Việt Nam, quốc gia Đông Nam Á với hơn 98 triệu dân đã có những bước phát triển vượt bậc về kinh tế trong những năm gần đây. Việt Nam đã có một bước chuyển mình đáng kể sang nền kinh tế thị trường và đưa đất nước trở thành một trong những quốc gia mới nổi năng động nhất trong khu vực Đông Nam Á. Cùng với sự phát triển công nghiệp hóa và hiện đại hóa kinh tế, nhu cầu về năng lượng điện ngày càng tăng.
Công ty điện lực nhà nước, Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN), đã chứng kiến mức tiêu thụ điện tăng từ 128,6 TWh năm 2014 lên 209,4 TWh năm 2019, mức tăng trưởng cao hơn mức tăng của tổng sản phẩm quốc nội (GDP). Nhu cầu và tiêu thụ năng lượng điện được dự đoán sẽ tiếp tục tăng trên 8% mỗi năm trong giai đoạn 2021-2030.
Chính phủ Việt Nam đang chủ động giải quyết nhu cầu năng lượng nhanh chóng này. Với dự thảo gần đây của Quy hoạch phát triển điện 8 (PDP VIII), Bộ Công Thương đã đưa ra lộ trình phát triển ngành điện đến năm 2045. Kể từ lần công bố đầu tiên, quy hoạch thể hiện cam kết giảm nhiệt điện than và không ngừng phát triển các nguồn tài nguyên tái tạo ở Việt Nam, tăng mục tiêu tham vọng đạt gần 70% công suất phát điện tái tạo vào năm 2030 từ 27 GW lên 45 GW.
Ngoài ra, một yếu tố quan trọng nữa là nhu cầu cải tiến hệ thống điện và truyền tải để tạo điều kiện và hỗ trợ sự gia tăng đáng kể trong quá trình phát điện không liên tục từ các nguồn năng lượng tái tạo.
Nguồn lực hiện tại của Việt Nam
Thị trường điện Việt Nam hiện được coi là một trong những thị trường hiệu quả nhất trong khu vực, sử dụng than, thủy điện và khí tự nhiên làm nguồn năng lượng chính. Đối với Việt Nam đang thiếu điện, than hiện đang rẻ hơn, đáng tin cậy hơn và quen thuộc hơn so với năng lượng tái tạo.
Các hình thức phát điện được lắp đặt vào năm 2020 là 53% nhiệt điện than, 26% thủy điện, 16% khí đốt tự nhiên và 5% năng lượng tái tạo phi thủy điện.
Tuy nhiên, do những lo ngại về môi trường ngày càng tăng, đầu tư vào than giảm và phát thải ròng bằng không, PDP VIII thể hiện một chiến lược mới hỗ trợ Thỏa thuận Khí hậu Paris (COP21) vào năm 2015, bằng cách tập trung vào việc mở rộng các nguồn năng lượng tái tạo trong hỗn hợp điện.
1. Năng lượng mặt trời
Chính phủ đã bắt đầu đầu tư và thúc đẩy nhanh chóng việc phát triển năng lượng mặt trời. Năm 2014, nguồn năng lượng mặt trời và gió được lắp đặt chỉ chiếm 1% tổng công suất lắp đặt của cả nước nhưng đến cuối năm 2019, năng lượng tái tạo đã chiếm 5700 MW công suất lắp đặt, chiếm khoảng 10% tổng công suất lắp đặt, một thành tựu đáng kể trong năm năm.
Năm 2019, Việt Nam đã vượt qua Malaysia và Thái Lan về nguồn năng lượng mặt trời lắp đặt khi ghi nhận công suất lắp đặt các tấm pin mặt trời lớn nhất Đông Nam Á với 5 GW của các dự án quang điện, vượt xa mục tiêu 1 GW vào năm 2020. Hiện đã có hơn 101.000 hệ thống năng lượng mặt trời trên mái nhà được lắp đặt tại các khu dân cư, thương mại và công nghiệp trên khắp đất nước.
2. Năng lượng gió
Đồng thời, ngành điện gió ở Việt Nam cũng đang tăng theo cấp số nhân. Được thiên nhiên ban tặng với đường bờ biển dài và nguồn tài nguyên gió đặc biệt, Việt Nam có vị trí lý tưởng để khai thác và phát huy tối đa tiềm năng của nguồn tài nguyên điện gió này, do đó Việt Nam được kỳ vọng là một trong những quốc gia dẫn đầu trong tương lai về năng lượng gió trên đất liền và ngoài khơi.
