Lưới điện thông minh trước yêu cầu tích hợp năng lượng tái tạo

Hội nghị quốc tế về Năng lượng và Ứng dụng lần thứ 9 (The 9th ASEAN Smart Grid Congress – ASGC9) do Trường Điện - Điện tử, Đại học Bách khoa Hà Nội chủ trì tổ chức. Ảnh: Bnews/vnanet.vn

Hội nghị quốc tế về Năng lượng và Ứng dụng lần thứ 9 (The 9th ASEAN Smart Grid Congress – ASGC9) do Trường Điện - Điện tử, Đại học Bách khoa Hà Nội chủ trì tổ chức, diễn ra từ ngày 5 đến 7/11/2026 tại Hà Nội, tập trung trao đổi về phát triển lưới điện thông minh, tích hợp năng lượng tái tạo, quản lý năng lượng và giao thông điện hóa.

Phát triển lưới điện thông minh đang đặt ra yêu cầu ngày càng cao khi tỷ trọng năng lượng tái tạo tăng, xe điện phát triển và quá trình điện hóa diễn ra trên nhiều lĩnh vực. Lưới điện không chỉ cần được hiện đại hóa về giám sát mà còn phải nâng cao khả năng điều khiển, dự báo và thích ứng với biến động của nguồn điện tái tạo, phụ tải.

PGS. Nguyễn Đức Tuyên, Đại học Bách khoa Hà Nội cho biết, Việt Nam đã có lộ trình phát triển lưới điện thông minh theo quyết định của Thủ tướng Chính phủ. Hiện nay, Việt Nam đang xây dựng lộ trình phát triển lưới điện thông minh mới và lộ trình này sắp được thông qua.

Theo PGS. Nguyễn Đức Tuyên, ở những giai đoạn đầu, việc đầu tư lưới điện thông minh chủ yếu tập trung vào hệ thống SCADA và giám sát. Tuy nhiên, cùng với sự phát triển của công nghệ và yêu cầu tích hợp ngày càng nhiều nguồn năng lượng tái tạo vào hệ thống, lưới điện đang xuất hiện những vấn đề mới cần được xử lý.

Khi tích hợp nhiều điện mặt trời và điện gió, hệ thống điện cần có các công nghệ để xử lý những vấn đề phát sinh. Trong tương lai, khi hệ thống điện sử dụng phần lớn năng lượng tái tạo, yêu cầu triển khai các công nghệ này càng trở nên cần thiết, thay vì chỉ dừng ở việc giám sát bằng hệ thống SCADA như trước đây.

PGS. Nguyễn Đức Tuyên cho rằng Việt Nam sẽ phải đầu tư nhiều công nghệ từ nước ngoài, đồng thời cần tính đến việc chủ động, làm chủ công nghệ trong thời gian tới. Để thực hiện mục tiêu này, cần có sự phối hợp giữa Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN), các đơn vị điện lực với các trường đại học và viện nghiên cứu.

Đề cập mức độ phát triển lưới điện thông minh của Việt Nam, PGS. Nguyễn Đức Tuyên cho biết, nếu xét theo các chỉ tiêu đánh giá, Việt Nam được coi là một nước có lưới điện khá thông minh, đặc biệt tại Thành phố Hồ Chí Minh và Đà Nẵng. Hà Nội hiện cũng đầu tư nhiều cho lĩnh vực này. Ba thành phố lớn đang phát triển lưới điện theo các chỉ tiêu của Singapore. Theo ông Tuyên, nếu làm chủ được công nghệ, lưới điện Việt Nam sẽ có vị thế lớn, không chỉ trong ASEAN mà còn trên thế giới.

PGS. Nguyễn Đức Tuyên, Đại học Bách khoa Hà Nội. Ảnh: Bnews/vnanet.vn

Cùng đề cập vai trò của lưới điện thông minh trong chuyển dịch năng lượng, TS. Nguyễn Đình Hòa, giảng viên Khoa Tự động hóa, Trường Điện - Điện tử, Đại học Bách khoa Hà Nội cho biết, các quốc gia trên thế giới; trong đó có Việt Nam, đều đang hướng tới xây dựng hệ thống năng lượng có mức phát thải thấp, với mục tiêu giảm lượng khí thải.

