Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10687-25-4:2025 (hoàn toàn tương đương với tiêu chuẩn quốc tế IEC 61400-25-4:2016) về "Hệ thống phát điện gió – Phần 25-4: Truyền thông để giám sát và điều khiển nhà máy điện gió – Ánh xạ đến hồ sơ truyền thông" quy định các phương pháp ánh xạ dịch vụ truyền thông cụ thể (SCSM) để truyền tải thông tin giữa các thiết bị và hệ thống giám sát trong nhà máy điện gió.

Phạm vi và đối tượng áp dụng: Tiêu chuẩn này áp dụng đối với các tổ chức, cá nhân tham gia vào việc thiết kế, chế tạo, thử nghiệm, vận hành và quản lý hệ thống truyền thông giám sát, điều khiển nhà máy điện gió (WPP). Phạm vi của tiêu chuẩn tập trung vào việc ánh xạ các mô hình thông tin và mô hình trao đổi thông tin (được định nghĩa trong TCVN 10687-25-2 và TCVN 10687-25-3) sang các ngăn xếp giao thức truyền thông tiêu chuẩn hóa.

- Tổng quan về ánh xạ ngăn xếp giao thức (Điều 5)

Tiêu chuẩn hỗ trợ nhiều phương pháp ánh xạ dịch vụ truyền thông cụ thể (SCSM) khác nhau sang các ngăn xếp giao thức chuẩn mực. Để đảm bảo tính tuân thủ, hệ thống truyền thông của nhà máy điện gió phải lựa chọn và thực hiện thành công ít nhất một trong các ánh xạ sau:

• Dịch vụ Web (Web Services): Ánh xạ toàn bộ mô hình thông tin và mô hình trao đổi thông tin sang cấu trúc XML/SOAP và định nghĩa bằng tệp WSDL.
• OPC XML-DA: Ánh xạ mô hình thông tin phân cấp sang cấu trúc nhánh (Branch) và mục (Item) của OPC, hỗ trợ các dịch vụ Read, Write và Subscribe.
• IEC 61850-8-1 (MMS): Ánh xạ trực tiếp sang giao thức ISO 9506 (MMS) phục vụ cho việc trao đổi dữ liệu thời gian thực trong hệ thống tự động hóa trạm.
• IEC 60870-5-104: Ánh xạ sang giao thức truyền tin tiêu chuẩn của ngành điện thông qua hướng dẫn của IEC TS 61850-80-1, sử dụng cấu trúc địa chỉ CASDU và IOA.
• DNP3: Ánh xạ sang giao thức DNP3 theo tiêu chuẩn IEEE P1815.1, chuyển đổi các thuộc tính dữ liệu thành các điểm dữ liệu nhị phân, tương tự hoặc chuỗi octet.

- Ánh xạ dịch vụ truyền thông cụ thể đến Dịch vụ Web (Phụ lục A)

Phụ lục này mô tả giải pháp truyền thông hoàn chỉnh dựa trên công nghệ Web Services sử dụng tệp WSDL (Web Services Description Language) phiên bản 3.3:

• Kiến trúc ánh xạ: Sử dụng giao thức SOAP/XML để trao đổi thông tin theo mô hình Máy khách - Máy chủ (Client - Server). Mô hình thông tin phân cấp của nhà máy điện gió được bảo toàn nguyên vẹn khi chuyển đổi sang cấu trúc XML Schema.
• Quy tắc đặt tên đối tượng: Tên đối tượng được xây dựng theo cấu trúc phân cấp bắt đầu bằng tên Thiết bị logic (LD) tối đa 64 ký tự, tiếp theo là dấu gạch chéo (/), tên Nút logic (LN) kết thúc bằng ID thể hiện và dấu chấm (.), sau đó là tên Đối tượng dữ liệu (DATA) và Thuộc tính dữ liệu (DA) kiểu nguyên thủy.
• Ánh xạ dịch vụ lớp Server và Association: Dịch vụ GetServerDirectory được dùng để truy xuất danh sách LD. Quá trình liên kết sử dụng các thông điệp AssociateRequest (chứa UserName, Password, Local ID, MaxMessageSize) và AssociateResponse (chứa AssocID để quản lý phiên ảo). Các dịch vụ kết thúc phiên bao gồm Release và Abort.
• Ánh xạ dịch vụ báo cáo (Reporting): Máy khách kích hoạt báo cáo bằng cách đặt thuộc tính RptEna thành True. Cơ chế báo cáo yêu cầu máy khách gửi định kỳ thông điệp ReportRequest trong khoảng thời gian giữa MinRequestTime và MaxRequestTime để máy chủ phản hồi bằng ReportResponse chứa dữ liệu sự kiện đệm.
• Ngăn xếp giao thức Dịch vụ Web: Tầng ứng dụng sử dụng SOAP 1.2 và HTTP (RFC 2616, RFC 2817), tầng bảo mật tùy chọn sử dụng SSL/TLS (RFC 5246), tầng truyền tải sử dụng TCP (RFC 793), tầng mạng sử dụng IPv4/IPv6 và hỗ trợ IP Multicasting (RFC 1112).

