Phát triển hệ thống điện thông minh [kỳ 1]: Tính cấp thiết trong khu vực ASEAN

Trong kỳ 1 của chuyên đề này, chuyên gia Tạp chí Năng lượng Việt Nam tổng hợp về hiệu quả đem lại cho ngành năng lượng nhờ số hóa trên thế giới nói chung, cũng như khu vực ASEAN nói riêng và năm bước số hóa lưới điện “tự phục hồi” theo kinh nghiệm của Malaysia.

Bài viết đề cập 10 câu hỏi khi lập quy hoạch lưới điện thông minh cho các nước Đông Nam Á theo tư vấn của Thủ trưởng các công ty điện lực ASEAN (HAPUA), ASEAN-RESP, GIZ và Siemens AG (Đức) nhằm thúc đẩy việc sử dụng công nghệ lưới điện thông minh (SG) trong bối cảnh năng lượng tái tạo ngày càng sôi động như hiện nay tại khu vực ASEAN.

Ngành năng lượng hướng tới lưới điện thông minh nhờ số hóa:

Hiện nay, ngành năng lượng đang trải qua một làn sóng chuyển đổi để tạo ra một thị trường năng lượng bền vững, giá cả phải chăng và dễ tiếp cận hơn. Số hóa vẫn là một yếu tố đột phá chính và đã cải thiện khả năng cắt giảm chi phí của các công ty năng lượng, đồng thời nâng cao hiệu quả và khả năng phục hồi, giảm khí thải và thời gian ngừng hoạt động. Từ phát điện, vận chuyển, phân phối và cung cấp đến tiêu thụ, số hóa tiếp tục tác động đến hoạt động hàng ngày của ngành điện, nhưng cũng có những hạn chế phải đối mặt.

Theo bà Daniela Guzzetti - Giám đốc kinh doanh khu vực châu Á của công ty Gridspertise (Italia): “Số hóa có thể kích hoạt khả năng tự phục hồi của lưới điện - nghĩa là lưới điện có thể tự động phát hiện và cách ly các sự cố, hoặc sự cố đơn lẻ, định tuyến lại các luồng điện và khôi phục nguồn điện một cách nhanh chóng. Ngoài ra, nó cũng giúp tăng cường khả năng phục hồi của lưới điện. Số hóa còn giúp các công ty điện lực phát hiện và ứng phó với các rối loạn lưới điện một cách nhanh chóng. Ví dụ: Sử dụng các cảm biến và phân tích để xác định các vấn đề tiềm ẩn để thực hiện các hành động phòng ngừa”.

Với khả năng phục hồi lưới điện mà quá trình số hóa có thể mang lại, các công ty điện lực có thể được chuẩn bị tốt hơn để quản lý các cuộc tấn công mạng, các sự kiện thời tiết lịch sử và tình trạng thiếu khả năng phát điện dẫn đến mất điện.

Đối với Gridspertise, số hóa lưới điện mở ra một con đường lớn dẫn đến một lưới điện mạnh mẽ và linh hoạt hơn bằng cách cho phép các công ty điện lực giám sát và kiểm soát mạng lưới điện trong thời gian thực. Các giải pháp thông minh như cảm biến và công tơ thông minh có thể cho phép các công ty vận hành giám sát mạng lưới điện trong thời gian thực và nhanh chóng xác định các vấn đề tiềm ẩn (chẳng hạn như quá tải, hoặc lỗi thiết bị). Điều này giúp các công ty điện lực thực hiện hành động khắc phục trước khi xảy ra sự cố mất điện, ngăn chặn sự cố mất điện trên diện rộng hơn. Số hóa cũng có thể cải thiện khả năng phục hồi của lưới điện bằng cách tăng cường biện pháp an ninh mạng.

Theo Gridspertise: Quá trình số hóa đang chuyển đổi ngành năng lượng và xu hướng này sẽ sôi động trong 5 năm tới. Rõ ràng là các công ty điện lực có khả năng đầu tư vào cơ sở hạ tầng kỹ thuật số. Ngoài ra, người tiêu dùng cũng tham gia nhiều hơn và quan tâm đến việc quản lý tốt hơn việc sử dụng năng lượng và chi phí của họ.