Chính phủ đã chỉ ra ý định phát triển đáng kể gió ngoài khơi và trên bờ từ 600 MW vào năm 2020 lên khoảng 12 GW vào năm 2025 và hơn 18 GW vào năm 2030.
Sự thay đổi trọng tâm này chắc chắn sẽ đặt ra một số thách thức, đặc biệt là về các yêu cầu đáng kể về vốn và cơ sở hạ tầng hiện tại của quốc gia để có kết nối liên thông. Trong một Dự thảo Báo cáo, Bộ Công Thương dự báo Việt Nam sẽ cần khoảng 128,3 tỷ USD đầu tư để phát triển ngành điện trong giai đoạn 2021-2030, trong đó 95,4 tỷ USD cho phát điện / nguồn / nhà máy và khoảng USD 32,9 tỷ sẽ dành cho hệ thống truyền động.
Hệ thống truyền tải là một yếu tố quan trọng của cơ sở hạ tầng quan trọng của đất nước cần được bảo đảm và các tài sản cơ sở hạ tầng này phải hoạt động đáng tin cậy trong nhiều thập kỷ để giúp thay đổi cơ bản ngành điện.
Hệ thống truyền tải cũng phải ổn định và đủ mạnh để đáp ứng năng lượng gió và năng lượng mặt trời từ nơi tạo ra năng lượng mặt trời hiệu quả nhất để truyền tải đến các trung tâm phụ tải của đất nước.
Để xử lý một hệ thống truyền dẫn phức tạp như vậy, số hóa là một công cụ có thể hỗ trợ các nhà vận hành hệ thống truyền tải tăng hiệu quả sử dụng năng lượng và sử dụng các tài sản này một cách hiệu quả hơn, đáng tin cậy hơn và an toàn hơn.
Số hóa có nghĩa là tạo và thu thập dữ liệu – từ các cảm biến, thiết bị tự động hóa và toàn bộ tài sản, khai thác dữ liệu đó để có những hiểu biết hữu ích nhằm tối ưu hóa hoạt động của lưới điện, cho dù để xử lý nhu cầu tăng vọt, máy biến áp quá nhiệt hay cách điện thiết bị đóng cắt cũ.
Mục tiêu phát triển năng lượng gió
Chính phủ Việt Nam và các công ty chủ chốt trong ngành đã bắt đầu giải quyết các thách thức về lưới điện truyền tải trong khi tích hợp thêm các dự án năng lượng tái tạo vào danh mục đầu tư của đất nước.
Siemens Energy là một công ty tích cực trong hành trình chuyển đổi của đất nước, đi đầu trong việc chuyển đổi sang lưới điện thông minh, an toàn và hiệu quả.
Ví dụ gần đây là dự án trang trại gió IaPet-Đak Đoa 1 và IaPet-Đak Đoa 2 do Technology Resources Energy (TRE) xây dựng. Hai trang trại điện gió này nằm trong Quy hoạch Tổng thể Phát triển Điện lực đang triển khai của Việt Nam nhằm thúc đẩy hơn nữa việc tích hợp các nguồn năng lượng tái tạo và tăng cường cung cấp điện.
Siemens Energy đã trang bị trạm biến áp kết nối trang trại gió IaPet-Đak Đoa 1 & 2 với hệ thống truyền tải điện của EVN. Trong số các tài sản trạm biến áp khác, Siemens Energy đã cung cấp các sản phẩm truyền dẫn kỹ thuật số được cải tiến với tính năng thông minh tiên tiến từ danh mục Sensproducts, bao gồm bộ ngắt mạch kết nối, bộ chống sét lan truyền và máy biến áp điện được gọi là Sensformers.
Hành trình số hóa cho mảng kinh doanh truyền tải của Siemens Energy bắt đầu vào năm 2018 khi họ giới thiệu Sensformer là máy biến áp kỹ thuật số toàn diện đầu tiên trên thế giới. Kể từ đó, họ đã dần dần mở rộng danh mục kỹ thuật số từ Sensformer để bao gồm Sensgear, thiết bị đóng cắt cách điện bằng khí, bộ ngắt mạch, bộ chống sét lan truyền, bộ ngắt kết nối, máy biến áp dụng cụ và các sản phẩm cuộn dây.
