Bài viết trình bày các khái niệm lưới điện thông minh tiêu biểu được tổng hợp và giới thiệu. Đồng thời, các vấn đề chính trong phát triển lưới điện thông minh tại Việt Nam được nêu ra và các giải pháp cũng được đề xuất nhằm thúc đẩy quá trình chuyển dịch sang lưới điện thông minh tại Việt Nam.
SCIENCE - TECHNOLOGY P-ISSN 1859-3585 E-ISSN 2615-9619 PHÁT TRIỂN LƯỚI ĐIỆN THÔNG MINH TẠI VIỆT NAM: VẤN ĐỀ VÀ GIẢI PHÁP SMART GRID DEVELOPMENT IN VIETNAM: ISSUES AND SOLUTIONS Nguyễn Trường Giang TĨM TẮT Lưới điện thơng minh xu tất yếu hệ thống điện đại tương lai Việt Nam toàn giới Hiện nay, có nhiều khái niệm lưới điện thơng minh khác Trong báo này, khái niệm lưới điện thông minh tiêu biểu tổng hợp giới thiệu Đồng thời, vấn đề phát triển lưới điện thông minh Việt Nam nêu giải pháp đề xuất nhằm thúc đẩy q trình chuyển dịch sang lưới điện thơng minh Việt Nam Từ khóa: Lưới điện thơng minh; SGAM; Năng lượng tái tạo; AMI; ICT ABSTRACT Smart Grid is future indispendable modern power system in Vietnam and over the world At the present, there are numerous definitions of Smart Grid In this paper, typical definions of Smart Grid are summarized Moreover, major and strategic issues are recognized The solutions to cope these issues are proposed to foster transition process to Smart Grid in Vietnam Keywords: Smart Grid; Smart Grid Architecture Model (SGAM); Renewable Energy; Advanced Metering Infrastructure (AMI); Information-Communication Technology (ICT) Khoa Kỹ thuật điện, Trường Đại học Điện lực * Email: giangnt@epu.edu.vn Ngày nhận bài: 20/11/2019 Ngày nhận sửa sau phản biện: 05/02/2020 Ngày chấp nhận đăng: 20/02/2020 CHỮ VIẾT TẮT LĐTM Lưới điện thông minh ICT Information - Communication Technologies DER Distributed Energy Resources NLTT Năng lượng tái tạo AMI Advanced Metering Infrastructure HTĐ Hệ thống điện IED Intelligent Electronic Devices EARPA European Automotive Research Partners Association IET Institution of Engineering and Technology OFGEM Office of Gas and Electricity Markets SGIP Smart Grid InterOperability Panel SAIFI System Average Interruption Frequency Index SAIDI System Average Interruption Duration Index Website: https://tapchikhcn.haui.edu.vn GIỚI THIỆU Cùng với phát triển kinh tế khoa học công nghệ, gia tăng ngày lớn nhu cầu lượng, cạn kiệt nguồn lượng hoá thạch đặc biệt nhận thức lớn vấn đề môi trường, biến đổi khí hậu, an ninh thơng tin lượng tạo thách thức làm bộc lộ hạn chế cố hữu lưới điện hành Để giải hiệu vấn đề đó, khái niệm LĐTM (Smart Grid) lưới điện đại tương lai giới thiệu nhiều quốc gia, tổ chức cá nhân khác [1-10] Trong báo này, khái niệm tiêu biểu LĐTM tổng hợp giới thiệu Đồng thời, vấn đề chủ yếu mang tính chiến lược phát triển LĐTM Việt Nam nêu Từ đó, giải pháp đề xuất nhằm thúc đẩy trình dịch chuyển sang LĐTM Việt Nam Bài báo tổ chức thành phần chính: Giới thiệu chung; Các khái niệm tiêu biểu LĐTM; Vấn đề giải pháp phát triển LĐTM Việt Nam Kết luận CÁC KHÁI NIỆM TIÊU BIỂU VỀ LĐTM Quan điểm hay khái niệm LĐTM phân theo đối tượng: Quốc gia; Tổ chức Hiệp hội nghề nghiệp; Hãng sản xuất; Cá nhân (hay Nhà nghiên cứu) Dưới đây, tác giả tổng hợp khái niệm LĐTM tiêu biểu theo nhóm đối tượng 2.1 Quan điểm quốc gia a) Hoa Kỳ DOE/NIST [1-7] định nghĩa Smart Grid (LĐTM) hệ thống phân phối điện (từ nơi sản xuất tới nơi tiêu thụ) tích hợp cơng nghệ truyền thơng - thông tin nhằm nâng cao hiệu vận hành, chất lượng dịch vụ khách hàng lợi ích mơi trường Hay khái niệm mang tính khái quát để thể tầm nhìn LĐTM nêu [2, 3]: LĐTM lưới điện phát triển khai thác kết hợp công nghệ, thiết bị, điều khiển nhằm đáp ứng nhu cầu điện kỷ nguyên XXI LĐTM có khả tự khôi phục, cho phép tham gia chủ động khách hàng, hoạt động có tính đàn hồi công thảm hoạ thiên nhiên, thích ứng với các tuỳ chọn nguồn tích trữ, cho phép giới thiệu sản phẩm, dịch vụ thị trường mới, tối ưu hoá khai thác tài sản vận hành hiệu quả, cung cấp điện chất lượng cho kinh tế số Vol 56 - No (Feb 2020) ● Journal of SCIENCE & TECHNOLOGY 19 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ b) Đức Quan điểm LĐTM Đức thể khái niệm LĐTM VDE (Verband der Elektrotechnik, Elektronik Und Informationstechnik) [8]: Thuật ngữ “Smart Grid” (Hệ thống cung cấp lượng thông minh) bao gồm i) mạng hệ thống điều khiển tổ máy phát điện thông minh, hệ thống tích trữ lượng, phụ tải; ii) thiết bị vận hành mạng mạng điện (truyền tải phân phối) nhờ công nghệ truyền thông - thông tin ICT (Information - Communication Technologies) Mục tiêu nhằm đảm bảo cung cấp điện bền vững thân thiện môi trường cách vận hành hệ thống an toàn, tin cậy, minh bạch, hiệu kinh tế VDE cho LĐTM không đơn “(kết nối) mạng thông minh” mà hệ thống cung cấp điện thơng minh tồn diện Nó bao gồm vận hành lưới điện công nghệ dựa ICT phục vụ tự động hoá lưới điện kết hợp phát điện tập trung với phát điện phân tán hệ thống tích trữ lượng mà tiệm cận khách hàng (hộ tiêu thụ) nhằm kết nối mạng điều khiển tốt toàn hệ thống c) EU Quan điểm LĐTM nước EU thể qua khái niệm LĐTM EARPA giới thiệu [7, 9]: LĐTM lưới điện tích hợp hành động thơng minh tất thành phần kết nối vào lưới (bao gồm nhà máy điện, khách hàng sử dụng điện đơn vị làm hai vai trò này) nhằm cung cấp điện hiệu (nâng cao tính kinh tế, bền vững đảm bảo) 2.2 Quan điểm tổ chức, hiệp hội nghề nghiệp a) Uỷ ban Kỹ thuật điện quốc tế IEC IEC đưa định nghĩa LĐTM sau: LĐTM khai thác công nghệ truyền thơng - thơng tin điều khiển, tính tốn rời rạc, cảm biến, cấu chấp hành nhằm: i) Tích hợp hành vi đối tượng khai thác lưới (sở hữu khách hàng); ii) cung cấp điện hiệu (tin cậy, kinh tế bền vững) b) Viện kỹ sư Điện - Điện tử IEEE IEEE đưa khái niệm LĐTM [7]: LĐTM hệ thống điện hệ mà có đặc trưng việc tăng cường khai thác công nghệ truyền thông - thông tin ICT sản xuất, phân phối, tiêu thụ điện c) Viện kỹ thuật công nghệ IET Viện kỹ thuật công nghệ IET [7]: LĐTM kết hợp hiệu hành động bên liên kết với LĐTM (đơn vị phát điện, hộ tiêu thụ đối tượng vừa phát vừa tiêu thụ) nhằm đảm bảo hệ thống điện kinh tế, bền vững với tổn thất thấp, chất lượng tính an ninh cao cung cấp an toàn Quan điểm LTĐM IET tương đồng với Cơ quan Quản lý Thị trường Điện Khí đốt (Vương quốc Anh) OFGEM 2.3 Quan điểm hãng sản xuất a) ABB Quan điểm LĐTM ABB [7]: LĐTM hệ thống điện tiên tiến: quản lý nhu cầu điện cách bền vững, tin cậy P-ISSN 1859-3585 E-ISSN 2615-9619 kinh tế dựa hạ tầng đại theo hướng hỗ trợ tích hợp/kết hợp thành phần liên quan Về bản, danh mục tiêu chí LĐTM ABB tương đồng với quan điểm DOE/NIST nhiên, ABB trọng vào đặc trưng phổ qt thay chức cụ thể Theo đó, LĐTM có đặc trưng: - Tính thích ứng: phụ thuộc vào nhân viên vận hành/đơn vị điều độ, phản ứng nhanh chế độ biến đổi; - Tính dự báo: theo nghĩa khai thác liệu vận hành thực bảo dưỡng thiết bị, xác định cố cắt điện tiềm trước diễn ra; - Tính tích hợp: theo nghĩa truyền tin chức điều khiển thời gian thực; - Tính tương tác: khách hàng thị trường; - Tính tối ưu hố: tối đa hố độ tin cậy, tính sẵn sàng, hiệu quả/hiệu suất tính kinh tế; - Tính an ninh: An ninh công gián đoạn ngẫu nhiên/tự nhiên b) SIEMENS Quan điểm hãng SIEMENS (Đức) LĐTM sau [7]: LĐTM ví tranh lớn phân phối lượng (điện) hiệu hơn, tiêu thụ thơng minh (có thơng tin) giảm tác động môi trường Siemens cho rằng: LĐTM không đơn thiết bị đo thông minh c) ALSTOM Theo Alstom [10], LĐTM tích hợp hiệu nguồn lượng tái tạo nguồn truyền thống để cung cấp điện xanh (thân thiện với môi trường) tin cậy cho hộ tiêu thụ 2.4 Quan điểm nhà nghiên cứu M N Sadiku nhóm nghiên cứu đưa quan điểm LĐTM sau [11]: định nghĩa LĐTM việc kết hợp công nghệ, phần cứng, phần mềm, thực tiễn nhằm tạo hạ thầng phân phối (hay lưới) trở lên tin cậy hơn, thích ứng tốt hơn, an ninh hơn, phù hợp hơn, khả đàn hồi/khôi phục tốt sau hữu ích khách hàng/hộ tiêu thụ PHÁT TRIỂN LĐTM TẠI VIỆT NAM: VẤN ĐỀ VÀ GIẢI PHÁP 3.1 Thế giới a) Hoa Kỳ Sự cố điện diện rộng ngày 14/08/2003 Lưới điện bắc Mỹ [12, 13] làm bộc lộ vấn đề nội Hệ thống điện Hoa Kỳ nói chung Hệ thống điện Bắc Mỹ nói riêng Đó cân đối cung - cầu, phụ thuộc vào nguồn tập trung; sức ép cạnh tranh từ thị trường điện; vấn đề thách thức mang tính chất nội phương diện kỹ thuật…; đặc biệt thách thức an ninh lượng tích hợp nguồn lượng tái tạo nguồn phân tán, vấn đề môi trường… buộc nước Mỹ ngành điện phải tìm giải pháp cho vấn đề Đó động lực tảng để khái niệm Smart Grid hay LĐTM đưa định hướng cho mơ hình lưới điện đại tương lai nước Mỹ 20 Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ● Tập 56 - Số (02/2020) Website: https://tapchikhcn.haui.edu.vn SCIENCE - TECHNOLOGY P-ISSN 1859-3585 E-ISSN 2615-9619 Mỹ đề lĩnh vực ưu tiên phát triển LĐTM: i) Phản ứng nhu cầu hiệu lượng (phía khách hàng); ii) Nhận thức tình diện rộng; iii) Nguồn phân tán DER; iv) Tích trữ lượng; v) Giao thông vận tải điện; vi) Truyền tin mạng; vii) Hạ tầng đo lường tân tiến AMI; viii) Quản lý lưới phân phối; ix) An ninh mạng Bảng Chi phí lợi ích dự kiến LĐTM Tổng 20 năm Đầu tư ròng (cần) Lợi nhuận ròng Tỷ suất lợi nhuận Tỷ USD 338 – 476 1,294 – 2,028 2,8 – 6,0 Theo báo cáo EPRI năm 2011 [6, 20] ước tính chi phí đầu tư 20 năm để đạt LĐTM đầy đủ (chức năng) lên tới 500 tỷ USD EPRI ước tính chi phí lợi ích LĐTM đầy đủ chức Mỹ (bảng 1) cho thấy lợi ích vượt xa chi phí với tỷ số 2,8 - 6,0 lần (báo cáo lấy tiêu đề ước tính sơ (preliminary) chưa có báo cáo chi tiết tính 08/2014 Bảng Các hoạt động để tạo dựng LĐTM Mỹ 2013 Thời gian Hoạt động 12/2007 Ban hành Đạo luật EISA 06/2008 Dự thảo NIST Smart Grid Coordination Plan Xây dựng Website 08/2008 Thành lập Smart Grid Stakeholder Domain Expert Working Groups 11/2008 Tổ chức Grid-Interop Smart Grid InterOperability 04/2009 Công bố Three-Phase Plan for InterOperability Standards 05/2009 Tổ chức Smar Grid InterOperability Interim Roadmap Public Workshop 09/2009 Công bố thảo Framework and Roadmap for InterOperability Standards, Released 1.0 để nhận phản biện công chúng 11/2009 Thành lập SGIP 01/2010 Nghiên cứu đề xuất Smart Grid Advisor Committee Ban hành Framework and Roadmap for InterOperability Standards, Released 1.0 02/2010 Công bố thảo Smart Grid Cyber Security Strategy mở rộng để thu thập ý kiến cơng chúng 09/2010 Hồn thành tài liệu hướng dẫn Smart Grid Cyber Security Guidelines 01/2011 Công bố InterOperability Process Reference Manual để làm Framework for Testing and Certification 02/2011 Thông qua Data-Exchange Standards for Electricity Usage 03/2011 Tổ chức hội thảo công chúng 07/2011 Đưa thực thể/hạng mục đầu vào Catalog of Standards SGIP 01/2012 Khởi tạo Green Button Initiative 02/2012 Ban hành Framework and Roadmap for InterOperability Standards, Released 2.0 07/2012 Ban hành Test Framework for Upgrading Smart Electrical Meters 12/2012 Ký biên ghi nhớ chuyển dịch SGIP thành tổ chức lãnh đạo ngành công nghiệp (điện) 04/2013 Công bố R&D Assessment for Smart Grid 05/2013 Thêm 15 Tập đoàn điện lớn tham gia vào Green Button Initiative: đạt quy mô 30 triệu hộ tiêu thụ 06/2013 Đề vấn đề SG có cải tiến việc truy cập khách hàng tới liệu sử dụng lượng Website: https://tapchikhcn.haui.edu.vn Để thực hoá việc xây dựng phát triển tảng hạ tầng kỹ thuật khung pháp lý để chuyển đổi khoa học hiệu từ hệ thống điện hành sang LĐTM, ngành điện nước Mỹ triển khai chuỗi hoạt động từ định hình chiến lược đến bước cụ thể, chi tiết khoa học để thực