Trước yêu cầu đó, nhóm các kỹ sư Trung tâm sản xuất thiết bị đo điện tử Điện lực miền Trung (Tổng công ty Điện lực miền Trung) đã bắt tay vào thực hiện công trình “Nghiên cứu, xây dựng hệ thống giám sát, điều khiển điện mặt trời mái nhà (SEMS)”. Đến nay, hệ thống SEMS đã được ứng dụng trên nhiều công trình điện mặt trời mái nhà mang lại hiệu quả cao.

Thạc sĩ Trần Dũng, chủ nhiệm đề tài nghiên cứu, xây dựng hệ thống SEMS cho biết: Với các cơ chế khuyến khích của Chính phủ về phát triển nguồn năng lượng tái tạo điện mặt trời, cộng với điều kiện khí hậu tự nhiên rất thuận lợi, từ năm 2019 cho đến nay khu vực miền Trung và Tây Nguyên đã có rất nhiều các đơn vị tư nhân đầu tư phát triển các nguồn điện mặt trời, đặc biệt là điện mặt trời mái nhà. Đi kèm với sự phát triển bùng nổ của các công trình điện mặt trời mái nhà là các thách thức đặt ra cho các chủ đầu tư cũng như rất nhiều khó khăn mà ngành điện phải đối mặt như: Chưa có hệ thống giám sát, điều khiển điện mặt trời mái nhà; thiếu dữ liệu thời gian thực phục vụ vận hành và dữ liệu phụ tải tự dùng tại chỗ phục vụ công tác dự báo. Quá tải cục bộ lưới điện, điện áp tăng cao, biến động lớn về phương thức vận hành. Công tác điều khiển huy động điện mặt trời mái nhà chưa hiệu quả, phụ thuộc sự hợp tác của khách hàng, chủ đầu tư. Việc huy động công suất hiện đang thực hiện thủ công, các công nhân điện lực phải đi đến từng vị trí để phối hợp khách hàng cắt giảm công suất phát hệ thống điện mặt trời bằng cách ngắt hoạt động các Inverter (thiết bị dùng để chuyển đổi dòng điện 1 chiều thành dòng điện xoay chiều có cùng công suất và tần số với điện lưới để cung cấp cho các tải tiêu thụ) của khách hàng làm gia tăng chi phí vận hành và ảnh hưởng đến hoạt động ổn định của thiết bị. Không có công cụ để theo dõi, giám sát quá trình tuân thủ kế hoạch huy động công suất của khách hàng, dễ gây mất công bằng giữa các chủ đầu tư điện mặt trời mái nhà. Thách thức phải đảm bảo an ninh năng lượng, tránh các cuộc tấn công từ bên ngoài.

Hình ảnh lắp đặt kết nối hệ thống SEMS tại Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng 138. Ảnh: TRẦN DŨNG

Trước những thách thức trên, nhóm các kỹ sư Trung tâm sản xuất thiết bị đo điện tử Điện lực miền Trung đã nghiên cứu xây dựng hệ thống SEMS. Hệ thống là giải pháp tổng thể đầu tiên giám sát tập trung, giúp quản lý dễ dàng về mặt kỹ thuật và vận hành nhiều chủng loại Inverter khác nhau hiện có trên lưới điện. Hệ thống đã hiện thực hóa được việc cho phép cấu hình từ xa các thông số về công suất phát, điện áp, tần số hoạt động của Inverter, bước đầu làm tiền đề phát triển lưới điện thông minh, đặc biệt là lưới điện thông minh dành cho năng lượng tái tạo. Hệ thống SEMS giúp tối ưu hóa việc điều phối lưới tự động theo giờ thay vì tính toán theo ngày một cách thủ công, giúp các công ty điện lực kiểm soát từ xa các công trình điện mặt trời, dễ dàng phân bổ, điều khiển tiết giảm, khôi phục công suất điện mặt trời và tổng hợp báo cáo  theo thời gian từng công trình, khu vực, xuất tuyến.

Theo Thạc sĩ Trần Dũng, hệ thống SEMS cho phép cơ quan quản lý Nhà nước theo dõi, giám sát quá trình tuân thủ của khách hàng, giúp phát hiện và cảnh báo sự đột biến công suất phát của điện mặt trời để tìm ra các công trình chủ đầu tư tự ý bổ sung công suất điện mặt trời mà chưa qua thỏa thuận với Tập đoàn Điện lực Việt Nam. Hệ thống cũng đảm bảo sự ổn định và chất lượng điện năng của lưới điện, giúp phát hiện và cảnh báo sự đột biến sóng hài của các công trình điện mặt trời nằm ngoài dải cho phép theo quy định, gây ảnh hưởng đến lưới điện.

 

Hình ảnh giao diện hệ thống SEMS.

Từ năm 2011, hệ thống SEMS đã được triển khai và áp dụng trên 8 công trình điện mặt trời mái nhà thuộc Tổng công ty Điện lực miền Trung tại Đà Nẵng và Quảng Nam cho thấy hiệu quả cao khi giúp tiết kiệm chi phí nhân lực thực hiện huy động công suất điện mặt trời mái nhà thủ công. Khả năng giám sát, điều khiển từ xa của hệ thống cũng giúp cho chủ đầu tư và ngành điện có thể huy động tối đa sản lượng điện từ các các công trình điện mặt trời mái nhà, tăng hiệu suất lao động, tối ưu chi phí vận hành, đồng thời đảm bảo an ninh lưới điện. Trước hiệu quả mà hệ thống mang lại, đầu năm 2023, Tổng công ty Điện lực miền Trung đã triển khai lắp đặt hệ thống SEMS trên 224 công trình điện mặt trời mái nhà tại các tòa nhà làm việc và trạm biến áp 110kV trực thuộc Tổng công ty.

Đặc biệt, hệ thống SEMS được phát triển bởi chính đội ngũ kỹ sư ngành điện đã đoạt giải nhì Giải thưởng Sáng tạo Khoa học Công nghệ Việt Nam năm 2022. Đây là giải thưởng khoa học và công nghệ uy tín hàng đầu tại Việt Nam được Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam, Bộ Khoa học và Công nghệ, Tổng Liên đoàn Lao động Việt Nam và Trung ương đoàn Trung ương Đoàn TNCS Hồ Chí Minh phối hợp tổ chức thường niên nhằm tôn vinh các nhà khoa học và công nghệ đã có những công trình có giá trị khoa học, kinh tế - xã hội lớn đã và đang được áp dụng có hiệu quả tại Việt  Nam.

Bài và ảnh: LA DUY

*Mời bạn đọc vào chuyên mục Giáo dục Khoa học xem các tin, bài liên quan.