MỞ ĐẦU Trong thời đại hiện nay, điện năng là một yếu tố không thể thiếu trong đời sống hàng ngày và đóng vai trò quan trọng trong các hoạt động kinh tế của một quốc gia. Việc dụ báo phụ tải điện năng là một trong những công việc quan trọng nhằm đảm bảo nguồn cung cấp điện năng đáp ứng được nhu cầu sử dụng của người dân, sản xuất và các hoạt động khác. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu về tính cấp thiết của việc dự báo phụ tải điện năng trong giai đoạn 2010-2030 của Việt Nam. Theo số liệu thống kê từ Bộ Công Thương, trong năm 2021, tổng sản lượng điện sản xuất đạt 264.8 tỷ kWh, tăng 8.63% so với năm trước đó.
Sự tăng trưởng này cho thấy ngành điện của Việt Nam vẫn phát triển mạnh mẽ, bất chấp những thách thức do đại dịch gây ra. Sự gia tăng sản lượng điện là do sự phát triển của các nguồn năng lượng tái tạo, chẳng hạn như năng lượng mặt ười và gió, đã được chính phủ tích cực thúc đẩy ưong những năm gần đây. Nhu cầu sử dụng điện của cả nước dự kiến sẽ tiếp tục tăng, đặc biệt khi nền kinh tế phục hồi hoàn toàn sau đại dịch. Nhìn chung sản lượng điện tăng là một dấu hiệu tốt cho thấy sự tiến bộ và tiềm năng tăng trưởng hơn nữa của Việt Nam.
Theo Tập đoàn Điện lực Việt Nam (2022), điện thủy điện chiếm tỉ ưọng cao nhất với 39,4%, tiếp theo là điện than với 36.1%, điện mặt ười với 2,3%, điện gió với 0,6% và các nguồn điện khác chiếm 21. Có thể thấy, các nguồn điện truyền thống vẫn chiếm tỉ ưọng lớn ưong sản xuất điện năng của Việt Nam. Tuy nhiên, ưong thời gian tới, Việt Nam đang đẩy mạnh phát triển các nguồn điện sạch và tái tạo như điện mặt ười, điện gió, điện từ chất thải, nhằm giảm thiểu tác động đến môi trường và đảm bảo an toàn nguồn cung cấp điện năng [1]. Tuy nhiên, dù có sự đa dạng ưong nguồn cung cấp điện năng, việc dự báo phụ tải điện năng vẫn còn gặp nhiều khó khăn và thách thức.
Trong bối cảnh kinh tế phát triển, các hoạt động sản xuất, dịch vụ, du lịch đang phát triển mạnh mẽ, đòi hỏi nhu cầu sử dụng điện năng ngày càng tăng cao. Điều này đặt ra yêu cầu cao đối với việc 1 dự báo phụ tải điện năng để đảm bảo an toàn, ổn định và đáp ứng được nhu cầu sử dụng của người dân và các hoạt động kinh tế. Theo kế hoạch phát triển ngành điện 2021-2030 vừa được Chính phủ phê duyệt, Việt Nam sẽ tiếp tục đẩy mạnh phát hiển các nguồn điện tái tạo, đặc biệt là điện gió và điện mặt ười, nhằm đảm bảo an toàn và bền vững ưong nguồn cung cấp điện năng. Theo đó, tỉ ưọng của các nguồn điện sạch và tái tạo sẽ được tăng lên đáng kể, từ 4.9% vào năm 2020 lên 15-20% vào năm 2030 [1].
Đồng thời, Việt Nam cũng sẽ tiếp tục đầu tư vào các công trình điện thủy điện, điện than và điện khí để đáp ứng nhu cầu tăng trưởng của nền kinh tế. Tuy nhiên, việc dự báo phụ tải điện năng ưong tương lai cũng phải đối mặt với nhiều thách thức khác. Một ưong những thách thức đó là sự biến đổi khí hậu, gây ảnh hưởng đến các nguồn cung cấp điện như điện thủy điện và điện mặt ười. Ngoài ra, sự tăng trưởng của các khu công nghiệp, các khu đô thị mới, các hoạt động du lịch và giải trí cũng đòi hỏi nhu cầu sử dụng điện năng tăng cao, đặt ra thách thức đối với việc dự báo phụ tải điện năng.
