Quá trình áp dụng công nghệ tự động hóa vào phát triển lưới điện thông minh tại Việt Nam

Mới đây, bộ Công Thương có tờ trình gửi Thủ tướng xem xét, phê duyệt Đề án phát triển lưới điện thông minh tại Việt Nam giai đoạn 2023 - 2030, tầm nhìn 2045. Mục tiêu của đề án là phát triển hạ tầng lưới điện thông minh, hiện đại, đáp ứng quá trình chuyển dịch năng lượng, bảo đảm vững chắc an ninh năng lượng quốc gia. Hãy cùng Việt Tuấn khám phá hành trình áp dụng công nghệ 4.0 vào quá trình phát triển lưới điện thông minh tại Việt Nam.

1. Mục tiêu của đề án phát triển lưới điện thông minh tại Việt Nam giai đoạn 2023 - 2030, tầm nhìn 2045

Mục tiêu trọng tâm của đề án là phát triển hạ tầng điện lưới quốc gia thông minh, hiện đại, đáp ứng tốt quá trình truyền tải năng lượng, đảm bảo sự vững chắc của nền tảng an ninh năng lượng quốc gia. Cụ thể hơn, bạn đọc có thể tham khảo:

• Đến năm 2030, Việt Nam phấn đấu giảm tổn thất điện năng toàn hệ thống điện lưới quốc gia về mức dưới 6%. Các mô hình điều khiển từ xa, không kỹ sư vận hành được áp dụng 100% tại các trạm biến áp 110 kV, 220 kV.
• 10% đơn vị quản lý lưới điện, bao gồm: Đơn vị truyền tải điện và đơn vị phân phối điện. Các đơn vị này sẽ phát triển hệ thống thông tin địa lý (GIS) để thực hiện quản lý mạng lưới điện quốc gia trên nền tảng bản đồ địa lý.
• Tiếp tục xây dựng để hoàn thiện hệ thống SCADAEMS giai đoạn 4 của Trung tâm điều độ hệ thống điện quốc gia. Qua đó, đáp ứng việc điều độ, vận hành hệ thống điện và thị trường điện, có khả năng tích hợp lượng lớn nguồn năng lượng tái tạo.
• Hoàn thiện công tác xây dựng các hệ thống trung tâm điều khiển, trung tâm vận hành, giám sát lưới điện truyền tải và phân phối. Cùng lúc đó, triển khai việc đánh giá bộ chỉ số lưới điện thông minh theo tiêu chuẩn quốc tế.
• Từng bước áp dụng các công nghệ trí tuệ nhân tạo AI, Big Data, Internet of Things (loT) trong việc: Giám sát hiệu suất, dự báo năng lượng tiêu thụ, dự báo phụ tải, kiểm soát sự cố của thiết bị và hệ thống, đánh giá tình trạng thiết bị và vận hành hệ thống điện; quản lý tài sản, chăm sóc khách hàng và đảm bảo an ninh bảo mật.

Đến năm 2045, mục tiêu của đề án bao gồm:

• Duy trì chiến lược giảm thiểu tổn thất điện năng toàn hệ thống điện về mức dưới 6% và tiếp tục phấn đấu để ngang hàng với các nước tiên tiến trong khu vực ASEAN trong việc phát triển hạ tầng điện lưới quốc gia.
• 50% các trạm biến áp trung áp chuyển đổi hình thức giám sát sang vận hành từ xa; 50% đơn vị quản lý lưới điện đi vào sử dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS).
• Hoàn thiện mô hình điều độ hệ thống điện Việt Nam song hành với việc đầu tư nâng cấp hệ thống SCADA/DMS/EMS. Qua đó, đảm bảo khả năng điều độ, vận hành an toàn hệ thống điện trong quá trình chuyển dịch năng lượng.
• Cung cấp cho khách hàng các dịch vụ hỗ trợ trên nền tảng số. 98% đơn vị quản lý, phân phối điện đáp ứng các yêu cầu dịch vụ điện của khách hàng, được thực hiện thông qua các nền tảng số.
• Tiếp tục khai thác các nguồn năng lượng tái tạo, năng lượng phân tán. Đồng thời, việc nghiên cứu triển khai các mô hình nhà máy điện ảo, các mô hình quản lý, vận hành mới cũng được quan tâm chú trọng. Điều này đóng vai trò quan trọng trong việc đáp ứng quá trình chuyển dịch năng lượng, tiếp tục triển khai quản lý nhu cầu phụ tải và điều chỉnh phụ tải.
• Phát triển mạnh việc áp dụng các ứng dụng trí tuệ nhân tạo, Big Data, IoT trong quá trình giám sát, dự báo năng lượng tiêu thụ, dự báo phụ tải, dự báo sự cố của thiết bị và hệ thống.

