IoT – công cụ hữu hiệu để phát triển lưới điện thông minh

Cải thiện hiệu suất và khả năng vận hành

Hiện nay, công nghệ IoT đang là xu thế phát triển đối với các tập đoàn công nghệ trên thế giới. IoT cơ bản là sự kết nối của các thiết bị với internet, trong đó các thiết bị điện phải “giao tiếp” với nhau và “giao tiếp” với máy tính bảng cũng như với internet để tạo thành một hệ thống thông minh trao đổi dữ liệu, điều khiển lẫn nhau. IoT đang trở thành xu hướng công nghệ ảnh hưởng ngày càng lớn tới đời sống của cả thế giới và có ứng dụng vô cùng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực trong tương lai, trong đó có ngành điện. Sự phát triển của IoT có thể cải thiện đáng kể hiệu suất và khả năng vận hành, triển khai của lưới điện thông minh.

Về cơ bản, lưới điện thông minh là một mạng lưới phát điện, truyền tải, phân phối và tiêu thụ điện nhưng được áp dụng công nghệ thông tin, truyền thông, số hóa dữ liệu, áp dụng các công nghệ hiện đại vào việc điều khiển, kiểm tra, giám sát. Hệ thống cho phép trao đổi thông tin cũng như điện năng hai chiều theo thời gian thực giữa nhà cung cấp và khách hàng sử dụng điện. Nhìn chung lưới điện thông minh là hệ thống cung cấp năng lượng thông qua việc hợp nhất cơ sở hạ tầng điện với cơ sở hạ tầng thông tin liên lạc. Do đó, lượng dữ liệu được thu thập và xử lý thành thông tin phục vụ công tác vận hành, điều khiển hệ thống điện cũng như được lưu trữ cho các mục đích khác nhau theo yêu cầu của các quy định trong quản lý, điều tiết hoạt động điện lực là rất lớn.

Đối với khách hàng sử dụng điện, IoT giúp cho việc truyền thông giữa các thiết bị cảm biến với các công tơ thông minh được liên tục, cho phép tự động điều khiển các thiết bị như điều hoà nhiệt độ, lò sưởi, hệ thống ánh sáng... một cách hiệu quả và tiết kiệm năng lượng. Đối với hệ thống điều khiển trạm biến áp, khả năng kết nối trực tiếp với thiết bị và trao đổi dữ liệu với các hệ thống quản lý cho phép phát hiện, xử lý mọi bất thường của hệ thống, giúp cho các công ty điện lực đạt được mục tiêu giảm tổn thất điện năng, giảm thiếu tối đa sự cố mất điện diện rộng mà không cần có sự can thiệp của con người.

Đặc biệt, lợi ích cốt lõi của IoT trong hệ thống lưới điện thông minh chính là khối lượng dữ liệu thu thập được bao gồm số liệu thời gian thực và số liệu quá khứ. Các dữ liệu này được thu thập từ rất nhiều nguồn khác nhau của hệ thống điện (hệ thống bảo vệ, điều khiển, công tơ thông minh, các bộ I/O, thiết bị đóng cắt...) tại các trạm biến áp, nhà máy, nhà ở của khách hàng và các thông tin liên quan khác như thời tiết... Các số liệu này sẽ được phân tích, xử lý và sử dụng cho công tác dự báo nhu cầu phụ tải điện từ dài hạn cho đến trung hạn nhằm phục vụ công tác lập kế hoạch cung cấp điện; hạn chế việc tiết giảm điện do thiếu nguồn thông qua cơ chế dịch chuyển phụ tải đỉnh trong giờ cao điểm hoặc trường hợp khẩn cấp. Ngoài ra, IoT có thể thông báo kịp thời cho người sử dụng điện tại hộ gia đình, nhà máy sản xuất và các công ty điện lực về chất lượng điện, thiết bị, tình trạng cũng như vị trí hư hỏng, tình hình tiêu thụ điện năng.

Đông Nam Á – thị trường tăng trưởng mạnh

Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế, nhu cầu điện từ năm 2017 đến 2040 ở châu Á có thể tăng 60%. Theo ước tính của tập đoàn chuyên về hàng điện tiêu dùng và khí gas Northeast, các quốc gia trong khu vực có thể đầu tư tới 13,6 tỉ Đô la trong công nghệ lưới điện thông minh từ năm 2014 đến năm 2024 để đáp ứng nhu cầu tăng. Trong đó, Đông Nam Á là thị trường nhanh nhất trên thế giới chạm tới viễn cảnh công nghệ lưới điện thông minh.

