Tổng quan nghiên cứu

Việt Nam đang trải qua thời kỳ cơ cấu dân số vàng với quy mô lực lượng lao động đạt khoảng 55 triệu người trên tổng số hơn 90 triệu dân, bổ sung hơn 1 triệu lao động mới mỗi năm. Tuy nhiên, có tới gần 80% lực lượng lao động chưa qua đào tạo chuyên môn sâu, tạo nên rào cản lớn đối với mục tiêu công nghiệp hóa trong bối cảnh tốc độ già hóa dân số đang diễn ra nhanh chóng. Cùng với đó, nhu cầu tiêu thụ điện năng toàn quốc duy trì tốc độ tăng trưởng cao từ 10% đến 12% mỗi năm, đặt ra thách thức gay gắt đối với hạ tầng năng lượng quốc gia. Tổng công ty Truyền tải điện Quốc gia (EVNNPT), được thành lập theo Quyết định số 223/QĐ-EVN ngày 11/04/2008 của Tập đoàn Điện lực Việt Nam, giữ vai trò huyết mạch độc quyền quản lý và vận hành toàn bộ hệ thống lưới điện truyền tải cấp điện áp 220kV và 500kV trên phạm vi cả nước thông qua 4 Công ty Truyền tải điện (PTC1, PTC2, PTC3, PTC4) và 3 Ban Quản lý dự án.

Vấn đề nghiên cứu trọng tâm của luận văn xuất phát từ thực trạng năng suất lao động trong công tác quản lý vận hành trạm biến áp tại EVNNPT còn thấp, hệ thống thiết bị chưa thực sự đồng bộ và tỷ lệ tổn thất truyền tải cần được tối ưu hóa liên tục. Mục tiêu cụ thể của công trình là hệ thống hóa cơ sở lý luận về quản trị công nghệ, phân tích thực trạng công nghệ vận hành trạm biến áp giai đoạn 2011 - 2015, từ đó xây dựng hệ thống giải pháp đổi mới công nghệ đồng bộ nhằm chuyển đổi các trạm biến áp 220kV sang mô hình trạm biến áp không người trực giai đoạn 2016 - 2020. Nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn to lớn khi trực tiếp thúc đẩy cắt giảm từ 70% đến 80% định biên lao động trực ca tại trạm, nâng cao năng suất lao động toàn Tổng công ty thêm 15% đến 20%, đồng thời tăng cường độ tin cậy cung cấp điện và an toàn vận hành hệ thống điện quốc gia.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn tiếp cận vấn đề đổi mới công nghệ dựa trên nền tảng tích hợp nhiều lý thuyết quản trị công nghệ hiện đại. Thứ nhất, nghiên cứu vận dụng mô hình 4 thành phần công nghệ của ESCAP/Atlas Project, phân rã công nghệ thành 4 cấu phần tương tác mật thiết: Phần cứng - Trang thiết bị kỹ thuật (Technoware); Phần mềm - Con người với kỹ năng và tay nghề (Humanware); Phần thông tin - Dữ liệu, quy trình và bí quyết (Inforware); và Phần tổ chức - Thể chế, quản trị và liên kết vận hành (Orgaware). Sự kết hợp hài hòa giữa 4 yếu tố này quyết định trực tiếp hiệu quả khai thác công nghệ. Thứ hai, tác giả áp dụng mô hình Vòng đời công nghệ gồm 4 giai đoạn phát triển: Đổi mới (R&D), Áp dụng, Phổ biến và Thay thế để xác định chính xác thời điểm chuyển dịch từ công nghệ điều khiển cơ học truyền thống sang công nghệ kỹ thuật số. Thứ ba, lý thuyết quản trị công nghệ của các chuyên gia quản lý nhấn mạnh công thức: Công nghệ bằng Máy móc thiết bị cộng Tri thức cộng Kỹ năng cộng Phương pháp, được vận hành trên nền tảng Tâm thế chủ động của người lao động.

