CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 Định nghĩa lưới điện thông minh Theo Tập đoàn điện lực Việt Nam (EVN), lưới điện thông minh (hoặc mạng điện thông minh) là loại mạng có mục đích dự đoán và phản ứng thông minh đối với hành vi và hành động của tất cả các đơn vị được kết nối với mạng, bao gồm đơn vị cung cấp, khách hàng tiêu thụ điện và các đơn vị cung cấp và tiêu thụ điện một cách đồng thời, mục tiêu cung cấp hiệu quả các dịch vụ điện đáng tin cậy, tiết kiệm và bền vững [1].1 Giải thích lưới điện thông minh [2] 5 1.1 Quan điểm về lưới điện thông minh của các quốc gia, tổ chức a) Quan điểm về lưới điện thông minh của các quốc gia khác trên thế giới Bảng 1.1 Quan điểm về lưới điện thông minh của một số quốc gia trên thế giới [3] Quốc gia Hoa kỳ Đức EU Định Các lưới điện truyền tải Lưới truyền tải, lưới Lưới điện phối hợp nghĩa và lưới điện phân phối phân phối, hệ thống điều một cách đồng bộ tích hợp ICT nhằm tối khiển các nhà máy điện, tất cả các thành ưu hiệu quả hoạt động, quản lý lưu trữ năng phần kết nối lưới nâng cao chất lượng lượng và các loại phụ điện để cung cấp phục vụ, phát triển bền tải; khí cụ vận hành các điện một cách hiệu vững với môi trường lưới điện (truyền tải và quả. phân phối) sử dụng ICT. Minh bạch, hiệu quả và tiết kiệm. Đặc điểm Tự phục hồi, cho phép Kết hợp phát điện tập Sự bền vững, tiết nổi bật khách hàng chủ động trung với hệ thống lưu kiệm và an toàn.
tham gia, chống lại các trữ và phát điện phân tán cuộc tấn công và thiên tai, thích ứng với các tùy gần với khách hàng chọn nguồn và lưu trữ. (người tiêu dùng) để kết nối lưới điện tốt hơn và kiểm soát hệ thống tổng thể. 6 b) Quan điểm về lưới điện thông minh của các tổ chức Bảng 1.2 Quan điểm về lưới điện thông minh của một số tổ chức trên thế giới [3] Tổ chức Ủy ban Kỹ thuật Viện kỹ sư Điện – Viện kỹ thuật và điện Quốc tế IEC Điện tử IEEE công nghệ IET Định nghĩa LĐTM sử dụng ICT LĐTM đặc trưng bởi Kết hợp các để xử lý dữ liệu rời việc sử dụng ngày càng bên(nhà máy điện, rạc, cảm biến, thiết bị nhiều công nghệ ICT người tiêu dùng, truyền động. trong sản xuất, phân các đơn vị vừa phối và sử dụng điện.
phát điện vừa tiêu thụ điện). Đặc điểm Phối hợp và điều tiết Nâng cao việc sử dụng, Tiết kiệm, bền nổi bật các đơn vị cung cấp giao tiếp và vận hành vững, ít tổn thất, điện và khách hàng ; công nghệ thông tin và chất lượng cao, an nhằm mục đích minh truyền thông. toàn về an ninh bạch và đạt hiệu quả mạng kinh tế. c) Quan điểm về lưới điện thông minh của các hãng cung cấp thiết bị 7 Bảng 1.3 Quan điểm về lưới điện thông minh của một số nhà cung cấp thiết bị [3] Hãng ABB Siemens GE Alstom sản xuất Power Định LĐTM quản lý điện LĐTM phân phối năng LĐTM phối hợp nghĩa năng hợp lí trong thời lượng (điện) hiệu quả hiệu quả các nguồn gian dài, đảm bảo an hơn, tiêu dùng thông NLTT và các nhà ninh mạng nghiêm minh hơn (áp dụng ICT) máy điện truyền ngặt, tối ưu chi phí tích và giảm tác động đến thống.