- Ánh xạ dịch vụ truyền thông cụ thể đến OPC XML-DA (Phụ lục B)

Phương pháp ánh xạ này chuyển đổi mô hình thông tin nhà máy điện gió sang cấu trúc dữ liệu không trạng thái của OPC XML-DA:

• Ánh xạ cấu trúc phân cấp: Thiết bị logic (LD), Nút logic (LN) và Đối tượng dữ liệu (DO) được ánh xạ thành các Nhánh (Branch). Thuộc tính dữ liệu (DA) kiểu cấu trúc được ánh xạ thành Nhánh, trong khi các thuộc tính kiểu cơ bản (BasicTypes) hoặc kiểu ACSI phổ biến được ánh xạ thành các Mục (Item) đóng vai trò là lá của cây phân cấp.
• Ánh xạ kiểu dữ liệu cơ bản: BOOLEAN ánh xạ sang boolean; INT8/16/32/64 ánh xạ sang các kiểu số nguyên tương ứng; FLOAT32 ánh xạ sang float; ENUMERATED và CODED ENUM ánh xạ sang unsignedInt; VISIBLE STRING và UNICODE STRING ánh xạ sang string.
• Xử lý dấu thời gian và chất lượng: Dấu thời gian của mô hình thông tin (TimeStamp) phản ánh thời điểm cuối cùng giá trị thay đổi và được ánh xạ sang kiểu dateTime của OPC XML-DA. Thuộc tính chất lượng (Quality) của mô hình thông tin được coi là một CODED ENUM 13-bit và được ánh xạ thành một mục unsignedInt riêng biệt thay vì sử dụng thuộc tính chất lượng mặc định của OPC.
• Thuộc tính mục tùy chỉnh: Để hỗ trợ các dịch vụ tự mô tả, máy chủ phải bổ sung các thuộc tính tùy chỉnh bao gồm "FC" (xác định ràng buộc chức năng), "IMClass" (xác định lớp phần tử như LD, LN, DO, CDA) và "IMType" (xác định kiểu dữ liệu cụ thể).
• Quản lý liên kết phiên ảo: Do HTTP là giao thức không trạng thái, một phiên ảo được thiết lập bằng cách sử dụng tiêu đề HTTP Cookie để truyền tải AssociationID giữa máy khách và máy chủ, đi kèm cơ chế bộ đếm thời gian để tự động giải phóng tài nguyên khi mất kết nối.

- Ánh xạ đến ISO 9506 (MMS) theo tiêu chuẩn IEC 61850-8-1 (Phụ lục C)

Phụ lục này quy định việc sử dụng tiêu chuẩn IEC 61850-8-1 để ánh xạ mô hình thông tin nhà máy điện gió sang MMS (Manufacturing Message Specification):

• Ánh xạ đối tượng: Server ánh xạ sang MMS Server; Logical Device ánh xạ sang MMS Domain; Logical Node, Data và Data Attribute ánh xạ sang MMS NamedVariable; Data-Set ánh xạ sang MMS NamedVariableList; Log ánh xạ sang MMS Journal.
• Dịch vụ ghi nhật ký mở rộng: Tiêu chuẩn mở rộng dịch vụ truy vấn nhật ký của MMS bằng cách bổ sung tham số bộ lọc dữ liệu (DataFilter) trong các yêu cầu QueryLogByTime và QueryLogAfter, cho phép máy khách chỉ truy xuất các mục nhật ký chứa các tham chiếu được chỉ định.
• Hồ sơ truyền thông (Profiles): Hồ sơ A-Profile sử dụng các tiêu chuẩn ISO 9506-1/2 cho thông điệp sản xuất, ISO/IEC 8649/8650-1 cho dịch vụ điều khiển liên kết (ACSE). Hồ sơ T-Profile sử dụng TCP/IP, hỗ trợ tính năng dự phòng mạng cao thông qua PRP1 hoặc HSR (IEC 62439-3) và RSTP (IEEE 802.1D).

- Ánh xạ đến IEC 60870-5-104 theo IEC TS 61850-80-1 (Phụ lục D)

Phương pháp ánh xạ này cho phép tích hợp nhà máy điện gió vào các hệ thống điều khiển trung tâm (SCADA) truyền thống sử dụng giao thức IEC 60870-5-104:

