Phát triển lưới điện thông minh tại Việt Nam: Vấn đề và giải pháp
Cùng với sự phát triển kinh tế và khoa học công nghệ, sự
gia tăng ngày càng lớn về nhu cầu năng lượng, sự cạn kiệt các
nguồn năng lượng hoá thạch và đặc biệt nhận thức lớn hơn
các vấn đề về môi trường, biến đổi khí hậu, an ninh thông tin
và năng lượng đã tạo ra những thách thức mới và cũng làm
bộc lộ những hạn chế cố hữu của lưới điện hiện hành. Để giải
quyết hiệu quả các vấn đề đó, khái niệm LĐTM (Smart Grid)
của lưới điện hiện đại trong tương lai được giới thiệu bởi
nhiều quốc gia, tổ chức và cá nhân khác nhau [1-10].
Trong bài báo này, các khái niệm tiêu biểu về LĐTM
được tổng hợp và giới thiệu. Đồng thời, các vấn đề chủ yếu
mang tính chiến lược trong phát triển LĐTM tại Việt Nam
cũng được nêu ra. Từ đó, các giải pháp được đề xuất nhằm
thúc đẩy quá trình dịch chuyển sang LĐTM tại Việt Nam.
Bài báo được tổ chức thành 4 phần chính: 1. Giới thiệu
chung; 2. Các khái niệm tiêu biểu về LĐTM; 3. Vấn đề và giải
pháp phát triển LĐTM tại Việt Nam. 4. Kết luận
Trang 1
Trang 2
Trang 3
Trang 4
Trang 5
Trang 6
Tóm tắt nội dung tài liệu: Phát triển lưới điện thông minh tại Việt Nam: Vấn đề và giải pháp
đổi thông tin trong SG như các quá trình, quy trình kinh Bảng 4. Phân cấp quản lý hệ thống điện của SGAM doanh, các thực thể tổ chức, và các điều kiện điều hành. Zone Mô tả 3.2. Việt Nam Process Bao gồm các quá trình biến đổi vật lý, hoá học, hoặc không gian về Cũng như các quốc gia khác trên thế giới, Việt Nam năng lượng (điện, mặt trời, nhiệt, nước, gió) và các thiết bị vật lý cũng gặp các vấn đề tương tự trên phương diện khai thác tham gia trực tiếp (máy phát điện, máy biến áp, đường dây). và vận hành hiệu quả hệ thống điện; cũng như các vấn đề Field Bao gồm các thiết bị giám sát, điều khiển, và bảo vệ quá trình xử lý An ninh năng lượng quốc gia. Chính phủ Việt Nam và của hệ thống điện. Ví dụ: các rơle bảo vệ, bộ điều khiển ngăn lộ, các ngành điện cũng nhận thức được vấn đề này. Việt Nam IED dùng để thu thập và khai thác dữ liệu quá trình xử lý của HTĐ. cũng xác định cần phải tái cấu trúc lại ngành điện nói Station Biểu thị cấp độ tổng hợp khu vực cho mức hiện trường (Field), ví dụ: chung, xây dựng và phát triển lưới điện an toàn hơn, tin cậy đối với tập trung dữ liệu, tổng hợp chức năng, tự động hoá trạm hơn, và đảm bảo cho nhu cầu phát triển bền vững. Theo điện, hệ thống SCADA cục bộ/địa phương, giám sát nhà máy đó, Việt Nam cũng đề ra xây dựng và phát triển LĐTM là Operation Vận hành điều khiển HTĐ trong lĩnh vực tương ứng, ví dụ: DMS, EMS, giải pháp hiệu quả đối cho vấn đề tồn tại của ngành điện Hệ thống quản lý vi lưới microgrid, Hệ thống quản lý nhà máy điện ảo Việt Nam, cũng như An ninh Năng lượng quốc gia. Dưới (tổng hợp một vài DER), Hệ thống quản lý tích điện cho xe điện. đây, một số kết quả chính mà Việt Nam đã đạt được nhằm Enterprise Bao gồm các dây chuyền, dịch vụ, và hạ tầng thương mại và tổ chức hiện thực hoá quá trình tái cấu trúc ngành điện và hướng của doanh nghiệp (các điện lực, các đơn vị dịch vụ, các đơn vị giao tới mục tiêu chuyển dịch sang LĐTM: dịch/môi giới năng lượng,). Ví dụ: quản lý tài sản, logistics, quản - Tầm nhìn quy mô quốc gia: Xây dựng chiến