Các khái niệm chính được định hình xuyên suốt nghiên cứu gồm:

  • Đổi mới công nghệ (Technology Innovation): Quá trình chủ động thay thế, cải tiến căn bản hoặc từng phần các quy trình kỹ thuật, trang thiết bị và phương thức quản lý nhằm gia tăng năng suất và giảm giá thành sản xuất.
  • Trạm biến áp không người trực (Unmanned Substation): Mô hình trạm biến áp tích hợp hệ thống tự động hóa hoàn chỉnh, cho phép thu thập dữ liệu, giám sát trạng thái và điều khiển đóng cắt thiết bị hoàn toàn từ xa qua Trung tâm Điều khiển mà không cần nhân viên trực ca thường trú tại trạm.
  • Hệ thống tự động hóa trạm biến áp (Substation Automation System - SAS): Cấu trúc phần cứng và phần mềm điều khiển theo tiêu chuẩn quốc tế IEC 61850 kết nối dữ liệu về hệ thống SCADA/EMS.
  • Đội thao tác lưu động (Mobile Operation Team): Lực lượng nhân sự kỹ thuật cơ động chịu trách nhiệm kiểm tra định kỳ, bảo dưỡng và xử lý sự cố tại chỗ cho một cụm trạm biến áp không người trực trong một khu vực địa lý xác định.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu kết hợp phương pháp định tính và định lượng qua 6 bước logic chặt chẽ trong giai đoạn 2016 - 2017:

  • Nguồn dữ liệu thứ cấp: Thu thập toàn bộ các báo cáo tài chính, báo cáo kỹ thuật, số liệu sản lượng truyền tải, tổn thất điện năng và thống kê cơ cấu lao động của EVNNPT giai đoạn 2011 - 2015.
  • Nguồn dữ liệu sơ cấp: Khảo sát và phỏng vấn sâu theo phương pháp chọn mẫu chuyên gia có chủ đích (purposive sampling) với cỡ mẫu 65 người, bao gồm lãnh đạo Tổng công ty, Trưởng các Ban chuyên môn (Ban Kỹ thuật, Ban CNTT, Ban Quản lý đầu tư), Trưởng các phòng kỹ thuật và kỹ sư trưởng vận hành tại 4 Công ty Truyền tải điện (PTC1, PTC2, PTC3, PTC4). Phương pháp này được lựa chọn nhằm thu thập góc nhìn chuyên sâu, am hiểu tường tận về các rào cản kỹ thuật và quản trị thực tiễn.
  • Phương pháp phân tích: Sử dụng thống kê mô tả, phân tích so sánh định lượng các chỉ tiêu năng suất lao động, kết hợp đối chuẩn quốc tế (benchmarking) với Công ty Điện lực Kansai Nhật Bản (KEPCO - quản lý 875 trạm biến áp với 100% trạm từ 275kV trở xuống vận hành không người trực, tổn thất lưới điện duy trì khoảng 5%) và mô hình tự động hóa của Terna Italia (chuẩn hóa giao thức IEC 61850 và IEC 60870-5-104).

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Phân tích toàn diện hoạt động sản xuất kinh doanh của EVNNPT giai đoạn 2011 - 2015 đã chỉ ra 3 phát hiện trọng yếu:

Thứ nhất, tốc độ tăng trưởng sản lượng truyền tải và khối lượng quản lý vận hành diễn ra rất nhanh nhưng năng suất lao động chưa tương xứng. Trong giai đoạn 2011 - 2015, sản lượng điện truyền tải tăng trưởng bình quân trên 11% mỗi năm, quản lý trên 20.000 km đường dây và hơn 100 trạm biến áp 220kV - 500kV. Tuy nhiên, mô hình vận hành trạm biến áp truyền thống duy trì định biên từ 10 đến 12 nhân viên trực ca trên mỗi trạm 220kV. Chi phí nhân công trực tiếp chiếm tỷ trọng lớn trong tổng chi phí vận hành, tạo sức ép lớn lên chỉ tiêu năng suất lao động toàn ngành.

Thứ hai, hạ tầng công nghệ nhị thứ và hệ thống tự động hóa trạm biến áp còn thiếu tính đồng bộ. Trước năm 2015, chỉ có khoảng 25% đến 30% số trạm biến áp 220kV được trang bị hệ thống điều khiển máy tính SAS kết nối về các Trung tâm Điều độ. Phần lớn các trạm còn lại vận hành bằng hệ thống điều khiển bảo vệ truyền thống rời rạc, thiết bị đo lường phân tán, hệ thống camera giám sát CCTV và phòng cháy chữa cháy chưa được tích hợp truyền dữ liệu tập trung thời gian thực.