Tất cả những cải tiến này phối hợp với nhau hướng tới mục tiêu lớn hơn là trung hòa cacbon để tránh những hậu quả tồi tệ nhất có thể xảy ra với biến đổi khí hậu và mang lại những lợi ích như giảm ô nhiễm môi trường cho cộng đồng, xã hội nói chung, đồng thời thúc đẩy tăng trưởng kinh tế vô giá.

Ngành năng lượng ASEAN nhanh chóng “số hóa” mạng lưới truyền tải:

Theo thông tin của Gridspertise: Ngành năng lượng ASEAN đang ở điểm “bước ngoặt”, hay thời điểm tăng trưởng và thay đổi đáng kể trong quá trình chuyển đổi năng lượng. Bởi vậy, nên ASEAN cần chuyển đổi số hóa càng nhanh càng tốt, nó rất quan trọng để đạt được mục tiêu khử cacbon, nâng lưới điện lên trạng thái số hóa và an toàn hơn.

Gridspertise cho rằng: Chuyển đổi ngành năng lượng ASEAN thông qua số hóa có thể thực hiện được bởi có tính khả thi cao. Khu vực ASEAN đang có tốc độ tăng trưởng kinh tế nhanh chóng, điều này đang thúc đẩy nhu cầu năng lượng. Tự động hóa có thể giảm chi phí và cải thiện hiệu quả của hoạt động lưới điện, chẳng hạn như quản lý mất điện, quản lý tài sản và đọc đồng hồ. Điều này có thể giúp các tiện ích đáp ứng nhu cầu của khách hàng hiệu quả hơn và giảm thời gian ngừng hoạt động, cải thiện độ tin cậy tổng thể của lưới điện.

Chưa hết, số hóa còn có thể hỗ trợ các quốc gia ASEAN cắt giảm lượng khí thải cacbon bằng cách cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng và tối ưu hóa nhu cầu năng lượng. Nó thực sự cần thiết, vì ASEAN là khu vực dễ bị tổn thương trước thiên tai có thể gây mất điện. Với quá trình số hóa, khả năng phục hồi của lưới điện sẽ được cải thiện và sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho việc giám sát theo thời gian thực, thực hiện bảo trì dự đoán và tích hợp các nguồn năng lượng phân tán.

Theo bà Daniela, với các công nghệ lưới điện thông minh, các chương trình đáp ứng nhu cầu có thể được sử dụng để khuyến khích khách hàng điều chỉnh mô hình sử dụng năng lượng của họ để đáp ứng với các điều kiện của lưới điện, điều này có thể giúp giảm lãng phí năng lượng.

Ngoài ra, lưới điện thông minh có thể được tối ưu hóa để nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng và giảm thất thoát. Đồng thời, các công nghệ kỹ thuật số cũng có thể được sử dụng để giám sát dòng năng lượng hiệu quả hơn và giảm lượng năng lượng thất thoát trong quá trình truyền tải.

Năm bước số hóa lưới điện tự phục hồi theo kinh nghiệm của Malaysia:

Hệ sinh thái điện hiện đại của Malaysia là câu chuyện về công nghệ lưới điện thông minh, mạng lưới thông minh đáp ứng nhanh cho nhu cầu của xã hội. Dưới đây là 5 cách nghiên cứu hỗ trợ điện thông minh ở Malaysia được các chuyên gia ở Tập đoàn Điện lực Quốc gia Malaysia Tenaga Nasional Berhad (TNB) trao đổi với tập đoàn tư vấn năng lượng Đức Energy Watch.

1/ Lưới điện thông minh có thể tự phục hồi:

Thế nào là lưới điện thông minh? Có thể hiểu đơn giản là đủ thông minh để tự sửa chữa. Điều đó có nghĩa là khi có sự cố, một lưới điện thực sự thông minh không chỉ biết sự cố đó ở đâu mà còn định tuyến lại nguồn điện để đảm bảo cung cấp điện không bị gián đoạn.

