SCADA trong năng lượng tái tạo nâng tầm quản lý và vận hành năng lượng xanh

Trong bối cảnh chuyển đổi năng lượng toàn cầu diễn ra mạnh mẽ, các nguồn năng lượng tái tạo như điện mặt trời (Solar) & điện gió (Wind) ngày càng được ứng dụng rộng rãi. Tuy nhiên, để đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định, hiệu quả & tối ưu chi phí vận hành, doanh nghiệp cần đến các giải pháp giám sát & điều khiển thông minh. Trong đó, SCADA trong năng lượng tái tạo được xem là “trung tâm điều hành” giúp nâng cao hiệu suất quản lý & vận hành năng lượng xanh. Trong bài viết hôm nay, atscada.net sẽ cùng bạn tìm hiểu thông tin chi tiết về giải pháp này, từ đó đưa ra quyết định lựa chọn phù hợp với nhu cầu thực tế. 

SCADA trong năng lượng tái tạo là gì?

SCADA trong năng lượng tái tạo là hệ thống giám sát, điều khiển & thu thập dữ liệu được ứng dụng trong các nhà máy năng lượng xanh như điện mặt trời (Solar), điện gió (Wind), thuỷ điện hoặc các hệ thống hybrid. 

SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) cho phép doanh nghiệp theo dõi toàn bộ quá trình vận hành của hệ thống năng lượng theo thời gian thực thông qua máy tính/thiết bị di động. Hệ thống SCADA có khả năng thu thập dữ liệu từ các thiết bị hiện trường, giám sát trạng thái hoạt động của hệ thống, điều khiển thiết bị từ xa, phân tích dữ liệu vận hành, cảnh báo sự cố tự động, lưu trữ & xuất báo cáo. 

Vai trò quan trọng của SCADA trong năng lượng tái tạo 

Các hệ thống năng lượng tái tạo thường có quy mô lớn, phân tán tại nhiều khu vực khác nhau & phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên, khiến việc vận hành thủ công gặp nhiều khó khăn. SCADA giúp doanh nghiệp:

Giám sát hệ thống thời gian thực 

SCADA liên tục thu thập dữ liệu từ tấm pin năng lượng mặt trời, tuabin gió, inverter, bộ lưu trữ điện, trạm biến áp, cảm biến môi trường. Các thông số như điện áp, dòng điện, công suất, tốc độ gió, bức xạ mặt trời, nhiệt độ được cập nhật liên tục trên giao diện trực quan. 

Điều khiển, vận hành từ xa

Thông qua hệ thống SCADA, kỹ sư vận hành có thể khởi động/dừng hệ thống, điều chỉnh công suất, điều khiển inverter, giám sát tình trạng tuabin gió, cấu hình thiết bị từ xa, giúp giảm đáng kể chi phí nhân sự & thời gian kiểm tra tại hiện trường.

Tối ưu hiệu suất phát điện

SCADA hỗ trợ phân tích dữ liệu để xác định thiết bị hoạt động kém hiệu quả, phát hiện suy hao hệ thống, tối ưu góc nghiêng tấm pin, điều chỉnh vận hành theo thời tiết & cân bằng tải điện năng. Nhờ đó, hiệu suất khai thác năng lượng được cải thiện đáng kể.

Cảnh báo, xử lý sự cố nhanh chóng 

Khi phát sinh lỗi như quá áp, mất kết nối, nhiệt độ bất thường, hỏng inverter, tuabin quá tải,… SCADA sẽ gửi cảnh báo ngay lập tức qua màn hình HMI, email, SMS, ứng dụng di động. Việc xử lý kịp thời giúp giảm thời gian downtime & hạn chế tổn thất sản lượng điện. 

Cấu trúc hệ thống SCADA trong năng lượng tái tạo

Hệ thống SCADA hoàn chỉnh thường bao gồm nhiều thành phần liên kết với nhau, đảm bảo vận hành ổn định, chính xác & hiệu quả. Dưới đây là cấu trúc cơ bản của hệ thống SCADA trong năng lượng tái tạo:

Thiết bị hiện trường 

Là lớp thiết bị nằm trực tiếp tại hiện trường, có nhiệm vụ thu thập dữ liệu & giám sát hoạt động của hệ thống năng lượng. Các thiết bị phổ biến gồm cảm biến tốc độ gió, cảm biến hướng gió, cảm biến bức xạ mặt trời, cảm biến nhiệt độ – độ ẩm, đồng hồ đo điện năng, thiết bị đo điện áp, dòng điện, tuabin gió, bộ lưu trữ năng lượng,… Những thiết bị này liên tục gửi dữ liệu vận hành về hệ thống điều khiển trung tâm. 