Đảm bảo hợp nhiều dịch vụ hỗ môi trường. cho tương lai năng trợ lượng bền vững. Đặc điểm Đặc trưng gồm: sự Liên kết các thiết bị Phối hợp nhịp nổi bật thích ứng; sự dự báo; AMI và các phần mềm nhàng các nguồn sự trao đổi giao tiếp điều khiển giám sát để NLTT và các của các thành phần; tối đạt hiệu suất tối ưu. nguồn nhiên liệu ưu chi phí và thời gian hóa thạch.
vận hành; an ninh mạng.2 Kết luận Động lực thể thúc đẩy phát triển LĐTM dựa trên cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4 (cách mạng công nghiệp 4. Bên cạnh đó là các thách thức về sự cạn kiệt các nguồn nhiên liệu hóa thạch [4]; biến đổi khí hậu, ô nhiễm môi trường; phát thải khí nhà kính; an ninh thông tin năng lượng (Phụ lục 3); Yêu cầu của khách hàng cao hơn liên quan đến: đáp ứng nhu cầu sử dụng điện, tính minh bạch của hóa đơn, …. Đó là các thách thức to lớn mà hệ thống điện truyền thống không giải quyết được. Các quốc gia phát triển như Hoa kỳ, Đức, Anh,…hiện đã và đang áp dụng hệ thống LĐTM [5] để vận hành hệ thống điện tối ưu về nhiều mặt (đáp ứng nhu cầu từ phía khách hàng và hiệu quả năng lượng; nhận thức tình huống trên phạm vi rộng; phối hợp các nguồn phân tán [6]; tích trữ năng lượng (một số giải pháp được đề xuất ở tài liệu [7] [8]); truyền tải và phân phối điện năng; đo lường tiên tiến AMI; quản lý lưới điện; hệ thống thông tin vận hành và an ninh mạng (được trình bày trong bài báo Phụ lục 2).
Hội nghị quốc tế về kỹ thuật LĐTM - IEEE International Conference on Smart Energy 8 Grid Engineering (SEGE) được Viện kỹ sư Điện – Điện tử IEEE tổ chức thường niên nhằm tăng cơ hội trao đổi và nghiên cứu cho các kỹ sư vận hành và quản lý LĐTM trên toàn thế giới.2 Những công nghệ được áp dụng trong lưới điện thông minh Theo EVNHANOI (Tổng công ty Điện lực TP. Hà Nội) [9], các công nghệ áp dụng trong LĐTM bao gồm: Bảng 1.4 Những công nghệ áp dụng trong lưới điện thông minh [9] Các công Mô tả Lợi ích nghệ Bao gồm các thiết bị phần cứng Giám sát hoạt động của các Quản lý và (PMU) và các phần mềm thành phần mạng quy mô lớn, giám sát diện (SCADA, WAMS, WAAPCA, giúp đơn vị quản lý nắm được rộng WASA). Các hệ thống giám sát, thông tin một cách nhanh và SCADA/DMS thu thập dữ liệu và kiểm soát thời chính xác nhất, nâng cao chất. gian thực, hệ thống thực hiện các lượng và độ tin cậy của mạng.
vấn đề quản lý mạng phân phối DMS (phân bố tối ưu công suất, tối ưu hóa hoạt động của mạng, v.) Tích hợp ICT Các máy chủ, thiết bị chuyển Nâng cao khả năng giao tiếp của mạch, thiết bị đầu cuối, thiết bị các thành phần trong LĐTM. và phần mềm (ERP, BCIS). Nâng cao hiệu Tập hợp các thiết bị phần cứng Tối ưu hiệu suất truyền tải điện. suất truyền tải FACTS, HVDC và các phần mềm hỗ trợ (phân tích độ ổn định lưới điện, hệ thống tự phục hồi, …) 9 Quản lý và Gồm các các công nghệ lưu trữ Giúp cân bằng cung - cầu bằng vận hành các năng lượng, thiết bị quản lý và các cách tự động kiểm soát các tải sử nguồn NLTT phần mềm như EMS, DMS, dụng nguồn điện NLTT và các SCADA, GIS.
nguồn phân tán khác. Quản lý trên Tập hợp các thiết bị cảm biến trên Nâng cao chất lượng điện năng, lưới điện phân đường dây và đặt tại các trạm biến tăng hiệu suất thiết bị, hạn chế phối áp và các phần mềm (GIS, tổn thất điện năng, giảm thời gian OMS….) xử lý sự cố. Thiết bị sạc Các trạm sạc và trạm bảo dưỡng Giúp tăng số lượng phương tiện các phương phương tiện chạy điện. sử dụng điện, góp phần giảm bớt tiện sử dụng phương tiện giao thông sử dụng điện nhiên liệu hóa thạch.
