CHƯƠNG 1. Lý do chọn đề tài Trong bối cảnh hiện nay, với mục tiêu giảm phát thải CO2 để chống biến đổi khí hậu, nhiều quốc gia trên thế giới và trong đó có Việt Nam, đang chuyển đổi năng lượng rất mạnh mẽ theo hướng giảm dần nguồn năng lượng hóa thạch để chuyển sang sử dụng năng lượng tái tạo. Tại Hội nghị lần thứ 26 các bên tham gia Công ước khung của Liên hợp quốc về biến đổi khí hậu (COP26) diễn ra tại Glasgow (Vương quốc Anh), Chính phủ Việt Nam đã cam kết nỗ lực đạt mức phát thải ròng bằng “0” vào năm 2050, thực hiện chủ yếu thông qua chuyển đổi năng lượng mạnh mẽ, phát triển nguồn năng lượng phát thải thấp. Với công nghệ không ngừng cải tiến và phát triển, giá thành sản xuất ngày càng rẻ hơn thì có thể khẳng định năng lượng tái tạo sẽ là nguồn năng lượng chính của Việt Nam và thế giới trong tương lai.
Ngoài ra đối với nước có tỷ trọng nguồn năng lượng hóa thạch cao như Việt Nam, việc thiếu nguồn nhiên liệu do các yếu tố như bất ổn chính trị, kinh tế thế giới dẫn đến giá nhiên liệu tăng cao,… trong tương lai đều có thể ảnh hưởng đến khả năng cung cấp điện cho hệ thống, gây mất cân bằng cung cầu và có thể gây ra các sự cố mất điện lớn. Do đó, những năm gần đây, Chính phủ Việt Nam đã đặt ra mục tiêu phát triển NLTT thông qua các báo cáo “Chiến lược phát triển năng lượng tái tạo của Việt Nam đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050” đã được Thủ tướng phê duyệt tại Quyết định số 2068/QĐ-TTg ngày 25/11/2015, “Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2011 đến 2020 có xét đến 2030”, “Nghị quyết 55-NQ/TW ngày 11/2/2020 của Bộ Chính trị”. Để đạt được các mục tiêu NLTT nêu trên, Chính phủ Việt Nam đã ban hành nhiều cơ chế khuyến khích khác nhau cho các loại hình điện năng lượng tái tạo được đánh giá có tiềm năng lớn. Luận văn thạc sĩ Giải pháp sử dụng hệ thống pin tích trữ năng lượng BESS cho hệ thống điện khu vực tỉnh Ninh Thuận – Bình Thuận GVHD: TS.
Nguyễn Nhật Nam 2 HVTH: Hoàng Hải Hình 1.1: Cơ chế khuyến khích phát triển điện NLTT ở Việt Nam [1] Việc phát triển NLTT góp phần bổ sung nguồn điện, tăng cường an ninh cung ứng điện quốc gia, tuy nhiên việc phát triển NLTT ồ ạt, tập trung nhiều dự án tại một số tỉnh có tiềm năng tốt dẫn đến áp lực lên lưới điện truyền tải, gây khó khăn trong việc điều hành và ảnh hưởng đến sự ổn định hệ thống điện. Phát triển nóng các nguồn điện gió, điện mặt trời tập trung tại khu vực miền Trung và miền Nam đã gây ra hiện tượng quá tải cục bộ khu vực, thừa nguồn và quá tải trên lưới truyền tải liên kết miền. Trong thời điểm các giờ buổi trưa khi các nguồn điện mặt trời đồng thời phát cao, phụ tải khu vực không tiêu thụ hết dẫn tới một lượng lớn công suất truyền ngược ra phía Bắc trên hệ thống truyền tải 500kV Bắc – Nam và gây quá tải liên kết 500kV Bắc – Trung (đoạn Đà Nẵng – Vũng Áng – sau khi đường dây 500kV Quảng Trạch – Dốc Sỏi – Pleiku 2 vào vận hành nút thắt cổ chai mới sẽ là đoạn Vũng Áng – Hà Tĩnh – Nho Quan). Trong nhiều trường hợp cơ quan vận hành hệ thống điện đã phải bắt buộc cắt giảm công suất của các nguồn NLTT để đảm bảo sự vận hành an toàn của lưới điện.