Bộ điều khiển PLC/RTU

PLC (Programmable Logic Controller)/RTU (Remote Terminal Unit) là bộ điều khiển trung gian giữa thiết bị hiện trường & hệ thống SCADA, giúp thu thập dữ liệu từ cảm biến, xử lý tín hiệu, điều khiển thiết bị, truyền dữ liệu về trung tâm SCADA & thực hiện các lệnh tự động hoá. 

Trong các nhà máy điện mặt trời & điện gió quy mô lớn, RTU thường được sử dụng để hỗ trợ điều khiển từ xa hiệu quả hơn. 

Hệ thống truyền thông công nghiệp

Đây là thành phần giúp kết nối & truyền dữ liệu giữa các thiết bị trong hệ thống SCADA. 

– Các phương thức truyền thông phổ biến gồm: Ethernet công nghiệp, cáp quang, WiFi, 4G/5G, Radio công nghiệp

– Các giao thức truyền thông thường dùng: Modbus RTU/TCP, OPC, IEC 60870, DNP3, MQTT

Hệ thống truyền thông đảm bảo dữ liệu được truyền nhanh chóng, ổn định & chính xác theo thời gian thực. 

Máy chủ SCADA

Máy chủ SCADA đóng vai trò là trung tâm xử lý dữ liệu của toàn hệ thống, đảm nhiệm chức năng nhận dữ liệu từ PLC/RTU, lưu trữ dữ liệu vận hành, phân tích dữ liệu, quản lý cảnh báo & điều phối hoạt động hệ thống. Máy chủ có thể được triển khai tại chỗ hoặc trên nền tảng Cloud. 

Cloud SCADA hiện là xu hướng phổ biến nhờ khả năng truy cập linh hoạt & tiết kiệm chi phí hạ tầng. 

Phần mềm giao diện HMI/SCADA

HMI (Human Machine Interface) là giao diện giúp người vận hành theo dõi & điều khiển hệ thống. Thông qua phần mềm SCADA, người dùng có thể quan sát sơ đồ hệ thống, theo dõi dữ liệu thời gian thực, kiểm tra trạng thái thiết bị, điều khiển đóng/ngắt thiết bị, nhận cảnh báo sự cố & xuất báo cáo vận hành. 

Giao diện phần mềm thường hiển thị dưới dạng biểu đồ, dashboard, đồ thị xu hướng, sơ đồ mô phỏng trực quan.

Hệ thống lưu trữ dữ liệu 

Hệ thống lưu trữ dữ liệu có nhiệm vụ ghi nhận lịch sử vận hành, lưu dữ liệu sản lượng điện, theo dõi hiệu suất thiết bị, hỗ trợ phân tích & báo cáo. Dữ liệu lịch sử giúp doanh nghiệp dự đoán bảo trì, phân tích hiệu suất, tối ưu vận hành & đánh giá hiệu quả đầu tư. 

Hệ thống cảnh báo, bảo mật 

SCADA thường được tích hợp:

– Hệ thống cảnh báo: giúp phát hiện tình trạng quá áp, quá nhiệt, mất kết nối, hỏng inverter,… 

– Hệ thống bảo mật: gồm Firewall công nghiệp, phân quyền truy cập, mã hoá dữ liệu, VPN bảo mật, giám sát an ninh mạng, nhằm bảo vệ hệ thống khỏi nguy cơ tấn công mạng & truy cập trái phép

>>> Xem thêm: Ứng dụng SCADA trong ngành ô tô nâng cao hiệu suất và giảm thiểu lãng phí

Qua bài viết trên, có thể khẳng định SCADA trong năng lượng tái tạo là giải pháp không thể thiếu trong quá trình quản lý & vận hành các hệ thống điện mặt trời, điện gió hiện đại. Với khả năng giám sát thời gian thực, điều khiển từ xa, tối ưu hiệu suất & cảnh báo nhanh chóng, SCADA giúp doanh nghiệp nâng cao hiệu quả khai thác năng lượng xanh, tiết kiệm chi phí & thúc đẩy chuyển đổi số ngành năng lượng. 

Trong tương lai, khi nhu cầu sử dụng năng lượng sạch ngày càng tăng, ứng dụng SCADA kết hợp IoT, AI & Cloud sẽ tiếp tục mở ra nhiều cơ hội phát triển mạnh mẽ cho ngành năng lượng tái tạo tại Việt Nam.

ATSCADA - Cung cấp phần mềm ATSCADA - Hệ thống điều khiển giám sát & thu thập dữ liệu là sự lựa chọn phù hợp cho các dự án tích hợp hệ thống, IoT, dự án thành phố thông minh, nông nghiệp 4.0...Được khách hàng tin dùng tại Việt Nam.