Hạ tầng đo Bao gồm đồng hồ đo thông minh Nổi bật với các tiện ích: quản lý đếm thông AMI, cơ sở hạ tầng phần cứng và dữ liệu sử dụng điện theo thời minh viễn thông để truyền dữ liệu hai gian thực, tính toán giá điện, chiều giữa đồng hồ đo và tiện ích phân tích tải tiêu thụ, phòng tránh phối hợp với hệ thống phần mềm thất thoát, hiệu quả hơn trong (HES, MDMS, AMR). việc thu phí và quản lý nợ… Quản lý phía Các phần mềm (CRM, BCIS, Sử dụng các phần mềm quản lý khách hàng CMIS) năng lượng giúp khách hàng tiết kiệm chi phí tối ưu. Giúp khách hàng có thể tương tác một cách tốt nhất với bên bán điện thông qua các hình thức liên lạc phổ biến (số điện thoại, mạng xã hội,…) 10 Hình 1.2 Công tơ điện tử thông minh [10] Internet Ngõ ra cổng tín hiệu Điện lưới Hình 1.3 Thiết bị PMU [11] 11 Trạm điều khiển Màn hình điều khiển Hệ thống GIS Rơ le bảo vệ Hình 1.4 Thiết bị tự động hóa trạm SAS của hãng Toshiba [12] Hình 1.5 Phần mềm OpenOTS tại Trung tâm Điều độ Hệ thống điện Quốc gia [13] 12 1.3 Các vấn đề của Lưới điện thông minh tại Việt Nam 1.1 Các chiến lược Hình 1.6 Lộ trình phát triển LĐTM Việt Nam theo Quyết định-1264/QĐ-TTg [14] 1.2 Các thách thức Quy hoạch xây dựng và phát triển thị trường điện là một trong những giải pháp chủ đạo; tuy nhiên, một vài lí do cản trở sự phát triển của Thị trường điện tại Việt Nam là tính khoa học còn chưa được hợp lý, thiếu sự thống nhất của các yếu tố cần thiết trong quy hoạch tổng thể phát triển thị trường điện. Chưa có tính nhất quán trong mô hình tổ chức dẫn đến các cơ chế, chính sách, mô hình và các nguồn lực khác để thúc đẩy ngành Điện chưa đạt như kì vọng.
Vì thế cần thực đánh giá, đề xuất chiến lược một cách toàn diện.3 Giải pháp phát triển Lưới điện thông minh tại Việt Nam Ngày 2/12/2019, tuần lễ “Lưới điện thông minh Việt Nam 2019” khai mạc tại Hà Nội và trung tâm Chia sẻ Kiến thức (The Smart Grids Viet Nam Knowledge Hub) http://smart-grid.vn/ đã được tạo lập (với sự tài trợ của Bộ Hợp tác và Phát triển Kinh tế Liên bang Đức - BMZ). Vào ngày 31/3/2022, Thủ tướng Chính phủ ban hành Quyết định 411/QĐ-TTg phê duyệt Chiến lược quốc gia phát triển kinh tế số và xã hội số đến năm 2025, định hướng đến năm 2030 [15]. Tại Hà Nội ngày 6/10/2021, ông Dương Quang Thành (Chủ tịch Tập đoàn Điện lực Việt Nam - EVN) và ông Wong Kim Yin - Chủ tịch Tập đoàn Sembcorp (Singapore) đã có buổi làm việc trực tuyến. 4 lĩnh vực hợp tác được EVN đề xuất gồm: triển khai tự động hóa trong quản lý vận hành nhà máy điện, LĐTM; tăng cường đầu tư hợp tác các dự án điện, đặc biệt là trong lĩnh vực NLTT và nguồn điện từ LNG, hợp tác nghiên cứu chuyên sâu về tích trữ năng lượng điện tại Việt Nam; tương lai hợp tác cây dựngTrung tâm Điện lực Dung Quất (Quảng Ngãi).
EVN đề xuất được đào tạo cán bộ quản lý bởi Sembcorp [15]. Ngày 4/3/2022, tổng công ty Điện lực TP.