Sản lượng điện cắt giảm của các nguồn NLTT trong những trường hợp trên là khoảng 364 triệu kWh vào năm 2020 [1]. Khu vực Ninh Thuận - Bình Thuận là nơi tập trung các nguồn năng lượng tái tạo phát triển nóng nhất trong những năm vừa qua. Mặc dù phát triển nguồn phát điện tại chỗ rất lớn nhưng nhu cầu phụ tải của hai tỉnh Ninh Thuận và Bình Thuận lại rất Luận văn thạc sĩ Giải pháp sử dụng hệ thống pin tích trữ năng lượng BESS cho hệ thống điện khu vực tỉnh Ninh Thuận – Bình Thuận GVHD: TS. Nguyễn Nhật Nam 3 HVTH: Hoàng Hải nhỏ, do đó một lượng lớn công suất nguồn điện dư thừa cần phải truyền tải đi từ hai tỉnh này.
Tuy nhiên, do không đảm bảo hạ tầng lưới điện truyền tải, lưới điện có quy mô liên kết yếu, dẫn đến quá tải cục bộ, nguồn công suất dư thừa không thể truyền tải đi xa đã gây áp lực rất lớn trong việc bảo đảm vận hành an toàn ổn định hệ thống, do đó các nhà máy NLTT bị điều chỉnh công suất phát, không thể phát hết công suất lên lưới. Điều này không chỉ gây thiệt hại cho chủ đầu tư mà còn cho cả Tập đoàn Điện lực Việt Nam. Đồng thời, với đặc điểm công suất phát hoàn toàn phụ thuộc vào nguồn năng lượng sơ cấp mang tính bất định như NLTT, sự ổn định của hệ thống điện nhìn chung sẽ bị ảnh hưởng nếu các nguồn điện truyền thống không kịp thời điều chỉnh theo sự thay đổi công suất của phụ tải và nguồn điện từ NLTT. Bên cạnh đó, trong tương lai khu vực này sẽ đưa vào vận hành các dự án điện mặt trời và điện gió chuyển tiếp đang chờ cơ chế giá từ Chính phủ và dự báo còn tiếp tục phát triển các nguồn NLTT với tỉ trọng cao.
Do đó, việc nghiên cứu giải pháp phù hợp để giảm thiểu ảnh hưởng của nguồn NLTT, đảm bảo cho hệ thống điện khu vực Ninh Thuận - Bình Thuận vận hành an toàn - tin cậy, đồng thời hiệu quả kinh tế là vô cùng cần thiết. Ngoài ra, theo Quyết định số 500/QĐ-TTg ngày 15 tháng 5 năm 2023 của Thủ tướng Chính phủ về việc Phê duyệt Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia thời kỳ 2021 - 2030, tầm nhìn đến năm 2050 (QHĐ VIII) [2] đặt mục tiêu khuyến khích phát triển nguồn điện tích trữ, đến năm 2030 nguồn điện tích trữ dự kiến đạt công suất khoảng 2.700MW, đạt khoảng 30.550 MW vào năm 2050 để phù hợp với tỉ trọng cao của nguồn NLTT. Nhận thấy những vấn đề ảnh hưởng tiêu cực đến hệ thống điện khu vực Ninh Thuận - Bình Thuận và tiềm năng phát triển của nguồn điện tích trữ ở Việt Nam trong tương lai gần, nội dung của luận văn sẽ tập trung nghiên cứu hệ thống điện 500-220- 110kV khu vực Ninh Thuận - Bình Thuận vào năm 2025 và ảnh hưởng của giải tỏa nguồn NLTT đối với lưới điện này, từ đó nghiên cứu giải pháp sử dụng hệ thống pin tích trữ năng lượng BESS cho hệ thống điện 2 tỉnh này nhằm giải quyết vấn đề quá tải của lưới điện khu vực, giải tỏa toàn bộ công suất nguồn NLTT cho hệ thống điện Luận văn thạc sĩ Giải pháp sử dụng hệ thống pin tích trữ năng lượng BESS cho hệ thống điện khu vực tỉnh Ninh Thuận – Bình Thuận GVHD: TS. Nguyễn Nhật Nam 4 HVTH: Hoàng Hải khu vực.