Theo TS. Nguyễn Đình Hòa, lưới điện thông minh là một phần quan trọng để đạt được mục tiêu này. Đây cũng là xu thế nghiên cứu và phát triển không chỉ tại Việt Nam mà còn ở các quốc gia Đông Nam Á và nhiều nước khác trên thế giới.

Ông Hòa cho biết Việt Nam và các quốc gia Đông Nam Á có nhiều nét tương đồng về vị trí địa lý, khí hậu; trong đó có thể kể đến Việt Nam, Thái Lan, Lào và Malaysia. Vì vậy, hội nghị được tổ chức nhằm chia sẻ kinh nghiệm, kiến thức giữa các quốc gia trong khu vực, hướng tới mục tiêu cùng phát triển và đạt được mục tiêu phát thải thấp.

TS. Nguyễn Đình Hòa, giảng viên Khoa Tự động hóa, Trường Điện - Điện tử, Đại học Bách khoa Hà Nội. Ảnh: Bnews/vnanet.vn

Ở góc độ kinh nghiệm quốc tế, GS. Mahdi Jalili, Đại học RMIT, Australia cho rằng, để giảm phát thải, không có lựa chọn nào khác ngoài việc sản xuất điện từ năng lượng tái tạo, điện hóa hệ thống giao thông, hộ gia đình và doanh nghiệp. Theo GS. Mahdi Jalili, một số lĩnh vực có thể thực hiện tương đối dễ dàng với công nghệ hiện tại, nhưng công nghiệp nặng và công nghiệp chế biến kim loại vẫn là những lĩnh vực đầy thách thức. Dù vậy, quá trình điện hóa vẫn phải được thực hiện nếu muốn giảm lượng phát thải.

GS. Mahdi Jalili dẫn chứng tại bang Victoria, Australia, khí gas đã bị cấm sử dụng tại các ngôi nhà xây mới và tất cả các dự án phát triển mới đều phải điện hóa hoàn toàn. Quá trình điện hóa giao thông cũng đang diễn ra nhanh chóng.

Theo GS. Mahdi Jalili, tốc độ phát triển xe điện đặt ra những thách thức đối với lưới điện. Một trong những nội dung nghiên cứu của nhóm GS. Mahdi Jalili là sự thay đổi mức tiêu thụ điện khi tỷ lệ sở hữu xe điện tăng, khả năng nhận diện xe điện từ dữ liệu công tơ thông minh, các giải pháp sạc thông minh cho xe điện, xe buýt điện và phương pháp ước tính biểu đồ phụ tải sạc.

Theo GS. Mahdi Jalili, các doanh nghiệp vận tải thường phải đầu tư hàng triệu USD để mua xe điện và lắp đặt hệ thống sạc tại các depot (bãi đỗ tập trung, nơi quản lý và sạc các phương tiện). Tuy nhiên, trước khi đầu tư, điều quan trọng là phải xác định nhu cầu sạc thực tế, gồm cần bao nhiêu công suất, sạc ở đâu và sạc vào thời điểm nào.

Nhóm nghiên cứu đã sử dụng trí tuệ nhân tạo (AI) và máy học (machine learning) để ước tính nhu cầu sạc của đoàn xe buýt. Dù dữ liệu thu thập còn hạn chế, chỉ có dữ liệu trạng thái sạc của một xe buýt điện trong hai năm, nhóm đã mở rộng mô hình cho gần 1.700 tuyến xe buýt tại bang Victoria. Người sử dụng chỉ cần nhập tên tuyến xe buýt và lựa chọn mùa hè, mùa đông hoặc mùa thu, hệ thống sẽ đưa ra nhu cầu sạc của tuyến xe đó trong một ngày tương ứng.

Theo GS. Mahdi Jalili, công cụ này giúp các công ty vận hành xe buýt xác định công suất sạc cần thiết, từ đó tính toán vốn đầu tư cơ sở hạ tầng và xây dựng trạm sạc. Hiện mô hình đang được Bộ Giao thông và Quy hoạch bang Victoria áp dụng, đồng thời yêu cầu các đơn vị vận hành xe buýt sử dụng trước khi triển khai.

Bên cạnh quản lý phụ tải xe điện, GS. Mahdi Jalili cũng chia sẻ về khái niệm Biên độ Vận hành Linh hoạt (Dynamic Operating Envelopes - DOE), được nghiên cứu và phát triển tại Australia khoảng 7 - 8 năm trước và hiện được các đơn vị quản lý lưới điện tại nước này ứng dụng rộng rãi, đồng thời lan rộng sang nhiều quốc gia khác.