Thứ ba, tiềm năng tối ưu hóa chi phí và nâng cao độ tin cậy từ mô hình trạm biến áp không người trực là rất rõ rệt. Đối chiếu với kinh nghiệm từ KEPCO Nhật Bản và Terna Italia, việc chuyển đổi mô hình giúp giảm 100% lực lượng trực ca thường trú tại trạm, chuyển sang mô hình 1 Đội thao tác lưu động gồm 6 đến 8 người phụ trách từ 3 đến 5 trạm biến áp. Giải pháp này giúp cắt giảm từ 8 đến 10 lao động trên mỗi trạm biến áp 220kV, tiết kiệm hơn 60% chi phí vận hành thường xuyên và rút ngắn thời gian xử lý sự cố kỹ thuật từ 30% đến 40%.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân cốt lõi của tình trạng phân tán công nghệ tại EVNNPT là do các công trình trạm biến áp được đầu tư qua nhiều thời kỳ khác nhau với nhiều nguồn vốn tài trợ và công nghệ nhập khẩu từ nhiều quốc gia. Điều này dẫn đến sự không đồng nhất về giao thức truyền thông và hệ thống điều khiển. Dữ liệu nghiên cứu cho thấy, khi biểu diễn qua biểu đồ so sánh cơ cấu lao động trước và sau chuyển đổi, việc ứng dụng trạm biến áp không người trực tạo ra sự đột phá về đường cong năng suất: sản lượng truyền tải trên mỗi lao động tăng trưởng mạnh trong khi tỷ lệ tổn thất điện năng có xu hướng giảm vững chắc từ trên 2,5% xuống dưới 2,0%.

So sánh với các nghiên cứu đổi mới công nghệ trong các ngành sản xuất khác, đổi mới công nghệ trong truyền tải điện mang tính chất đổi mới có hệ thống và đổi mới thế hệ sau. Việc chuyển đổi sang trạm biến áp không người trực không đơn thuần là thay thế phần cứng (thiết bị nhất thứ, nhị thứ) mà đòi hỏi sự tái cấu trúc toàn diện về phần mềm (kỹ năng công nghệ thông tin của kỹ sư) và phần tổ chức (hình thành các Trung tâm Điều khiển xa và Đội thao tác lưu động). Đây là bước chuyển tất yếu đưa lưới điện truyền tải Việt Nam tiệm cận tiêu chuẩn Lưới điện thông minh (Smart Grid) của khu vực và thế giới.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả phân tích thực trạng và kinh nghiệm quốc tế, luận văn đề xuất 4 nhóm giải pháp chiến lược thực hiện đổi mới công nghệ tại EVNNPT giai đoạn 2016 - 2020:

Thứ nhất, hoàn thiện và chuẩn hóa cơ sở hạ tầng kỹ thuật trạm biến áp:

  • Nâng cấp và số hóa 100% hệ thống rơ le bảo vệ, trang bị thiết bị đầu cuối RTU kép, bộ chuyển đổi giao thức truyền thông theo chuẩn quốc tế IEC 61850 và IEC 60870-5-101/104 tại tất cả các trạm biến áp 220kV.
  • Lắp đặt đồng bộ hệ thống giám sát dầu online cho máy biến áp lực, hệ thống định vị điểm sự cố đường dây, hệ thống camera CCTV thông minh giám sát nhiệt và an ninh và hệ thống phòng cháy chữa cháy tự động kích hoạt kết nối truyền tín hiệu liên tục về Trung tâm Điều khiển xa.
  • Mục tiêu: Hoàn thành nâng cấp kỹ thuật cho 100% trạm biến áp 220kV đủ điều kiện vận hành không người trực trước năm 2020 do Ban Kỹ thuật và Ban CNTT EVNNPT chủ trì triển khai.

Thứ hai, đổi mới mô hình tổ chức và tối ưu hóa phân bổ lao động:

  • Thành lập các Trung tâm Điều khiển xa tại các Công ty Truyền tải điện và chuyển đổi cơ cấu tổ chức tại các Truyền tải điện khu vực, xóa bỏ hoàn toàn các chức danh trực ca cố định tại trạm biến áp 220kV.
  • Xây dựng mô hình Đội thao tác lưu động (TTLĐ) với định biên từ 6 đến 8 người, phụ trách quản lý kỹ thuật, tuần tra và xử lý sự cố cho cụm 3 đến 5 trạm biến áp trong bán kính di chuyển từ 30 đến 50 km.
  • Mục tiêu: Giảm định biên trực tiếp tại mỗi trạm từ 11 người xuống 0 người trực thường trú, hoàn thành tái cấu trúc bộ máy trong giai đoạn 2017 - 2019 do Ban Tổ chức và Nhân sự EVNNPT điều phối.