Trước đó, Thủ tướng chính phủ đã phê duyệt Đề án phát triển điện lưới thông minh với 3 giai đoạn:

• Giai đoạn 1 (2012 - 2016): Triển khai các chương trình lưới điện thông minh nhằm tăng cường hiệu quả vận hành của hệ thống điện, tập trung vào lưới điện truyền tải.
• Giai đoạn 2 (2017-2022): Triển khai các chương trình lưới điện thông minh, mở rộng các ứng dụng tập trung vào lưới điện phân phối. 
• Giai đoạn 3 (từ sau 2022): Đi vào triển khai một số chương trình lưới điện thông minh tiên tiến, trong đó: Các ứng dụng ở cấp độ người dùng và các nền tảng tạo điều kiện cho khách hàng tham gia thị trường bán lẻ điện cạnh tranh, quản lý năng lượng tái tạo và nguồn điện phân tán với số lượng lớn sẽ được chú trọng mở rộng. Đồng thời các chương trình này sẽ được áp dụng các xu hướng công nghệ mới như quản lý các hệ thống trạm sạc xe điện, lưu trữ năng lượng, lưới điện siêu nhỏ.

2. Giải pháp quản lý và giám sát từ xa các trạm biến áp và hệ thống truyền tải điện

Nhìn chung, các đơn vị quản lý hạ tầng năng lượng điện tại Việt Nam sẽ bao gồm đơn vị sản xuất và đơn vị truyền tải. Các nhà máy nhiệt điện, thủy điện, khí tự nhiên và năng lượng tái tạo sẽ sản xuất điện và truyền tải vào lưới điện quốc gia thông qua hàng loạt trạm điện áp cao, trung bình và hạ thế. Cuối cùng, năng lượng điện sẽ được phân phối đến các hộ gia đình và doanh nghiệp trên toàn quốc. 

Tất cả các bước sản xuất và truyền tải điện đều phải được kiểm soát cực kỳ chặt chẽ, đảm bảo cơ sở hạ tầng sản xuất đủ năng lượng để phân phối hiệu quả trên toàn lưới điện quốc gia.

Và chắc chắn rằng, các thành phần của lưới điện sẽ không thể được kết nối và điều khiển 1 cách trơn tru mà thiếu đi sự quản lý của các kỹ sư chuyên nghiệp và hệ thống kiểm soát SCADA tiên tiến. Để phát triển và đi theo xu hướng mạng lưới điện thông minh, như đã đề cập trong đề án, các trạm biến áp và hệ thống truyền tải điện sẽ cần được kết nối với hạ tầng quản lý tự động hóa SCADA thông qua kết nối Internet.

Tìm hiểu thêm thông tin về SCADA qua bài viết: SCADA là gì? Đối tượng nào cần sử dụng hệ thống SCADA System?

2.1 Những lợi ích khi chuyển đổi việc quản lý hệ thống truyền tải điện từ truyền thống sang tự động hóa

Việc áp dụng công nghệ tự động hóa giám sát các trạm biến áp và hệ thống truyền tải điện là một phần quan trọng trong Đề án phát triển lưới điện thông minh tại Việt Nam giai đoạn 2023 - 2030, tầm nhìn 2045. Dưới đây là một số lợi ích khi chuyển đổi việc quản lý hệ thống truyền tải điện sang phương thức quản lý tự động:

• Tăng hiệu quả hoạt động
• Quản lý năng lượng và bảo đảm ổn định nguồn cung cấp điện
• Linh hoạt trong giám sát từ xa, tiết kiệm thời gian, chi phí đầu tư nhân lực.
• Phát hiện sự cố hệ thống nhanh chóng, giảm thiểu nguy cơ ngừng hoạt động, đảm bảo khả năng khôi phục nhanh.
• Mức độ bảo mật an ninh được nâng cao, giảm thiểu nguy cơ của các hình thức tấn công, truy cập trái phép
• Tích hợp và quản lý tập trung dữ liệu của mạng lưới trạm biến áp toàn quốc trên cùng một hệ thống duy nhất.