GS. Mahdi Jalili cho biết khoảng 45% hộ gia đình tại Australia đã lắp đặt điện mặt trời mái nhà, nhưng chỉ khoảng 20% số nhà có pin lưu trữ, còn lại 80% chưa có. Vào những thời điểm thời tiết nắng đẹp nhưng nhu cầu sử dụng điều hòa chưa cao, lượng điện tiêu thụ tại chỗ thấp, điện mặt trời dư thừa sẽ phát ngược lên lưới. Điều này có thể gây quá áp và ảnh hưởng đến khả năng chịu tải của lưới điện.

Giải pháp DOE cho phép các đơn vị quản lý lưới điện kết nối với bộ biến tần (inverter) để điều chỉnh linh hoạt công suất phát ngược. Thay vì duy trì mức phát ngược tối đa 5 kW, công suất có thể được điều chỉnh xuống 4 kW hoặc 3 kW tùy từng thời điểm. Theo GS. Mahdi Jalili, cách quản lý này giúp xử lý tình trạng quá áp mà không phải tốn chi phí nâng cấp máy biến áp hoặc cải tạo hạ tầng lưới điện. Nguyên lý này cũng có thể áp dụng đối với xe điện và quá trình điện hóa toàn diện.

GS. Mahdi Jalili, Đại học RMIT, Australia. Ảnh: Bnews/vnanet.vn

Từ kinh nghiệm của Thái Lan, bà Munlika Sompranon, đến từ Bộ Năng lượng Thái Lan cho biết, nước này đang triển khai các mục tiêu khí hậu theo Đóng góp do quốc gia tự quyết định (NDC 3.0), với mục tiêu giảm 47% lượng phát thải khí nhà kính ròng vào năm 2035 so với mức năm 2019 và hướng tới phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050.

Để thực hiện mục tiêu này, Thái Lan đã ban hành nhiều chính sách khuyến khích; trong đó có ưu đãi thuế đối với điện mặt trời mái nhà hộ gia đình, tiêu chuẩn kết nối lưới điện, hỗ trợ phương tiện giao thông điện và ưu đãi đầu tư từ Ủy ban Đầu tư Thái Lan (BOI).

Bà Munlika Sompranon cho biết sự gia tăng nhanh của điện mặt trời và xe điện đang tạo ra những thách thức đối với hệ thống điện, gồm nguồn cung biến đổi, dòng công suất hai chiều và các đỉnh phụ tải mới do hoạt động sạc xe điện. Để ứng phó, Thái Lan xác định phát triển lưới điện thông minh là ưu tiên, tập trung nâng cao khả năng dự báo công suất phát, khả năng hiển thị của lưới điện cục bộ và điều khiển linh hoạt.

Các giải pháp kỹ thuật được triển khai gồm hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin (BESS) để chuyển lượng điện dư thừa vào buổi trưa sang giờ cao điểm chiều tối; cơ chế phản ứng nhu cầu (Demand Response - DR); hệ thống quản lý năng lượng (EMS); nhà máy điện ảo (VPP); tăng cường dự báo năng lượng tái tạo và phát triển lưới điện vi mô (Microgrids) có khả năng tách khỏi lưới điện để cấp điện cho các phụ tải ưu tiên.

Đại diện Bộ Năng lượng Thái Lan cũng nhấn mạnh vai trò của cộng đồng trong quá trình chuyển dịch năng lượng. Theo bà Munlika Sompranon, phát triển các lưới điện vi mô thông minh ở cấp địa phương có thể giúp cộng đồng tự chủ về năng lượng, tạo tiền đề kết nối với lưới điện quốc gia và khu vực.

Đối với hợp tác ASEAN và hợp tác song phương Thái Lan - Việt Nam, bà Munlika Sompranon cho rằng hai nước có nhiều điểm tương đồng trong nỗ lực chuyển dịch năng lượng. Để thúc đẩy kết nối lưới điện liên quốc gia và thương mại năng lượng tái tạo, các nước cần hài hòa tiêu chuẩn kỹ thuật, quy định pháp lý, chia sẻ dữ liệu vận hành và dự báo, đồng thời phát triển nguồn nhân lực chất lượng cao.