hoá việc xây dựng tảng vững cho việc chuyển dịch thành công hiệu sang LĐTM [1, 46, 14, 15] Dưới đây, tác giả xin tóm lược số hoạt động tảng cho việc thực hoá LĐTM Mỹ: - Định hướng quy mô quốc gia: Các đạo luật EISA (2007) ARRA (2009) xây dựng thông qua [4-6, 14, 15] EISA [14] hướng tới mục tiêu: i) tăng độc lập an ninh lượng; ii) tăng sản xuất từ nhiên liệu tái tạo (trong chủ yếu tích hợp NLTT(Năng lượng tái tạo)); iii) nâng cao hiệu (sử dụng lượng) sản phẩm, nhà phương tiện giao thông; iv) thúc đẩy nghiên cứu triển khai giải pháp tích trữ lượng giải pháp xanh (thu gom khí nhà kính); v) bảo vệ khách hàng; vi) nâng cao hiệu hoạt động (quản lý điều hành) lượng Chính quyền liên bang; vii) nâng cao an ninh lượng quốc gia, phát triển sản xuất nhiên liệu (NLTT) thúc đẩy lĩnh vực nhiên liệu phương tiện giao thông (giao thông điện) Ở ARRA [15], nội dung quan trọng việc thơng qua chủ trương thu xếp tài để thúc đẩy xây dựng tảng cho việc chuyển dịch sang LĐTM; - Giao nhiệm vụ thành lập quan chuyên trách để xúc tiến, phát triển, giám sát quản lý trình chuyển dịch sang LĐTM giao vai trò điều phối cho NIST (có phối hợp với DOE), thành lập SGIP (Ban chuyên trách Tính tương tác LĐTM)… - Dưới điều phối NIST, nhiều chương trình, hoạt động tổ chức xúc tiến triển khai Một kết bật đạt định hình chiến lược, xây dựng mơ hình kiến trúc cho LĐTM; nâng cao nhận thức cộng đồng bên liên quan LĐTM lợi ích mang lại LĐTM Bảng thể hoạt động nhằm tạo dựng LĐTM tính đến 2013 [4-6] Hiện nay, nước Mỹ thúc đẩy nhiều hoạt động có tính tổ chức khác để thực hố lộ trình hồn tất xây dựng tảng LĐTM Mỹ vào 2030 b) EU Sau loại kiện trị, xã hội, đặc biệt loạt cố điện diện rộng châu Âu nước khác giới [12, 13], EU đặt vấn đề tìm giải pháp để giải hiệu vấn đề liên quan đến An ninh lượng mà bộc lộ rõ sau xảy kiện Và Mỹ, EU đề khái niệm LĐTM coi giải pháp toàn diện, hiệu bền vững để khắc phục tồn hệ thống điện hành Cũng Mỹ, EU xây dựng lộ trình tái cấu trúc đại hố hệ thống điện nhằm chuyển dịch sang LĐTM Đã có nhiều hoạt động tổ chức triển khai nhằm thực hố q trình Tuy nhiên, kết bật quan trọng đề mơ hình kiến trúc SGAM LĐTM Mơ hình kiến trúc SGAM Vol 56 - No (Feb 2020) ● Journal of SCIENCE & TECHNOLOGY 21 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ P-ISSN 1859-3585 E-ISSN 2615-9619 tương đồng với mơ hình kiến trúc LĐTM Mỹ xây dựng Hình tương ứng mơ hình 2D 3D SGAM [21] Hình Mơ hình 2D SGAM Mơ hình 2D có hai cạnh: i) cạnh biểu thị Lĩnh vực (Domain) chuối biến đổi lượng ((Bulk) Generation, Transmission, Distribution, DER) Customer Promises; ii) cạnh biểu thị phân cấp quản lý hệ thống điện theo Phân vùng (Zone): Process, Field, Station, Operation, Enterprise, Market Bảng mô tả vắn tắt Lĩnh vực Phân vùng Bảng Các Lĩnh vực SGAM Domain (Bulk) Generation Transmission Distribution DER Customer