lược phát trị nhân lực, đào tạo nhân viên, quản lý khách hàng, triển LĐTM được thể hiện tại [18, 19]. Theo đó, LĐTM của Market Phản ánh các hoạt động có thể của thị trường theo chuỗi biến đổi Việt Nam được phát triển qua 3 giai đoạn: Giai đoạn 1 năng lượng. Ví dụ: giao dịch năng lượng, thị trường bán buôn, thị (2012-2016), Giai đoạn 2 (2017-2022) và Giai đoạn 3 (sau trường bán lẻ 2022). Mục tiêu chính của Giai đoạn 1 là i) Nâng cao hiệu 22 Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ● Tập 56 - Số 1 (02/2020) Website: https://tapchikhcn.haui.edu.vn P-ISSN 1859-3585 E-ISSN 2615-9619 SCIENCE - TECHNOLOGY quả vận hành hệ thống điện; ii) Xây dựng hệ thống văn bản Frequency Index) giảm 10%; chỉ số thời gian mất điện trung quy phạm pháp luật; iii) Xây dựng các quy định kỹ thuật; bình của hệ thống SAIDI (System Average Interruption iv) Xây dựng và triển khai các chương trình thí điểm; và Duration Index) giảm 20% sau mỗi giai đoạn 5 năm. v) Tuyên truyền, nâng cao nhận thức của cộng đồng. Ngoài ii) Thành lập và xây dựng Đơn vị, cơ quan đóng vai trò mục tiêu tiếp tục nâng cao hiệu quả vận hành hệ thống dẫn dắt, điều phối và thúc đẩy quá trình tái cơ cấu ngành điện, xây dựng văn bản, quy phạm pháp luật, tuyên truyền, điện và hiện đại hoá hệ thống điện, chuyển dịch sang nâng cao nhận thức của cộng đồng thì ở Giai đoạn 2 còn LĐTM: Bộ Công Thương được Chính phủ uỷ nhiệm thành tiến hành triển khai ứng dụng của LĐTM như: phổ biến và lập Ban chỉ đạo phát triển LĐTM tại Việt Nam; trong đó, Cục triển khai mở rộng về AMI; tích hợp nguồn phân tán, NLTT; Điều tiết Điện lực là Cơ quan thường trực [18, 19]. triển khai thí điểm nhà thông minh Smart Home, thành phố iii) Tồn tại: Mặc dù đã có định hướng và tầm nhìn chiến thông minh Smart City. Và ở Giai đoạn 3, tiếp tục tiến hành lược quốc gia, cũng như có Đơn vị, cơ quan đóng vai trò xây dựng hạ tầng công nghệ thông tin - viễn thông cho dẫn dắt trực tiếp (Ban chỉ đạo phát triển LĐTM tại Việt Nam) lưới phân phối; triển khai mở rộng các ứng dụng LĐTM như nhưng bên cạnh nhiều hoạt động mang lại kết quả khả các ứng dụng cho phép cân bằng cung - cầu điện năng ở quan thì vẫn tồn tại nhiều thách thức, hạn chế trong việc cấp độ người sử dụng; và xây dựng các văn bản quy phạm hiện thực và hoàn tất các mục tiêu được thể hiện trong Đề pháp luật cho phép triển khai các ứng dụng LĐTM trên cơ án phát triển LĐTM tại Việt Nam [18]. Để xúc tiến và nâng sở hạ tầng công nghệ thông tin đã có. cao hiệu quả trong việc tái cơ cấu ngành điện, hiện đại hoá - Hiện trạng kết quả triển khai hiện thực hoá quá trình hệ thống điện, và chuyển dịch sang LĐTM ở Việt Nam, tác chuyển dịch sang LĐTM tại Việt Nam: bên cạnh những kết giả đề xuất một số nhóm giải pháp chính sau: quả tích cực thì nhìn chung các hoạt động của Việt Nam còn - Việc nhiều mục tiêu cơ bản trong Đề án không đạt nhiều tồn tại và hạn chế. Cụ thể như là mục tiêu trong Đề án được là do Việt Nam thiếu thiết kế và chương trình hành thì năm 2013, phải hoàn chỉnh trang bị và khai thác Hệ thống động chi tiết và khoa học; trong đó, một nguyên nhân SCADA và hệ thống đo đếm từ xa cho toàn bộ các Nhà máy chính là thiếu đánh giá toàn diện về hiện trạng cơ cấu tổ điện lớn (Nhà máy có tổng công suất đặt trên 30MW) và các chức, hạ tầng kỹ thuật của ngành Điện và hệ thống điện Trạm biến áp từ 110kV trở lên. Tuy nhiên, cho đến nay sau 7 Việt Nam. Có thể lấy một vài ví dụ làm minh chứng cho vấn năm sau khi có Đề án, thì mục tiêu đó vẫn không đạt được. đề này: i) Trên phương diện quy hoạch, cũng như cơ cấu tổ Điều đó, cho thấy tính hiệu quả trong việc hiện thực quá chức và hoạt động, ngành điện Việt Nam đang trong giai trình tái cơ cấu ngành điện, hiện đại hoá hệ thống điện để đoạn tái cơ cấu và tổ chức lại nhằm nâng cao hiệu quả chuyển dịch sang LĐTM của Việt Nam chưa cao. quản lý và hoạt động; trong đó, lấy việc xây dựng và phát 3.3. Giải pháp phát triển LĐTM tại Việt Nam triển Thị trương điện làm một trong những giải pháp cốt Nhận định LĐTM là giải pháp toàn diện cho vấn đề lõi; tuy nhiên, việc định hình và phát triển thị trường điện nâng cao hiệu quả của ngành Điện và là nền tảng, động lực Việt Nam còn rất nhiều hạn chế mà trong đó có sự thiếu phát triển nền kinh tế trong kỷ nguyên số của thế kỷ XXI tính khoa học và nhất quán trong quy hoạch tổng thể, (nó không chỉ mang lại lợi ích tài chính mà còn cả các lợi ích trong nhận diện các thành tố cấu thành và thúc đẩy phát kinh tế - xã hội mang tính bền vững), các quốc gia trên thế triển thị trường điện; ii) Mô hình tổ chức và phát triển giới đều xây dựng chiến lược và đâu tư mạnh mẽ để đẩy ngành Điện cũng chưa có tính nhất quán dẫn đến việc xây mạnh quá trình tái cơ cấu và hiện đại hoá ngành điện, hệ dựng chiến lược về chính sách, cơ chế, mô hình và các thống điện để chuyển dịch sang LĐTM. Một báo cáo năm nguồn lực khác để phát triển ngành Điện còn chưa đạt hiệu 2013 từ Cơ quan Năng lượng Quốc tế IEA cho thấy đầu tư quả cao. Do đó, cần thực hiện khảo sát, nghiên cứu, và toàn cầu 2012 (tính cho cả đầu tư công và tư) vào công đánh giá toàn diện từ hiện trạng và chiến lược. Trên cơ sở nghệ và ứng dụng SG đạt gần 14 tỷ USD, tăng gấp 4 lần so đó, đề ra các giải pháp phù hợp trong đó chú trọng các yếu với 2008; và còn tăng lên hơn 25 tỷ USD vào 2018. Trên thế tố mang tính chi phối như tài chính, hạ tầng kỹ thuật công giới, cỡ vài ngàn tỷ USD sẽ được đầu tư trong vài thập kỷ tới nghệ, hệ thống chính sách và khung pháp lý đây để xây dựng các thành phần của cái sau cùng sẽ là lưới - Nhóm giải pháp trước mắt: điện "thông minh" [6]. + Xây dựng công cụ và nền tảng để đẩy mạnh tương tác i) Định hướng và tầm nhìn chiến lược: Việt Nam cũng với các bên liên quan và công chúng nhằm tuyên truyền, xác định LĐTM là mô hình lưới điện hiện đại trong tương lai nâng cao nhận thức về LĐTM và thu thập ý kiến phản hồi thể hiện tại [18, 19] với 3 mục tiêu chính: để bổ sung, điều chỉnh kịp thời nếu cần (xây dựng Website Xây dựng khung pháp lý: rà soát, sửa đổi, bổ sung, và về LĐTM của Việt Nam); xây dựng mới các khung pháp lý cho việc xây dựng, phát + Nhận diện các bên liên quan về LĐTM (Chính phủ, triển và vận hành hiệu quả LĐTM; Hiệp hội nghề, Doanh nghiệp) và vai trò trong phát triển Xây dựng hạ tầng công nghệ truyền thông - thông tin LĐTM ở Việt Nam. Từ đó, bổ sung đại diện vào cơ cấu của nhằm đẩy mạnh tự động hoá, nâng cao hiệu quả vận hành và Ban chỉ đạo phát triển LĐTM của Việt