Thứ ba, đào tạo chuyển đổi và nâng cao chất lượng nguồn nhân lực:

  • Xây dựng chương trình đào tạo lại chuyên sâu cho 100% nhân viên vận hành trạm chuyển sang lực lượng thao tác lưu động, tập trung vào kỹ năng phân tích bản ghi sự cố rơ le, điều khiển thiết bị kỹ thuật số và an toàn điện cao áp.
  • Đào tạo đội ngũ chuyên gia công nghệ thông tin và tự động hóa tại các Trung tâm Điều khiển làm chủ hoàn toàn phần mềm SCADA/EMS và an ninh mạng công nghiệp.
  • Mục tiêu: Tổ chức ít nhất 300 lượt đào tạo kỹ thuật thực hành trong giai đoạn 2016 - 2018 do PTC1, PTC2, PTC3, PTC4 phối hợp các viện nghiên cứu thực hiện.

Thứ tư, hoàn thiện khung pháp lý và quy trình phối hợp vận hành:

  • Ban hành bộ quy trình chuẩn về quản lý vận hành, thao tác điều khiển xa, khóa liên động logic và quy trình phối hợp giữa Trung tâm Điều độ Hệ thống điện Quốc gia (A0), các Điều độ miền (A1, A2, A3), Trung tâm Điều khiển EVNNPT và Đội thao tác lưu động.
  • Kiến nghị Bộ Công Thương và EVN ban hành quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về trạm biến áp không người trực, đồng thời cho phép cơ chế tài chính linh hoạt để trích lập quỹ khoa học công nghệ đầu tư hạ tầng viễn thông truyền dẫn quang SDH dự phòng kép.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Công trình nghiên cứu mang giá trị học thuật và ứng dụng thực tiễn cao, đặc biệt hữu ích cho 4 nhóm đối tượng sau:

  1. Ban lãnh đạo và nhà quản trị chiến lược tại Tập đoàn Điện lực Việt Nam, EVNNPT và các Tổng công ty Điện lực phân phối: Tham khảo toàn bộ khung giải pháp tái cấu trúc tổ chức, mô hình tính toán định biên lao động và lộ trình chuyển đổi trạm biến áp không người trực để ứng dụng trực tiếp vào đề án nâng cao năng suất lao động giai đoạn trung và dài hạn.
  2. Đội ngũ kỹ sư tự động hóa, kỹ sư SCADA và chuyên viên công nghệ thông tin ngành điện lực: Sử dụng các giải pháp kỹ thuật chi tiết về chuẩn giao thức IEC 61850, kiến trúc mạng truyền dẫn RTU kép, hệ thống giám sát dầu online và định vị sự cố làm tài liệu chuẩn mực trong thiết kế, thẩm định và nghiệm thu các dự án số hóa trạm biến áp.
  3. Giảng viên, học viên cao học và nghiên cứu sinh chuyên ngành Quản trị công nghệ, Quản lý năng lượng và Hệ thống điện: Tiếp cận một trường hợp nghiên cứu điển hình (case study) toàn diện về việc vận dụng lý thuyết 4 thành phần công nghệ và vòng đời công nghệ vào giải quyết bài toán hiện đại hóa hạ tầng của một doanh nghiệp hạ tầng nhà nước quy mô lớn.
  4. Cơ quan quản lý nhà nước như Cục Điều tiết Điện lực, Vụ Năng lượng thuộc Bộ Công Thương: Sử dụng các cơ sở lý luận và bằng chứng thực tiễn của luận văn để tham mưu ban hành các cơ chế, chính sách thúc đẩy phát triển thị trường điện cạnh tranh và chuẩn hóa quy chuẩn kỹ thuật lưới điện thông minh tại Việt Nam.

Câu hỏi thường gặp

Mô hình trạm biến áp không người trực mang lại những lợi ích kinh tế kỹ thuật nổi bật nào cho EVNNPT? Mô hình giúp cắt giảm từ 70% đến 80% chi phí nhân công trực ca thường trú, giảm thiểu sai sót do thao tác thủ công của con người và rút ngắn thời gian phát hiện, xử lý sự cố từ 30% đến 40%. Đồng thời, mô hình tối ưu hóa chi phí đầu tư nhà điều hành và nâng cao năng suất lao động toàn ngành truyền tải.

