Mô hình lưới điện nhỏ

Hiện nay, xu hướng số hóa trong lĩnh vực năng lượng đang rất phát triển, quá trình số hóa bao gồm sự tăng cường tương tác và hội tụ giữa thế giới số và thực. Các yếu tố nền tảng của quá trình số hóa bao gồm: Dữ liệu: thông tin số; phân tích tính toán lượng thông tin lớn; Kết nối để trao đổi dữ liệu giữa máy/người với máy thông qua hạ tầng mạng lưới truyền thông.

Số hóa hứa hẹn khả năng tăng hiệu quả năng lượng thông qua những công nghệ thu thập, phân tích dữ liệu, sau đó dùng nó để thay đổi thế giới vật chất (tự động hoặc qua con người). Tất cả quá trình này được thực hiện thông qua mạng lưới truyền thông, cả có dây và không dây, cho phép người và máy gửi, nhận và phân tích dữ liệu với lượng lớn và nhanh chưa từng có.

Nhờ số hóa hệ thống năng lượng, lợi ích mang lại rất lớn ví dụ như giúp giảm 10 % năng lượng tiêu thụ ở các tòa nhà, giảm hơn 50 % phát thải CO2 vào những năm 2050, giảm chi phí tiêu thụ năng lượng lên tới 30 %.

Các nhà khoa học của Viện Năng lượng đã đưa công nghệ lưới điện Smart-Microgrid vào nghiên cứu và ứng dụng.

Theo TS Bình, Microgrid là hệ thống lưới điện nhỏ bao gồm các tải được kết nối với các nguồn điện phân tán và các hệ thống tích trữ năng lượng. Các nguồn năng lượng phân tán này có thể là hệ thống điện mặt trời áp mái, hệ thống điện gió, pin nhiên liệu, các hệ thống năng lượng tích trữ hay các tải điều khiển… Tải trong hệ thống microgrid có thể là các thiết bị phát sáng, điều hòa, các động cơ điện… với các mức độ tiêu thụ điện khác nhau tùy theo nhu cầu sử dụng. Các nguồn năng lượng phân tán và tải được kết nối với nhau qua hệ thống lưới điện và được vận hành bởi một hệ thống điều khiển để phân phối dòng công suất và cung cấp các thông tin sử dụng điện.

khoa học công nghệ,quản lý điện
Viện năng lượng với nhiều giải pháp và ứng dụng công nghệ trong quản lý điện
 

MG có thể hoạt động ở cả 2 chế độ kết nối với lưới hệ thống hoặc tách đảo. Khi vận hành ở chế độ kết nối lưới hệ thống, MG sẽ lấy điện từ lưới điện chính để điều khiển điện áp và cân bằng công suất  hoặc bán điện dư thừa cho hệ thống lưới chính để tối đa hóa lợi nhuận. Ở chế độ vận hành độc lập, MG như một hệ thống điện nhỏ với nguồn điện chính là các nguồn điện phân tán. Lúc này, tần số và điện áp là các chỉ số chính được điều khiển để phân phối công suất phát giữa các máy phát và giữ lưới vận hành ổn định. Vận hành hệ thống MG không thể tách rời với các công nghệ hỗ trợ từ các thành phần tạo nên hệ thống như các nguồn năng lượng phân tán, hệ thống tích trữ năng lượng, quản lý năng lượng và hệ thống điều khiển MG.

Quản lý nhu cầu dùng

Sau đó, Viện Năng lượng còn nghiên cứu công nghệ quản lý nhu cầu điện, bởi lẽ do MG được cung cấp điện từ các nguồn năng lượng tái tạo khác nhau, nhiều chương trình điều chỉnh phụ tải được thực hiện nhờ sự hỗ trợ của hệ thống quản lý phát điện, hệ thống quản lý nhu cầu phụ tải và hệ thống giám sát và thu thập dữ liệu.

Nhờ đó có thể thúc đẩy hơn nữa sự tham gia tích cực của các khách hàng vào mạng lưới phân phối điện và để cung cấp một phương thức giúp các khách hàng có thể đóng góp vào việc tối ưu hóa hệ thống thông qua việc điều khiển trực tiếp các thiết bị điện. Sự linh hoạt này có thể giúp hoãn hoặc trì hoãn đầu tư lưới điện, đồng thời thúc đẩy khai thác hiệu quả điện tái tạo được sản xuất ở mức tiêu thụ hoặc gần với mức tiêu thụ.

Các hoạt động quản lý năng lượng tối ưu cho MGs có thể được cải thiện bằng cách đưa các chiến lược quản lý phụ tải (Demand respone – DR) hoặc quản lý nhu cầu điện (Demand-side management- DSM) khác nhau vào hoạt động.

Theo TS Bình cả DR và ​​DSM đều giúp giải quyết sự mất cân bằng năng lượng do tiêu thụ năng lượng không hợp lý hoặc tối ưu hóa các chiến lược tiêu thụ bằng cách điều chỉnh mức tiêu thụ năng lượng cho nguồn cung cấp và phản ứng ngay với tín hiệu giá điện. DR là giải pháp được thực hiện nhằm tối ưu hóa hoạt động sản xuất kinh doanh của các Tổng Công ty điện lực, Công ty điện lực; góp phần đảm bảo cung ứng điện, nâng cao chất lượng điện năng và độ tin cậy cung cấp điện, nâng cao chất lượng dịch vụ khách hàng, góp phần bảo vệ môi trường và phát triển kinh tế - xã hội, nâng cao hiệu quả kinh tế chung của hệ thống điện gắn với phát triển bền vững.

 K.Chi