Nam. Có thể thấy quản lý HTĐ, cũng như tạo hạ tầng cốt lõi cho LĐTM; thành phần trong Ban chỉ đạo phát triển LĐTM tại Việt Nam Nâng cao độ tin cậy của HTĐ: Chỉ số tần suất mất điện mới chỉ có các thành phần thuộc Cơ quan thuộc chính phủ, trung bình của hệ thống SAIFI (System Average Interruption chưa có các thành phần khác cần có khi hình thành LĐTM, Website: https://tapchikhcn.haui.edu.vn Vol. 56 - No. 1 (Feb 2020) ● Journal of SCIENCE & TECHNOLOGY 23 KHOA H ỌC CÔNG NGHỆ P - ISSN 1859 - 3585 E - ISSN 2615 - 961 9 việc cần có các thành phần liên quan trong Ban chỉ đạo và chính sách về việc huy động nguồn lực tài chính cho việc phát triển LĐTM sẽ giúp cho việc xây dựng và phát triển nghiên cứu, thiết kế và triển khai các giải pháp LĐTM. LĐTM cân đối và phù hợp. Ngoài ra, cần thiết phải xây dựng Đơn vị, cơ quan chuyên trách để thúc đẩy các chương trình, hoạt động cho việc xây dựng và chuyển dịch sang LĐTM TÀI LIỆU THAM KHẢO hiệu quả tại Việt Nam; [1]. DOE, 2008. The Smart Grid: An Introduction. https://www.smartgrid.gov/ + Nghiên cứu, đánh giá toàn diện lại hiện trạng của files/sg_introduction.pdf ngành điện và hệ thống điện Việt Nam (kết hợp cả đánh giá [2]. https://www.540technologies.com/why-540-technologies/power-a- trong và ngoài) để làm cơ sở điều chỉnh và phát triển các system-on-the-brink giải pháp hiệu quả cho Việt Nam; [3]. https://www.smartgrid.gov/the_smart_grid/smart_grid.html + Ưu tiên xây dựng cơ chế và chính sách về phương [4]. NIST, 2010. NIST Framework and Roadmap for Smart Grid Interoperability diện tài chính cho phát triển LĐTM tại Việt Nam: nguồn Standards, Release 1.0. ngân sách của Chính phủ, tài chính huy động từ các bên [5]. NIST, 2012. NIST Framework and Roadmap for Smart Grid Interoperability liên quan khác. Đây được xem là một trong những nguồn Standards, Release 2.0. lực quan trọng để thúc đẩy hiệu quả việc phát triển LĐTM [6]. NIST, 2014, NIST Framework and Roadmap for Smart Grid Interoperability tại Việt Nam; Standards, Release 3.0. + Xác định kiến trúc LĐTM cho Việt Nam và đẩy mạnh [7]. M. Shabanzadeh and M. P. Moghaddam, 2013. What is the Smart Grid? phát triển các giải pháp để xây dựng nền tảng hạ tầng kỹ Definitions, Perspectives, and Ultimate Goals. 28th International Power System thuật cho việc chuyển dịch sang LĐTM tại Việt Nam trên cơ Conference , Teheran, Iran. sở nghiên cứu kinh nghiệm của các nước trên thế giới. [8]. M. Bichler, 2012. Final Report: Smart Grid and the Energy Transformation. 4. KẾT LUẬN [9]. Từ kinh nghiệm xây dựng chiến lược, tổ chức và triển 617-04-13 khai các hoạt động nhằm hiện đại hoá hệ thống điện và [10]. https://www.alstom.com/press-releases-news/2013/6/alstom-grid- chuyển dịch hiệu quả sang LĐTM của các nước trên thế giới presents-a-vision-of-the-future-at-smart-grid-paris và đánh giá hiện trạng về quá trình hiện thực hoá LĐTM tại [11]. M. N. O. Sadiku, S. M. Musa, and S. R. Nelatury, 2016. Smart Grid – An Việt Nam, có thể thấy: Introduction. IJEET, Vol 7, Issue 1. i) Quan điểm, tầm nhìn hay khái niệm về LĐTM: tuy có [12]. Nguyễn Trường Giang, 2008. Nghiên cứu hệ thống bảo vệ chống mất nhiều quan điểm, khái niệm khác nhau về LĐTM nhưng về điện trên diện rộng. Luận