Giải pháp BESS góp phần tận dụng tối đa công suất phát điện phục vụ đáp ứng cung ứng điện khu vực nói riêng và đảm bảo cung ứng điện cho quốc gia nói chung, đặc biệt là phục vụ cung ứng điện cho miền Bắc vào mùa khô. Qua đó, giải pháp BESS góp phần tăng tỉ trọng thâm nhập nguồn NLTT vào hệ thống điện, giảm thiểu áp lực cho lưới truyền tải và giảm tổn thất lưới điện, tăng cường hiệu suất và kéo dài tuổi thọ của cơ sở hạ tầng điện hiện có, nhằm đảm bảo vận hành an toàn và tin cậy hệ thống điện. Giải pháp BESS sẽ mang lại những hiệu quả to lớn cho nền kinh tế khu vực nói riêng và nền kinh tế toàn quốc nói chung thông qua việc đảm bảo cung ứng điện ổn định cho hoạt động sản xuất kinh doanh, giải quyết vấn đề sử dụng hiệu quả nguồn điện năng lượng tái tạo, chuyển dịch nguồn tải ở các thời điểm giúp vận hành linh hoạt hệ thống, góp phần vận hành tối ưu các loại hình nguồn điện khác như nhiệt điện than, qua đó đảm bảo vận hành kinh tế - kỹ thuật hệ thống điện. Mục tiêu nghiên cứu Khu vực Ninh Thuận - Bình Thuận là nơi tập trung các nguồn năng lượng tái tạo phát triển nóng nhất trong những năm vừa qua tại Việt Nam, song việc không đảm bảo hạ tầng lưới điện giải tỏa công suất đã dẫn đến nhiều ảnh hưởng về kinh tế và kỹ thuật cho hệ thống điện khu vực và toàn quốc.
Tuy nhiên, việc tính toán, phân tích và xem xét đưa ra giải pháp phù hợp cho hệ thống điện khu vực Ninh Thuận – Bình Thuận vẫn chưa được nghiên cứu thật sự đầy đủ. Nội dung của luận văn sẽ tập trung nghiên cứu hệ thống điện 500-220-110kV khu vực Ninh Thuận - Bình Thuận vào năm 2025 và ảnh hưởng của giải tỏa nguồn NLTT đối với lưới điện này, từ đó nghiên cứu giải pháp sử dụng hệ thống pin tích trữ năng lượng BESS cho hệ thống điện 2 tỉnh này nhằm giải quyết vấn đề quá tải của lưới điện khu vực, giải tỏa toàn bộ công suất nguồn NLTT cho hệ thống điện khu vực. Giải pháp BESS góp phần tận dụng tối đa công suất phát điện phục vụ đáp ứng cung ứng điện khu vực nói riêng và đảm bảo cung ứng điện cho quốc gia nói chung, đặc biệt là phục vụ cung ứng điện cho miền Bắc vào mùa khô. Qua đó, giải pháp BESS góp phần tăng tỉ trọng thâm nhập nguồn NLTT vào hệ thống điện, giảm thiểu áp lực cho lưới truyền tải và giảm Luận văn thạc sĩ Giải pháp sử dụng hệ thống pin tích trữ năng lượng BESS cho hệ thống điện khu vực tỉnh Ninh Thuận – Bình Thuận GVHD: TS.
Nguyễn Nhật Nam 5 HVTH: Hoàng Hải tổn thất lưới điện, tăng cường hiệu suất và kéo dài tuổi thọ của cơ sở hạ tầng điện hiện có, nhằm đảm bảo vận hành an toàn và tin cậy hệ thống điện. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống điện 500-220-110kV khu vực Ninh Thuận – Bình Thuận năm 2025. Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu, mô phỏng tính toán và đánh giá ảnh hưởng của các nguồn NLTT lên hệ thống điện khu vực Ninh Thuận – Bình Thuận vào năm 2025, từ đó đề xuất phương pháp luận và tính toán giải pháp sử dụng hệ thống pin tích trữ năng lượng BESS cho hệ thống điện 2 tỉnh này nhằm giải quyết vấn đề quá tải của lưới điện khu vực, giải tỏa toàn bộ công suất nguồn NLTT cho hệ thống điện khu vực.
