## Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh phát triển công nghiệp hóa, hiện đại hóa tại Việt Nam, nhu cầu sử dụng năng lượng, đặc biệt là điện năng, ngày càng tăng cao. Từ năm 2015 đến 2019, sản lượng điện sản xuất tăng từ 157,9 tỷ kWh lên 227,5 tỷ kWh, tương đương mức tăng gần 44%. Tuy nhiên, việc sử dụng điện năng trên lưới điện 110kV Hà Nội còn tồn tại nhiều bất cập, gây ra tổn thất điện năng lớn, ảnh hưởng đến hiệu quả kinh tế và bền vững nguồn năng lượng quốc gia. Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là khảo sát, đánh giá thực trạng sử dụng điện năng trên lưới điện 110kV Hà Nội, từ đó đề xuất các giải pháp kỹ thuật và phi kỹ thuật nhằm sử dụng điện năng tiết kiệm và hiệu quả hơn. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào hệ thống điện 110kV tại Hà Nội trong giai đoạn gần đây, với trọng tâm là các tổn thất điện năng và các biện pháp giảm thiểu. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả quản lý năng lượng, giảm tổn thất điện năng, góp phần đảm bảo an ninh năng lượng và phát triển bền vững ngành điện Việt Nam.

## Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

### Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình quản lý năng lượng hiện đại, bao gồm:

- **Lý thuyết sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả**: Định nghĩa và các nguyên tắc cơ bản về tiết kiệm năng lượng, giảm tổn thất trong hệ thống điện.
- **Mô hình tổn thất điện năng kỹ thuật và phi kỹ thuật**: Phân tích các thành phần tổn thất điện năng trên lưới điện, bao gồm tổn thất do điện trở dây dẫn, máy biến áp, tổn thất do vi phạm sử dụng điện.
- **Quản lý nhu cầu điện năng (DSM) và điều chỉnh phụ tải (DR)**: Các chiến lược kỹ thuật và phi kỹ thuật nhằm điều chỉnh và tối ưu hóa phụ tải điện, giảm tổn thất và tăng hiệu quả sử dụng điện.
- **Khái niệm về hệ thống lưới điện thông minh (Smart Grid)**: Ứng dụng công nghệ thông tin, tự động hóa trong quản lý và vận hành lưới điện nhằm nâng cao hiệu quả và độ tin cậy.

Các khái niệm chính bao gồm: tổn thất điện năng, hệ số công suất, công suất phản kháng, điện áp vận hành, quản lý phụ tải, tự động hóa trạm biến áp.

### Phương pháp nghiên cứu

- **Nguồn dữ liệu**: Thu thập số liệu thực tế từ Công ty Lưới điện Cao thế TP Hà Nội, bao gồm dữ liệu vận hành lưới điện 110kV, số liệu tổn thất điện năng, công suất tải, các báo cáo kỹ thuật và quản lý.
- **Phương pháp phân tích**: Sử dụng phân tích định lượng để đánh giá tổn thất điện năng kỹ thuật và phi kỹ thuật, phân tích đồ thị phụ tải, đánh giá hiệu quả các giải pháp kỹ thuật hiện có. Áp dụng mô hình DSM và DR để đánh giá tiềm năng tiết kiệm điện.
- **Timeline nghiên cứu**: Nghiên cứu tập trung vào giai đoạn 2015-2021, với các phân tích chi tiết về hiện trạng năm 2020-2021 và dự báo kế hoạch đến năm 2025.
- **Cỡ mẫu và chọn mẫu**: Dữ liệu được lấy từ toàn bộ hệ thống lưới điện 110kV Hà Nội, bao gồm 47 trạm biến áp và gần 1034 km đường dây, đảm bảo tính đại diện và toàn diện cho nghiên cứu.