“Vì vậy, những gì xảy ra là trong sự cố này, một lưới điện tự phục hồi sẽ phát hiện ra một sự kiện và sau đó nó sẽ tự động cô lập hệ thống bị lỗi, sau đó kiểm soát và chuyển khách hàng sang nguồn cung cấp mới. Về mặt kỹ thuật, chúng tôi gọi nó là FLISR. Xác định vị trí lỗi, cách ly và khôi phục dịch vụ. Vì vậy, về cơ bản nếu có lỗi, nơi cung ứng có thể cách ly khách hàng và kết nối nguồn cung cấp mới. Nhưng phần bị lỗi vẫn còn đó. Đó là nơi các cảm biến và điều khiển có thể nắm bắt mọi thứ” - TNB cho hay.

2/ Mạng thông minh là giao tiếp hai chiều:

Các mạng lưới năng lượng hiện đại không được xây dựng trên hành trình một chiều. Mạng không chỉ cung cấp điện đến nhà người dùng mà còn có thể giúp truyền đạt lại nhu cầu và xu hướng tiêu thụ để nhà điều hành biết.

Nó sẽ là hai chiều theo nghĩa là mọi người sẽ không chỉ sử dụng điện mà đồng thời khách hàng có thể chủ động dựa trên các thiết bị của họ, giao tiếp với lưới điện, cùng với các cảm biến, giúp thông báo cho tiện ích nếu có bất kỳ vấn đề hoặc rối loạn. Và cơ sở hạ tầng lưới điện thông minh sẽ giao tiếp để giúp nâng cao khả năng tối ưu hóa của chính lưới điện. Từ quan điểm của khách hàng, điều này cũng giúp cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng.

3/ Tổn hao đường truyền đều do kỹ thuật:

Truyền tải điện có thể dễ bị tổn thất và việc khắc phục những tổn thất đó là một phần quan trọng của mạng lưới hiệu quả. Lưới điện thông minh không chỉ giúp giải quyết các thách thức kỹ thuật mà còn giúp giải quyết nạn trộm cắp.

Theo TNB, lưới điện thông minh có thể giảm tổn thất trong lưới điện. Trong 6, hoặc 7 năm qua, tổn thất của TNB đã giảm từ khoảng 10% xuống còn 8%. Một yếu tố của điều này là tổn thất kỹ thuật - có nghĩa là tổn thất thông qua dây dẫn, máy biến áp và các thành phần mạng khác. Các tổn thất khác không phải do kỹ thuật, chẳng hạn như trộm cắp và sử dụng điện không có đồng hồ đo. Với dữ liệu thời gian thực từ lưới điện thông minh, NTB có thể thực hiện giám sát toàn diện, vì vậy, biết được ngày, giờ nguồn điện được tạo ra cũng như theo dõi và đo lường việc sử dụng nó.

4/ Giải pháp thông minh đòi hỏi sự lựa chọn thông minh:

Nghiên cứu của TNB Research cho thấy: Việc áp dụng lưới điện thông minh không chỉ là giải pháp công nghệ thông minh, mà còn là giao tiếp và giáo dục người tiêu dùng đưa ra quyết định thông minh. Người tiêu dùng thông minh tạo ra một mạng lưới thông minh hơn.

“Có nhiều yếu tố liên quan đến việc này, vì vậy, chúng ta cần chuẩn bị sẵn thông tin liên lạc. CNTT có thể giúp trao quyền cho khách hàng. Chúng tôi cần cung cấp khuôn khổ để giáo dục khách hàng, bởi vì nhận thức của họ là một phần quan trọng trong việc này. Đó không chỉ là công nghệ, mà sự tiếp nhận của khách hàng cũng rất quan trọng” - TNB tiết lộ.

5/ Nghiên cứu tác động của sét:

TNB Research có các chuyên gia về sét do Malaysia có tần suất sét đánh cao thứ ba khu vực. Dòng điện nhảy múa trên bầu trời gây ra một số rắc rối thực sự cho mạng lưới điện trên mặt đất và công nghệ lưới điện thông minh đang giúp giải quyết vấn đề đó.

Đón đọc kỳ tới...

KHẮC NAM - CHUYÊN GIA TẠP CHÍ NĂNG LƯỢNG VIỆT NAM

(THEO: ENLIT-ASIA365/ENERGYWATCH - 5/2023)

Link tham khảo:

1/ https://www.enlit-asia365.com/grids/self-healing-grids-thanks-to-digitalisation/

2/ https://www.energywatch.com.my/blog/2018/11/22/5-ways-tnb-research-is-making-electricity-smarter/