Premises Hình Mơ hình 3D SGAM Tính tương tác (InterOperability) yêu cầu đặc biệt quan trọng hệ thống thành phần tương tác LĐTM Mơ hình 3D SGAM thể tầng/lớp Tính tương tác: Component, Communication, Information, Function Bussiness Bảng mô tả cách vắn tắt tầng tính tương tác Bảng Các lớp tương tác SGAM Layer Component Mô tả Biểu thị phát điện tập trung (lớn); Thường kết nối với Lưới truyền tải Biểu thị Hạ tầng Tổ chức truyền tải điện Biểu thị Hạ tầng Tổ chức phân phối điện tới Khách hàng Biểu thị Nguồn phân tán (thường 3kW - 10MW) đấu nối trực tiếp vào lưới điện quốc gia; Các DER DSO điều khiển trực tiếp Vừa Khách hàng, vừa Nhà sản xuất (nhỏ); Tài sản gồm sở công nghiệp, thương mại, nhà Communication Information Function Bussiness Bảng Phân cấp quản lý hệ thống điện SGAM Zone Process Mơ tả Bao gồm q trình biến đổi vật lý, hố học, khơng gian lượng (điện, mặt trời, nhiệt, nước, gió…) thiết bị vật lý tham gia trực tiếp (máy phát điện, máy biến áp, đường dây…) Field Bao gồm thiết bị giám sát, điều khiển, bảo vệ trình xử lý hệ thống điện Ví dụ: rơle bảo vệ, điều khiển ngăn lộ, IED dùng để thu thập khai thác liệu trình xử lý HTĐ Station Biểu thị cấp độ tổng hợp khu vực cho mức trường (Field), ví dụ: tập trung liệu, tổng hợp chức năng, tự động hoá trạm điện, hệ thống SCADA cục bộ/địa phương, giám sát nhà máy… Operation Vận hành điều khiển HTĐ lĩnh vực tương ứng, ví dụ: DMS, EMS, Hệ thống quản lý vi lưới microgrid, Hệ thống quản lý nhà máy điện ảo (tổng hợp vài DER), Hệ thống quản lý tích điện cho xe điện Enterprise Bao gồm dây chuyền, dịch vụ, hạ tầng thương mại tổ chức doanh nghiệp (các điện lực, đơn vị dịch vụ, đơn vị giao dịch/môi giới lượng,…) Ví dụ: quản lý tài sản, logistics, quản trị nhân lực, đào tạo nhân viên, quản lý khách hàng,… Market Phản ánh hoạt động thị trường theo chuỗi biến đổi lượng Ví dụ: giao dịch lượng, thị trường bán buôn, thị trường bán lẻ… Mô tả Bao gồm thành phần vật lý tài sản, thiết bị thiết bị lưới điện tác nhân quan vận hành (operators) tổng hợp (aggregators) (phân bổ chức trao đổi với đối tượng thông tin cụ thể giao thức truyền thông) Bao gồm giao thức chế trao đổi đối tượng quy định lớp Information Biểu thị cho thông tin trao đổi chức thực thi hệ thống cụ thể Mô tả chức logic dịch vụ quan hệ từ triển vọng kỹ thuật tới thực hoá phương diện kinh doanh tương ứng Bao gồm phương diện kinh doanh cụ thể trao đổi thông tin SG trình, quy trình kinh doanh, thực thể tổ chức, điều kiện điều hành 3.2 Việt Nam Cũng quốc gia khác giới, Việt Nam gặp vấn đề tương tự phương diện khai thác vận hành hiệu hệ thống điện; vấn đề An ninh lượng quốc gia Chính phủ Việt Nam ngành điện nhận thức vấn đề Việt Nam xác định cần phải tái cấu trúc lại ngành điện nói chung, xây dựng phát triển lưới điện an toàn hơn, tin cậy hơn, đảm bảo cho nhu cầu phát triển bền