## Kết quả nghiên cứu và thảo luận

### Những phát hiện chính

- **Tổn thất điện năng giảm nhưng vẫn còn cao**: Tỷ lệ tổn thất điện năng trên lưới 110kV Hà Nội giảm từ 5,22% năm 2016 xuống còn 3,67% năm 2020, thấp hơn kế hoạch EVN giao 0,23%. Tuy nhiên, tổn thất vẫn còn ảnh hưởng lớn đến hiệu quả sử dụng điện.
- **Phụ tải tăng nhanh, gây quá tải cục bộ**: Công suất máy biến áp 110kV tăng 7,69% năm 2020, nhưng vẫn xảy ra quá tải cục bộ vào mùa hè, làm tăng tổn thất kỹ thuật và giảm độ chính xác đo đếm.
- **Tổn thất do tụ bù và điện năng tự dùng tại trạm biến áp chiếm tỷ trọng lớn**: Tiêu hao điện năng nội tại các giàn tụ bù lên đến 20.000 W tại một số trạm, trong khi điện năng tự dùng tại các trạm biến áp chiếm khoảng 34% cho hệ thống điều hòa nhiệt độ và 24% cho điện trở sấy.
- **Ứng dụng công nghệ thông tin và tự động hóa còn hạn chế**: Mặc dù đã triển khai hệ thống SCADA, PMIS, OMS, GIS, nhưng việc ứng dụng các công nghệ 4.0 như IoT, AI, Big Data chưa được khai thác triệt để, ảnh hưởng đến hiệu quả quản lý và vận hành.

### Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của tổn thất điện năng bao gồm tổn thất kỹ thuật do điện trở dây dẫn, máy biến áp vận hành quá tải, tổn thất phi kỹ thuật do vi phạm sử dụng điện và sai số thiết bị đo đếm. So với các nghiên cứu trong khu vực, tỷ lệ tổn thất của lưới điện 110kV Hà Nội đã có cải thiện đáng kể nhưng vẫn cao hơn mức kỹ thuật lý tưởng. Việc phụ tải tăng nhanh và không đồng đều theo mùa, đặc biệt là phụ tải sinh hoạt chiếm tỷ trọng lớn, gây áp lực lớn lên hệ thống. Các giải pháp kỹ thuật như lắp đặt tụ bù, nâng cấp máy biến áp, cải tạo đường dây đã góp phần giảm tổn thất nhưng chưa tối ưu do hạn chế trong quản lý vận hành và ứng dụng công nghệ. Việc áp dụng các mô hình DSM và DR được đánh giá là có tiềm năng lớn trong việc điều chỉnh phụ tải, giảm đỉnh phụ tải và tổn thất. Dữ liệu thu thập có thể được trình bày qua biểu đồ tỷ lệ tổn thất theo năm, biểu đồ phân bố phụ tải theo mùa, bảng thống kê tiêu hao điện năng tự dùng tại các trạm biến áp.

## Đề xuất và khuyến nghị

- **Nâng cao hiệu quả quản lý vận hành**: Tăng cường kiểm tra, giám sát thiết bị, đặc biệt là máy biến áp và tụ bù, nhằm phát hiện sớm các khiếm khuyết và xử lý kịp thời. Mục tiêu giảm tổn thất điện năng xuống dưới 3% trong vòng 3 năm tới. Chủ thể thực hiện: Công ty Lưới điện Cao thế TP Hà Nội.
- **Đầu tư hiện đại hóa lưới điện**: Thực hiện đầu tư 70 công trình nâng cao năng lực truyền tải với tổng công suất tăng thêm khoảng 4.058 MVA và 333,9 km dây dẫn trong giai đoạn 2021-2025. Chủ thể: Bộ Công Thương, EVN, Công ty Lưới điện Cao thế TP Hà Nội.
- **Ứng dụng công nghệ thông tin và tự động hóa**: Triển khai đồng bộ các phần mềm quản lý kỹ thuật, vận hành, tích hợp dữ liệu lớn, IoT, AI để tối ưu hóa vận hành và dự báo phụ tải. Mục tiêu hoàn thành hệ thống báo cáo quản trị thông minh và giám sát online 100% MBA trọng điểm trong 2 năm tới.
- **Tăng cường truyền thông và quản lý nhu cầu điện (DSM, DR)**: Xây dựng chương trình truyền thông sâu rộng, khuyến khích khách hàng tham gia điều chỉnh phụ tải, giảm tiêu thụ điện vào giờ cao điểm. Mục tiêu tăng tỷ lệ khách hàng tham gia DSM lên 30% trong 3 năm.
- **Kiểm định và thay thế thiết bị đo đếm**: Thực hiện kiểm định định kỳ, thay thế công tơ và thiết bị đo lường có sai số vượt quy định nhằm nâng cao độ chính xác đo đếm, giảm tổn thất phi kỹ thuật. Chủ thể: Công ty Lưới điện Cao thế TP Hà Nội phối hợp với các đơn vị liên quan.