văn thạc sĩ, Đại học Bách khoa Hà Nội. cơ bản đều có điểm chung là LĐTM được xem là giải pháp [13]. U.S. Canada Power System Outage Task Force, 2004. Final Report on the toàn diện cho việc hiện đại hoá hệ thống điện và giải quyết August 14, 2003 Blackout in the United States and Canada: Causes and Recommendations. các vấn đề thách thức của hệ thống điện hiện hành trên cả https://www.energy.gov/sites/prod/files/oeprod/DocumentsandMedia/BlackoutFinal- 3 khâu của hệ thống điện: Khâu sản xuất (Nguồn điện) - Web.pdf Khâu vận chuyển (Lưới điện) - Khâu tiêu thụ (Hộ tiêu [14]. President G. W. Bush, 2007. Energy Independence and Security Act of 2007. thụ/Khách hàng). https://www.govinfo.gov/content/pkg/BILLS-110hr6enr/pdf/BILLS-110hr 6enr.pdf ii) Về giải pháp để hiện đại hoá hệ thống điện và chuyển [15]. President B. Obama, 2009. American Recovery and Reinvestment Act of 2009. dịch sang LĐTM: https://www.govinfo.gov/content/pkg/PLAW-111publ5/pdf/PLAW-111 publ5.pdf - Xây dựng Tầm nhìn và Kế hoạch hành động từ chiến [16]. NTSC, 2011. A Policy Framework for the 21st Century Grid: Enabling Our lược đến chi tiết một cách khoa học; Secure Energy Future. Executive Office of the President of the United States. - Các giải pháp có thể phân thành 3 nhóm chính sau: [17]. NTSC, 2013. A Policy Framework for the 21st Century Grid: A Progress + Kiến trúc của LĐTM: các thành phần và quan hệ giữa Report. Executive Office of the President of the United States. các thành phần; [18]. Thủ tướng Chính phủ, 2012. Quyết định số 1670/QĐ-TTg Phê duyệt đề + Hạ tầng kỹ thuật của LĐTM ; trong đó, chú trọng tới án phát triển Lưới điện Thông minh tại Việt Nam. việc xây dựng Hệ thống đo lường tân tiến AMI; các giải [19]. Thủ tướng Chính phủ, 2016, Quyết định số 4602/QĐ-TTg Phê duyệt Đề pháp quản lý và vận hành trên nền tảng AMI và LĐTM; án tổng thể phát triển Lưới điện Thông minh tại Việt Nam. + Hệ thống các chính sách, tiêu chuẩn và khung pháp lý [20]. EPRI, 2011. Estimating the Costs and Benifits of the Smart Grid: A cho LĐTM; chú trọng tới rà soát, sửa đổi, và xây dựng mới Preliminary Estimate of the Investment Requirements and the Resultant Benefits of các chính sách, tiêu chuẩn và khung pháp lý phù hợp, chú a Fully Functioning Smart Grid. Final Report. trọng tới việc đảm bảo Tính tương tác và An ninh mạng cho [21]. J. Trefke, S. Rohjans, M. Uslar, S. Lehnhoff, L Nordström, and A. nền tảng hạ tầng kỹ thuật của LĐTM; cơ chế và chính sách Saleem, 2013. Smart Grid Architecture Model use case management in a large khuyến khích về phương diện tài chính có tính bền vững European Smart Grid project. IEEE PES ISGT Europe 2013. (mang tính tự tạo). Với Việt Nam, để thực hiện hiệu quả quá trình chuyển AUTHOR INFORMATION dịch sang LĐTM cần có các chương trình hành động được thiết kế toàn diện, chi tiết và cụ thể hơn trong đó, chú trọng Nguyen Truong Giang tới : i) Xác định kiến trúc về LĐTM của Việt Nam ; và ii) Cơ chế Department of Electrical Engineering, Electric Power University 24 Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ● Tập 56 - Số 1 (02/2020) Website: https://tapchikhcn.haui.edu.vn
File đính kèm:
- phat_trien_luoi_dien_thong_minh_tai_viet_nam_van_de_va_giai.pdf