Một trong những ví dụ nổi bật nhất trong khu vực là Singapore. Hồi cuối tháng 10 năm 2017, Envision – công ty hàng đầu thế giới về nền tảng công nghệ IoT trong lĩnh vực năng lượng tái tạo công bố kế hoạch thiết lập một trung tâm số toàn cầu (Global Digital Hub) mới tại đảo quốc sư tử.

Trung tâm sẽ phát huy tối ưu EnOS – nền tảng năng lượng IoT của Envision để tăng tốc các đổi mới sáng tạo về năng lượng tái tạo và công nghệ IoT. EnOS có thể nâng cấp và mở nối kết các silo dữ liệu và các hệ thống cho phép triển khai internet vạn vật đối với năng lượng. EnOS hiện nay là nền tảng năng lượng IoT lớn nhất thế giới, có thể quản lý hơn 100GW các cơ sở năng lượng toàn cầu. Nó chuyên trách đa lĩnh vực kinh doanh bao gồm các hệ thống điện gió, điện mặt trời, các nhà máy nhiệt điện, các mạng lưới nạp nhiên liệu cho xe điện, bộ trữ điện, lưới thông minh, toà nhà thông minh, căn hộ thông minh, đô thị thông minh và trạm điện thông minh. Envision đang kiến tạo một hệ sinh thái năng lượng thông minh toàn cầu chạy trên nền tảng EnOS, thông qua cộng tác với các xí nghiệp dẫn đầu thế giới và đầu tư chiến lược vào các công ty.

Chgn Kai Fong, Giám đốc điều hành vụ Phát triển kinh tế Singapore cho biết: “Quyết định thành lập Global Digital Hub của Envision ở Singapore sẽ hỗ trợ tầm nhìn của Singapore để trở thành trung tâm năng lượng sạch dẫn đầu châu Á. Đầu tư sẽ tạo ra nhiều cơ hội hơn cho các doanh nghiệp ở Singapore, trong đó có cả các startup công nghệ năng lượng cùng với Envision làm chủ việc số hoá và phát triển các giải pháp đổi mới sáng tạo liên quan đến năng lượng tái tạo và các đô thị thông minh”.

Để đáp ứng nhu cầu phát triển lưới điện thông minh, tại Việt Nam, IoT cũng đang được ứng dụng trong nhiều sản phẩm công nghệ cao. Một ví dụ cụ thể là Trung tâm sản xuất thiết bị đo điện tử Điện lực miền Trung (CPCEMEC) cho ra đời 19 loại công tơ điện tử cơ bản đáp ứng đầy đủ yêu cầu về đo đếm điện năng từ trực tiếp đến gián tiếp, đo đếm theo 2 chiều giao và nhận, phục vụ tốt nhu cầu mua bán điện khi ứng dụng năng lượng tái tạo trong lưới điện thông minh; thiết bị cảnh báo sự cố lưới điện từ xa của đường dây trung thế Remote Alarm; các hệ thống phần mềm giám sát như: Hệ thống quản lý dữ liệu đo đếm MDMS, Hệ thống thu thập dữ liệu công tơ hoàn toàn tự động RF SPIDER, Hệ thống giám sát năng lượng mặt trời lắp mái...

Hiện nay, CPCEMEC tiếp tục nghiên cứu và thử nghiệm nhiều giao thức IoT khác nhau, các thiết bị tự động hóa và điều khiển từ xa, góp phần trong việc phát triển mạng lưới điện thông minh ở Việt Nam.

Ông Bryan Spear, Giám đốc điều hành của hãng sản xuất lưới điện thông minh Trilliant khu vực châu Á Thái Bình Dương khẳng định: "Các quốc gia đang đi theo hướng ứng dụng thành phố thông minh và công nghệ IoT để hiện đại hóa lưới điện, thử nghiệm công nghệ lưới điện thông minh, dần dần chuyển sang sử dụng năng lượng sạch. Đó chắc chắn là một cơ hội vàng giúp Đông Nam Á tăng trưởng nhanh chóng và xác định các nguồn thu nhập tiềm năng mới trong vòng 15 đến 20 năm tới".