• Định địa chỉ CASDU và IOA: Thiết bị logic (LD) được gán cho một địa chỉ chung của ASDU (CASDU) duy nhất. Các Nút logic (LN) được gán cho một dải địa chỉ đối tượng thông tin (IOA) cụ thể theo phương pháp thập phân để đảm bảo tính duy nhất của từng điểm dữ liệu.
• Ánh xạ lớp dữ liệu chung (CDC): Các lớp dữ liệu như SPS, DPS, INS, BCR, APC, MV, ENS, ENC, ENG được ánh xạ sang các đơn vị dữ liệu dịch vụ ứng dụng (ASDU) tương ứng của IEC 60870-5-104 (ví dụ: TI<30> cho thông tin điểm đơn, TI<35> cho giá trị đo tỷ lệ, TI<36> cho giá trị đo dấu phẩy động ngắn).
• Ánh xạ mô hình điều khiển: Hỗ trợ các mô hình điều khiển trực tiếp hoặc chọn-trước-khi-vận-hành (SBO) với bảo mật thông thường hoặc bảo mật nâng cao. Các lệnh điều khiển được ánh xạ sang các ASDU lệnh tương ứng như TI<58>, TI<59>, TI<62>, TI<63> đi kèm với thẻ thời gian CP56Time2a.
• Cấu hình bằng ngôn ngữ SCL: Cho phép sử dụng phần mở rộng của Ngôn ngữ cấu hình trạm biến áp (SCL) để lưu trữ các thông tin cấu hình cụ thể của giao thức IEC 60870-5-104 như địa chỉ IP, cổng truyền thông (mặc định là 2404), thời gian chờ (t0, t1, t2, t3) và các tham số k, w của giao thức truyền tải.

- Ánh xạ đến DNP3 (Phụ lục E)

Phụ lục này quy định việc ánh xạ mô hình thông tin nhà máy điện gió sang giao thức DNP3 dựa trên các quy tắc của tiêu chuẩn IEEE P1815.1:

• Ánh xạ thuộc tính dữ liệu: Các thuộc tính của các lớp dữ liệu chung (như SPV, STV, ALM, CMD, CTE, TMS, WDPL, AST) được chuyển đổi thành các kiểu điểm dữ liệu của DNP3 bao gồm Binary Input (BI), Binary Output (BO), Analog Input (AI), Analog Output (AO) và Octet String (OCT).
• Ánh xạ dịch vụ trao đổi thông tin: Dịch vụ GetDataValues ánh xạ sang mã chức năng Read (Mã 1) của DNP3. Dịch vụ SetDataValues ánh xạ sang mã chức năng Write (Mã 2), Direct Operate (Mã 5) hoặc Select/Operate (Mã 3 và 4). Các dịch vụ tự mô tả cấu trúc phân cấp không được hỗ trợ trực tiếp trong DNP3 và phải được cấu hình tĩnh thông qua hồ sơ thiết bị (Device Profile).

- Quy định về đồng bộ hóa thời gian (Phụ lục F)

Để đảm bảo tính chính xác của các thuộc tính dấu thời gian (TIMESTAMP) trong toàn bộ nhà máy điện gió, tiêu chuẩn yêu cầu:

• Giao thức tối thiểu: Tất cả các thiết bị tuyên bố tuân thủ tiêu chuẩn phải thực hiện đồng bộ hóa thời gian sử dụng tối thiểu là giao thức SNTP (Simple Network Time Protocol). Có thể sử dụng các giao thức chính xác hơn như PTP (IEEE 1588), GPS hoặc IRIG-B.
• Quản lý trạng thái đồng hồ: Khi thiết bị khởi động, cờ ClockNotSynchronized phải được đặt thành True cho đến khi đồng bộ thành công. Nếu mất kết nối với máy chủ thời gian vượt quá thời gian chờ quy định trong tài liệu PIXIT, cờ này phải được đặt lại thành True. Trong trường hợp đồng hồ nội bộ bị lỗi vật lý, cờ ClockFailure phải được kích hoạt để cảnh báo hệ thống giám sát rằng dấu thời gian không còn đáng tin cậy.

- Giao diện và cân nhắc triển khai thực tế (Phụ lục G)

Phụ lục này cung cấp hướng dẫn trực quan về cách thức triển khai các giao diện truyền thông trong một hệ thống thực tế:

• Các phân vùng giao diện: Quá trình trao đổi dữ liệu thô giữa nhà máy điện gió thực tế và máy chủ sử dụng các giao diện nội bộ IF1 và IF2 (phụ thuộc vào nhà sản xuất). Máy chủ thực hiện hành động Act1 để gán các thông tin phân cấp, dấu thời gian và chất lượng cho dữ liệu thô theo mô hình thông tin tiêu chuẩn.
• Giao diện tiêu chuẩn hóa: Giao diện IF3 là giao diện duy nhất được định nghĩa và tiêu chuẩn hóa bởi bộ TCVN 10687-25. Giao diện này chịu trách nhiệm truyền tải các thông điệp dịch vụ và giá trị dữ liệu giữa máy chủ và máy khách qua mạng truyền thông.
• Giao diện ứng dụng: Việc trao đổi dữ liệu giữa máy khách truyền thông và ứng dụng SCADA/HMI được thực hiện qua giao diện IF4 và hành động Act2 (nằm ngoài phạm vi tiêu chuẩn hóa của TCVN 10687-25).