rằng nếu có thể xây dựng mô hình toán học thì ta gần như có thể tính toán được mọi thứ trên excel và có thể gọi lại sử dụng bất cứ lúc nào khi cần thiết. Nếu có thể integrate excel với electric model thì ứng dụng của nó là vô cùng to lớn.
Nhìn chung thì chỗ đứng về ứng dụng của PI đã được khẳng định nhưng về chỗ đứng vật lý của nó thì khá phức tạp. Nếu nhìn vào sơ đồ mà tôi đã giới thì thấy được PI một chân bên trong EMS một chân bên IT. EMS thì muốn nó thuộc về hẳn của họ nhưng khả năng điều khiển và integration của họ quá giới hạn, còn IT thì đây là một vấn đề đau đầu vì họ không thể nào hiểu nổi các hệ thống proprietary. Điều nực cười là IT chỉ có thể support power và OS của hệ thống còn vấn đề gì xảy ra họ không hề biết đến. Đây là một hiện tượng chỉ xảy ra ở những công ty lớn vì vấn đề chính trị mà thôi.
Nói chung với cá nhân tôi thì nhiệm vụ chính của PI là truyền tiếp dữ liệu từ SCADA nhằm phục vụ những yêu cầu của ngành. Nó giải quyết cái vế thứ hai của SCADA là data acquisition gồm history và process. Bên trên thì nó phục vụ người cần tính hiệu từ dispatch/operator cho đến planer, manager....bên dưới thì giảm tải cho SCADA và giải quyết yếu điểm của SCADA để nó tập trung vào phần chính là monitor và control. Tuy nhiên tôi cũng xây dựng nhiều hệ thống kiểm soát, thông báo bằng PI cho nhiều bên. Chỉ có điều duy nhất PI không là là control. Không phải là nó là không được vì sắp PI sẽ tự phân tích dữ liệu để tạo work-order nhưng tôi không chấp nhận PI nên làm những việc mang tính chất như kiểm soát và control. Tôi sẽ nói lý do về điều này trong những bài tới.
===================

SCADA là một hệ thống hoạt động dựa theo business rule nên hầu như bạn khó thể tìm ra 2 SCADA nào giống nhau vì vậy không thể nói là SCADA tại Mỹ hoạt động ra sao mà tôi chỉ có thể nói về những gì tôi hiểu về SCADA.
Tất nhiên SCADA, Supervisory Control and Data Acquisition là khái niệm mà cũng là chức năng của nó.
Supervisory Control là nghĩa là quyền điều khiển. Điều này cho phép SCADA điều khiển mạng lưới truyền tải hay hệ thống nội bộ nào đó nhưng câu hỏi tôi đặt ra ở đây là điều khiển như thế nào? Chắc hẳn rằng bạn nhớ câu chuyện nhà máy nguyên tử tại Nga bị nổ, đó là lý do câu quyền điều khiển như thế nào lại là một vấn đề nổi cộm. Một ví dụ tôi có thể kể ra đây đó là khi Seimen upgrade system cho 1 EMS cách đây khoảng 6 năm. Trên hệ thống điều khiển có 1 nút "shed load" được thêm vào so với hệ thống cũ. Một người điều khiển mới ra trường vào nghề được học hệ thống cũ. Khi ngồi lên hệ thống mới anh ta tò mò muốn biết nút đó làm gì và đã nhấn vào nó. Lập tức lưới điện hoạt động và supervice chạy đến bên bàn điều khiển để xác định công việc. 3 phút sau, bản báo cáo ra đời với kết luận bị mất 3000MW. Hôm sau tất cả mọi người lên phòng họp và manager cằm phone lên gọi Seimen và nói rằng họ cần làm thêm một nút bên cạnh nút trên. Seimen hỏi cần nút gì thì ông ta trả lời "upgrade resume". Kết quả là Seimen đã gửi người xuống disable cái nút đó. Điều này cho thấy quyền điều khiển không đúng quy luất còn tai hại hơn là không có quyền điều khiển.
Thứ hai là Data Acquisition. Có nghĩa là lưu trữ dữ liệu để process theo nhiều cách khác nhau. Đây là một phần tương đối đơn giản nhưng lại rất phức tạp khi mà câu hỏi đặt ra là dữ liệu nào cần được lưu trữ và lưu trữ như thế nào cũng như khi nào thì có được dữ liệu....?
===================

Khái niệm và chức năng của hệ thống có thể đơn giản nhưng cũng có thể phức tạp tùy theo mục đích cũng như cách suy nghĩ của từng người, ở đây tôi có thể giới thiệu hệ thống SCADA căn bản như đã hứa:
Được 7604 sửa chữa / chuyển vào 04:05 ngày 31/10/2003