Đọc thêm: Tự động hóa công nghiệp là gì? Các loại tự động hóa công nghiệp phổ biến

2.2 Giải pháp giúp chuyển đổi hệ thống quản lý truyền thống tới hệ thống tự động hóa

Để có thể thực hiện kết nối trực tuyến và quản lý hạ tầng sản xuất, truyền tải điện thông qua hệ thống SCADA tiên tiến, việc sử dụng các thiết bị kết nối mạng có tính di động cao là lựa chọn hàng đầu hiện đang được áp dụng hiện nay. 

Thiết bị được kết nối với bộ kiểm soát trạm biến áp và truyền dữ liệu tới trung tâm xử lý dữ liệu và hệ thống quản trị đám mây. Thực tế cho thấy rằng, các giải pháp Gateway và bộ định tuyến hỗ trợ 4G LTE đã và đang được các nhà tích hợp và vận hành trên toàn thế giới công nhận bởi sự tin cậy và tính sẵn sàng cao khi triển khai tại các hệ thống trạm biến áp phức tạp của họ. 

Việt Nam đã và đang áp dụng các giải pháp công nghiệp này trong việc hoàn thiện mô hình điều độ hệ thống điện Việt Nam song hành với việc đầu tư nâng cấp hệ thống SCADA/DMS/EMS.

Trong bài toán về triển khai hạ tầng hệ thống thiết bị, có rất nhiều thương hiệu quốc tế chuyên cung cấp các giải pháp thiết bị mạng công nghiệp. 1 trong số những cái tên nổi bật không thể không kể đến thương hiệu Teltonika. TRB142 là mẫu model Gateway công nghiệp hỗ trợ 4G LTE Cat1 của hãng Teltonika Networks, cho phép kết nối các thiết bị phiên bản cũ thông qua cổng RS232. Đồng thời, thiết bị cũng hỗ trợ kỹ thuật viên quản lý kết nối với nhiều giao thức kết nối tiên tiến hiện nay như Modbus RTU & MQTT. Ngoài ra, TRB142 cũng tích hợp sẵn các tính năng bảo mật mạnh mẽ như Firewall, ACLs, RADIUS cùng các dịch vụ VPN. Qua đó, thiết bị cung cấp mức hiệu suất lý tưởng và mức độ bảo mật chuẩn công nghiệp. 

Ngoài ra, TRB142 có thể chẩn đoán các sự cố hệ thống liên quan đến kết nối, cũng như khởi động lại các module riêng biệt của gateway công nghiệp tại trạm biến áp, đồng thời tự động khôi phục sự cố mà không cần bất kỳ sự can thiệp nào từ kỹ thuật viên. 

Cuối cùng, tất cả các thiết bị Gateway và router công nghiệp của Teltonika có thể được giám sát và điều khiển linh hoạt từ xa thông qua hệ thống quản lý Teltonika. Sở hữu giao diện làm việc trực quan, dễ dàng thiết lập đồng thời nhiều tính năng cùng lúc. Hệ quản trị từ xa của Teltonika không chỉ cung cấp các cảnh báo kịp thời khi xảy ra sự cố hệ thống mà còn cho phép truy cập trực tiếp vào bộ điều khiển trạm biến áp ngay cả khi không có địa chỉ IP Public.

3. Tổng kết 

Trên đây là những thông tin bạn đọc cần biết về Đề án phát triển lưới điện thông minh tại Việt Nam giai đoạn 2023 - 2030, tầm nhìn 2045. Trong đó, hệ thống quản lý lưới điện tự động hóa đóng vai trò vô cùng quan trọng trong việc kiểm soát mạng lưới trạm biến áp và các đơn vị phân phối điện trên toàn quốc, giúp tiết kiệm thời gian, cải thiện  nguồn lực và giảm thiểu nguy cơ sự cố lớn. Đây là một phần quan trọng của sự phát triển và đổi mới trong ngành công nghiệp điện lực tại Việt Nam. Các thiết bị đến từ Teltonika cung cấp các giải pháp kết nối hoàn hảo giữa trạm biến áp và trung tâm xử lý dữ liệu và hệ thống đám mây. Bạn có thể liên hệ ngay cho Việt Tuấn để nhận được sự tư vấn chuyên nghiệp, chi tiết nhất về các giải pháp mạng của Teltonika, cũng như các thương hiệu khác trong ngành!