## Đối tượng nên tham khảo luận văn

- **Các nhà quản lý ngành điện**: Hỗ trợ hoạch định chính sách, kế hoạch đầu tư và quản lý vận hành lưới điện hiệu quả.
- **Các kỹ sư và chuyên gia vận hành lưới điện**: Cung cấp kiến thức về tổn thất điện năng, các giải pháp kỹ thuật và quản lý vận hành hiện đại.
- **Các nhà nghiên cứu và sinh viên chuyên ngành năng lượng, điện lực**: Là tài liệu tham khảo về phương pháp nghiên cứu, phân tích dữ liệu và đề xuất giải pháp trong lĩnh vực quản lý năng lượng.
- **Các doanh nghiệp sử dụng điện lớn và cơ sở sử dụng năng lượng trọng điểm**: Giúp hiểu rõ về quản lý nhu cầu điện, điều chỉnh phụ tải và các biện pháp tiết kiệm điện hiệu quả.

## Câu hỏi thường gặp

1. **Tổn thất điện năng trên lưới 110kV Hà Nội hiện nay là bao nhiêu?**  
   Tỷ lệ tổn thất điện năng năm 2020 là 3,67%, giảm so với 5,22% năm 2016, thấp hơn kế hoạch EVN giao 0,23%.

2. **Nguyên nhân chính gây tổn thất điện năng là gì?**  
   Bao gồm tổn thất kỹ thuật do điện trở dây dẫn, máy biến áp vận hành quá tải, tổn thất phi kỹ thuật do vi phạm sử dụng điện và sai số thiết bị đo đếm.

3. **Giải pháp kỹ thuật nào được đề xuất để giảm tổn thất?**  
   Hiện đại hóa lưới điện, lắp đặt tụ bù hiệu quả, nâng cấp máy biến áp, kiểm tra phóng điện cục bộ và sử dụng công nghệ giám sát online.

4. **Vai trò của quản lý nhu cầu điện (DSM) và điều chỉnh phụ tải (DR) trong nghiên cứu?**  
   DSM và DR giúp điều chỉnh thời điểm sử dụng điện, giảm đỉnh phụ tải, từ đó giảm tổn thất và đầu tư nguồn điện không cần thiết.

5. **Ứng dụng công nghệ thông tin có tác động thế nào đến hiệu quả sử dụng điện?**  
   Ứng dụng công nghệ như SCADA, PMIS, AI giúp giám sát, phân tích dữ liệu vận hành, nâng cao độ tin cậy và hiệu quả quản lý lưới điện.

## Kết luận

- Tỷ lệ tổn thất điện năng trên lưới 110kV Hà Nội đã giảm đáng kể nhưng vẫn còn tiềm năng cải thiện.  
- Phụ tải tăng nhanh và không đồng đều gây áp lực lớn lên hệ thống, đặc biệt vào mùa hè.  
- Các giải pháp kỹ thuật và phi kỹ thuật như hiện đại hóa lưới điện, quản lý nhu cầu điện, kiểm định thiết bị là cần thiết.  
- Ứng dụng công nghệ thông tin và tự động hóa trong quản lý vận hành còn hạn chế, cần được đẩy mạnh.  
- Đề xuất các giải pháp cụ thể nhằm giảm tổn thất, nâng cao hiệu quả sử dụng điện, góp phần đảm bảo an ninh năng lượng và phát triển bền vững.

Tiếp theo, cần triển khai các giải pháp đề xuất trong giai đoạn 2023-2025, đồng thời tăng cường nghiên cứu ứng dụng công nghệ mới để nâng cao hiệu quả quản lý năng lượng. Mời các nhà quản lý, kỹ sư và nhà nghiên cứu quan tâm áp dụng và phát triển các giải pháp này nhằm tối ưu hóa hệ thống điện quốc gia.