Do đó, việc dự báo phụ tải điện năng là cấp thiết và có tầm quan ưọng đặc biệt ưong giai đoạn 2010-2030 của Việt Nam. Để đảm bảo an toàn và ổn định ưong nguồn cung cấp điện năng, các nhà quản lý và chuyên gia cần đưa ra các giải pháp và kế hoạch phù hợp để dự báo và quản lý phụ tải điện năng một cách chính xác và hiệu quả. Việc đầu tư vào các công trình điện, đồng thời cải thiện hiệu quả sử dụng điện và khuyến khích sử dụng các nguồn điện sạch và tái tạo cũng là những giải pháp cần được thực hiện để đảm bảo an toàn và bền vững ưong nguồn cung cấp điện năng. Các nhà quản lý và chuyên gia cần phải có những phương pháp dự báo phụ tải điện năng chính xác và hiệu quả nhằm đảm bảo nguồn cung cấp điện năng đáp ứng được nhu cầu sử dụng của người dân và các hoạt động kinh tế của đất nước.
Để đáp ứng nhu cầu sử dụng điện năng ngày càng tăng, Việt Nam đang tiếp tục đẩy mạnh phát triển các nguồn điện sạch và tái tạo như điện mặt ười, điện gió, điện từ chất 2 thải. Đây là những nguồn điện không gây ô nhiễm môi trường và đáp ứng được yêu cầu bền vững trong phát triển kinh tế. Ngoài ra, việc đầu tư vào các công trình điện và nâng cao hiệu quả sử dụng điện cũng là những giải pháp quan trọng để đảm bảo an toàn và bền vững trong nguồn cung cấp điện năng. Các công trình điện cần được xây dựng và quản lý chặt chẽ, đồng thời phải đáp ứng các tiêu chuẩn về an toàn và bảo vệ môi trường.
Việc cải thiện hiệu quả sử dụng điện thông qua các biện pháp tiết kiệm và sử dụng điện thông minh cũng là giải pháp quan họng để giảm thiểu áp lực trên nguồn cung cấp điện năng. Trong tương lai, việc dự báo phụ tải điện năng sẽ đóng vai trỏ quan trọng và không thể thiếu trong việc quản lý và phát triển nguồn cung cấp điện năng của Việt Nam. Các nhà quản lý và chuyên gia cần đưa ra các kế hoạch và giải pháp phù hợp để đảm bảo an toàn và ổn định trong nguồn cung cấp điện năng, đồng thời đáp ứng được nhu cầu sử dụng điện của người dân và các hoạt động kinh tế của đất nước. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu Dự báo phụ tải là việc ước tính khối lượng điện sẽ tiêu thụ trong tương lai để phục vụ cho việc lập kế hoạch và quản lý lưới điện.
Trong những thập kỷ qua, dự báo phụ tải đã được nghiên cứu rất nhiều. Tuy nhiên, với sự thay đổi lớn của lưới điện, dự báo phụ tải ngày nay gặp nhiều thách thức mới, cần thu hút sự quan tâm của các nhà nghiên cứu. Trong 20 năm qua, việc sử dụng các công nghệ tiên tiến như học máy và trí tuệ nhân tạo đã tạo ra nhiều tiến bộ đáng kể trong lĩnh vực dự báo phụ tải điện năng. Những công nghệ này giúp tối ưu hóa quá trình thu thập dữ liệu, xử lý dữ liệu, tạo ra các mô hình dự báo phức tạp và chính xác hơn, giúp các nhà quản lý và chuyên gia có thể đưa ra các quyết định và lập kế hoạch phù hợp với tình hình thực tế.