Luận văn đã áp dụng những khung lý thuyết quản trị công nghệ then chốt nào? Luận văn kết hợp khung 4 thành phần công nghệ gồm Thiết bị, Con người, Thông tin và Tổ chức của ESCAP, mô hình Vòng đời công nghệ 4 giai đoạn của các tác giả uy tín, cùng lý thuyết quản trị công nghệ gắn liền với 4 yếu tố Máy móc, Tri thức, Kỹ năng, Phương pháp trên nền tảng Tâm thế lao động.

Lộ trình chuyển đổi trạm biến áp 220kV sang vận hành không người trực được triển khai ra sao? Lộ trình thực hiện trong giai đoạn 2016 - 2020: Năm 2016 hoàn thiện phê duyệt đề án và xây dựng khung pháp lý; giai đoạn 2017 - 2018 tập trung nâng cấp kỹ thuật, lắp đặt thiết bị SCADA/SAS, camera an ninh và thành lập Trung tâm Điều khiển; giai đoạn 2019 - 2020 hoàn thành chuyển đổi 100% trạm biến áp 220kV và vận hành ổn định các Đội thao tác lưu động.

Công tác an ninh và phòng chống cháy nổ tại trạm không người trực được đảm bảo như thế nào? Trạm được trang bị hệ thống an ninh đa lớp với hàng rào hồng ngoại, cảm biến chuyển động, camera CCTV giám sát 360 độ truyền dữ liệu liên tục về Trung tâm Điều khiển, kết hợp hệ thống chữa cháy tự động bằng khí hoặc bọt và quy chế phối hợp an ninh trật tự với công an địa phương lân cận.

EVNNPT giải quyết bài toán sắp xếp lực lượng lao động dôi dư sau chuyển đổi bằng phương án nào? Tổng công ty tổ chức đào tạo lại toàn bộ nhân sự trực ca để chuyển sang các Đội thao tác lưu động, đội quản lý sửa chữa đường dây hoặc điều chuyển sang công tác quản lý dự án tại 3 Ban Quản lý dự án trực thuộc, đảm bảo không cắt giảm lao động đột ngột mà nâng cao chất lượng nguồn nhân lực.

Kết luận

  • Luận văn đã hệ thống hóa toàn diện cơ sở lý luận về quản trị công nghệ và khẳng định đổi mới công nghệ là yếu tố sống còn nâng cao sức cạnh tranh của doanh nghiệp truyền tải điện.
  • Đánh giá sâu sắc thực trạng quản lý vận hành trạm biến áp của EVNNPT giai đoạn 2011 - 2015, chỉ rõ điểm nghẽn về năng suất lao động và sự thiếu đồng bộ của hạ tầng tự động hóa.
  • Đúc kết thành công bài học kinh nghiệm quốc tế từ KEPCO Nhật Bản và Terna Italia trong việc tiêu chuẩn hóa giao thức IEC 61850 và tổ chức vận hành tự động.
  • Xây dựng gói giải pháp đồng bộ 4 trụ cột gồm Kỹ thuật, Tổ chức lao động, Đào tạo nguồn nhân lực và Khung thể chế pháp lý, đặt mục tiêu chuyển đổi 100% trạm biến áp 220kV sang vận hành không người trực giai đoạn 2016 - 2020.
  • Đóng góp mô hình Đội thao tác lưu động quản lý cụm trạm biến áp trong bán kính 30 - 50 km, mở ra hướng đi đột phá cho tiến trình hiện đại hóa lưới điện thông minh tại Việt Nam.

Giai đoạn tiếp theo đòi hỏi EVNNPT khẩn trương hoàn thiện hạ tầng truyền dẫn viễn thông quang dự phòng kép, chuẩn hóa quy trình điều khiển từ xa và đẩy mạnh số hóa toàn diện để làm chủ công nghệ vận hành lưới điện truyền tải quốc gia. Các cấp quản lý và chuyên gia kỹ thuật quan tâm có thể khai thác các luận điểm và giải pháp chi tiết trong luận văn để hiện thực hóa mục tiêu phát triển bền vững ngành điện Việt Nam.