Tất cả các phần tử trạm biến áp này hiện có thể được trang bị kết nối thông qua cổng kết nối Internet vạn vật (IoT) thông minh và mạnh mẽ giúp truyền an toàn thông tin cần thiết đến nền tảng trực quan và lưu trữ dựa trên đám mây.
Trong bối cảnh năng lượng ngày càng phức tạp, nơi một số lượng lớn các tổ máy phát điện nhỏ đang được kết nối với hệ thống truyền tải, việc cung cấp năng lượng tái tạo dễ bay hơi thách thức sự ổn định của lưới điện. Việc chuyển đổi các trạm biến áp thành trung tâm dữ liệu là một bước quan trọng để bảo vệ lưới điện trong tương lai và tăng khả năng cạnh tranh của năng lượng tái tạo.
Trang trại gió IaPet-Dak Doa 1 và IaPet-Dak Doa 2
Các Sensformer cho các trang trại gió IaPet-Đak Đoa 1 và IaPet-Đak Đoa 2 có các tính năng tiên tiến và đi kèm với bộ đôi kỹ thuật số, một bộ sao nhiệt đồng bộ của nội dung vật lý, hoạt động giống như bộ đôi của đơn vị thực và cho phép người vận hành để quản lý quá tải tạm thời mà không ảnh hưởng đến tuổi thọ của máy biến áp. Nó sử dụng thông tin xung quanh và thiết bị làm cơ sở để dự đoán cách đơn vị thực phản ứng với một sự kiện thoáng qua cụ thể.
Siemens Energy đã cung cấp và lắp đặt 3 máy biến áp 500 kV và 2 máy biến áp 220 kV, 3 máy biến áp kỹ thuật số 500 kV và 6 máy biến áp kỹ thuật số liên kết 200 kV với xu hướng tiên tiến cũng như 15 bộ chống sét liên kết được đánh giá ở 500 kV.
Các nâng cấp nâng cao của Sensgear chức năng của bộ ngắt mạch được kết nối nâng cao năng suất bằng cách sử dụng bộ đôi kỹ thuật số và trí tuệ nhân tạo.
Ví dụ, các nhà khai thác có nghĩa vụ đặc biệt quan tâm đến SF6, một loại khí nhà kính có khả năng làm nóng lên toàn cầu cao và được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng điện áp cao. Các chuyến kiểm tra thường xuyên thiết bị, báo cáo về tồn kho và lượng khí thải, những hành vi ngày càng có liên quan đến các hình phạt sẽ được thực hiện liên tục nhằm tăng chi phí vận hành.
Các sản phẩm cảm biến với báo cáo F-gas tích hợp cung cấp phép đo hàng tồn kho từ xa trong mỗi ngăn chứa khí, tính toán phát thải khí SF6 và CO2, thời gian báo cáo và tóm tắt. Dự đoán và xu hướng khí nhanh hơn, chính xác hơn có thể bằng cách áp dụng các mô hình AI để giám sát khí được tối ưu hóa.
Thiết bị chống sét cảm biến cho phép người vận hành kiểm tra trạng thái của thiết bị chống sét lan truyền thông qua các ứng dụng trực tuyến trong thời gian gần như thực tế và do đó tăng hiệu quả và tính bền vững của tài sản và hoạt động của họ.
Kết nối của thiết bị Sensarrester được thực hiện với cổng IoT thông minh và mạnh mẽ truyền một cách an toàn lượng thông tin cần thiết tối thiểu đến nền tảng trực quan và lưu trữ dựa trên đám mây, cung cấp cho người vận hành cái nhìn tổng quan nhanh chóng và toàn diện về tài sản của họ.
Người điều hành hiện trường có thể kiểm tra tình trạng của tài sản trạm biến áp thông qua các ứng dụng trực tuyến trong thời gian thực để tăng hiệu quả và tính sẵn sàng của hoạt động. Ngoài ra, công ty đã cung cấp các thiết bị ngắt kết nối thông thường, máy biến áp dụng cụ và lò phản ứng hạn chế dòng điện.
Việc vận hành và đóng điện trạm biến áp đã hoàn thành vào tháng 10 năm 2021. Trang trại điện gió IaPet-Đak Đoa một và IaPet-Đak Đoa cùng bao gồm 44 tuabine gió, dự kiến sẽ tạo ra tổng năng lượng khoảng 532 GWh hàng năm.