Ví dụ, xem xét hai mươi năm qua, như được thể hiện trong Hình 1, xu hướng gia tăng trong các đóng góp nghiên cứu của “dự báo phụ tải điện” làm nổi bật tầm quan trọng của dự báo phụ tải. 1 Số lượng bài báo nghiên cứu về dự báo phụ tải điện 2000-2019 Tuy nhiên, việc áp dụng các công nghệ mới trong dự báo phụ tải cũng đòi hỏi sự đầu tư lớn về kinh phí và nhân lực. Để áp dụng các công nghệ này một cách hiệu quả, cần có sự hợp tác giữa các tổ chức nghiên cứu, doanh nghiệp và chính phủ để tạo ra các giải pháp toàn diện và bền vững. Ngoài ra, việc đào tạo và nâng cao năng lực cho các nhân viên và chuyên gia trong lĩnh vực này cũng là một yếu tố quan trọng để đảm bảo chất lượng và hiệu quả của dự báo phụ tải điện năng.
Tình hình nghiên cứu trong nước Tình hình nghiên cứu dự báo phụ tải trong nước đang được quan tâm và đầu tư bỏi nhiều tổ chức, cơ quan chức năng và các nhà nghiên cứu trong lĩnh vực điện năng. Hiện nay, các trường đại học và viện nghiên cứu ở Việt Nam đang nghiên cứu và áp dụng các phương pháp dự báo phụ tải mới nhất để cải thiện chất lượng dự báo và nâng cao hiệu quả quản lý lưới điện. Nhiều dự án nghiên cứu đã được triển khai, để Phát triển mô hình dự báo phụ tải điện trong điều kiện khí hậu thay đổi, nghiên cứu phát triển hệ thống dự báo phụ tải điện trên cơ sở học máy, nghiên cứu và ứng dụng hệ thống dự báo phụ tải điện bằng phương pháp mạng nơ-ron do Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam và các trường đại học hợp tác thực hiện. 4 Một số công trình nghiên cứu cá nhân về dự báo phụ tải điện năng ở Việt Nam gần đây bao gồm: "Anh hưởng của giá theo thời gian thực đến dự báo tải ngắn hạn" của Nguyễn Quang Tuyến và đồng nghiệp (2023) [3]: Nghiên cứu này sử dụng mô hình mô hình mạng nơ-ron lan truyền ngược (BPNN) để dự báo phụ tải trong tương lai ngắn hạn.
Kết quả cho thấy BPNN có thể dự báo phụ tải hiệu quả hơn so với mô hình truyền thống. "Cải thiện độ chính xác của nhiều mô hình dự báo tải ngắn hạn bằng phương pháp lọc dữ liệu thống kê mới và thống nhất." [4] International Journal of Green Energy 17. "Nghiên cứu này đề xuất sử dụng mô hình lọc dữ liệu với kỹ thuật tiền xử lý để dự báo phụ tải trong tương lai ngắn hạn. Kết quả cho thấy phương pháp này có độ chính xác cao và có thể ứng dụng thực tế.
"Phát triển mô hình trí tuệ nhân tạo chuỗi thời gian lai để dự báo mức sử dụng năng lượng trong các tòa nhà" [5] của Ngô Ngọc Trí và đồng nghiệp (2022): Nghiên cứu này đề xuất sử dụng mô hình kết hợp giữa mạng nhân tạo và kỹ thuật phân tích thành phần chính để dự báo phụ tải trong tương lai ngắn hạn. Kết quả cho thấy mô hình này có độ chính xác tốt và có thể ứng dụng trong thực tiễn. Các công trình nghiên cứu này chỉ là một số ví dụ về các nghiên cứu về dự báo phụ tải điện năng tại Việt Nam trong những năm gần đây. Các nghiên cứu này đều sử dụng các phương pháp học máy và kỹ thuật thông tin để xây dựng các mô hình dự báo phụ tải hiệu quả và chính xác hơn.
Các tổ chức và doanh nghiệp trong lĩnh vực điện năng cũng đang áp dụng các công nghệ tiên tiến như học máy, trí tuệ nhân tạo và big data để phát triển các công cụ dự báo phụ tải hiệu quả.