vững Theo đó, Việt Nam đề xây dựng phát triển LĐTM giải pháp hiệu đối cho vấn đề tồn ngành điện Việt Nam, An ninh Năng lượng quốc gia Dưới đây, số kết mà Việt Nam đạt nhằm thực hố q trình tái cấu trúc ngành điện hướng tới mục tiêu chuyển dịch sang LĐTM: - Tầm nhìn quy mơ quốc gia: Xây dựng chiến lược phát triển LĐTM thể [18, 19] Theo đó, LĐTM Việt Nam phát triển qua giai đoạn: Giai đoạn (2012-2016), Giai đoạn (2017-2022) Giai đoạn (sau 2022) Mục tiêu Giai đoạn i) Nâng cao hiệu 22 Tạp chí KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ ● Tập 56 - Số (02/2020) Website: https://tapchikhcn.haui.edu.vn SCIENCE - TECHNOLOGY P-ISSN 1859-3585 E-ISSN 2615-9619 vận hành hệ thống điện; ii) Xây dựng hệ thống văn quy phạm pháp luật; iii) Xây dựng quy định kỹ thuật; iv) Xây dựng triển khai chương trình thí điểm; v) Tuyên truyền, nâng cao nhận thức cộng đồng Ngoài mục tiêu tiếp tục nâng cao hiệu vận hành hệ thống điện, xây dựng văn bản, quy phạm pháp luật, tuyên truyền, nâng cao nhận thức cộng đồng Giai đoạn tiến hành triển khai ứng dụng LĐTM như: phổ biến triển khai mở rộng AMI; tích hợp nguồn phân tán, NLTT; triển khai thí điểm nhà thơng minh Smart Home, thành phố thông minh Smart City Và Giai đoạn 3, tiếp tục tiến hành xây dựng hạ tầng công nghệ thông tin - viễn thông cho lưới phân phối; triển khai mở rộng ứng dụng LĐTM ứng dụng cho phép cân cung - cầu điện cấp độ người sử dụng; xây dựng văn quy phạm pháp luật cho phép triển khai ứng dụng LĐTM sở hạ tầng cơng nghệ thơng tin có - Hiện trạng kết triển khai thực hoá trình chuyển dịch sang LĐTM Việt Nam: bên cạnh kết tích cực nhìn chung hoạt động Việt Nam nhiều tồn hạn chế Cụ thể mục tiêu Đề án năm 2013, phải hồn chỉnh trang bị khai thác Hệ thống SCADA hệ thống đo đếm từ xa cho toàn Nhà máy điện lớn (Nhà máy có tổng cơng suất đặt 30MW) Trạm biến áp từ 110kV trở lên Tuy nhiên, sau năm sau có Đề án, mục tiêu khơng đạt Điều đó, cho thấy tính hiệu việc thực trình tái cấu ngành điện, đại hố hệ thống điện để chuyển dịch sang LĐTM Việt Nam chưa cao 3.3 Giải pháp phát triển LĐTM Việt Nam Nhận định LĐTM giải pháp toàn diện cho vấn đề nâng cao hiệu ngành Điện tảng, động lực phát triển kinh tế kỷ ngun số kỷ XXI (nó khơng mang lại lợi ích tài mà lợi ích kinh tế - xã hội mang tính bền vững), quốc gia giới xây dựng chiến lược đâu tư mạnh mẽ để đẩy mạnh q trình tái cấu đại hố ngành điện, hệ thống điện để chuyển dịch sang LĐTM Một báo cáo năm 2013 từ Cơ quan Năng lượng Quốc tế IEA cho thấy đầu tư toàn cầu 2012 (tính cho đầu tư cơng tư) vào cơng nghệ ứng dụng SG đạt gần 14 tỷ USD, tăng gấp lần so với 2008; tăng lên 25 tỷ USD vào 2018 Trên giới, cỡ vài ngàn tỷ USD đầu tư vài thập kỷ tới để xây dựng thành phần sau lưới điện "thông minh" [6] i) Định hướng tầm nhìn chiến lược: Việt Nam xác định LĐTM mơ hình lưới điện đại tương lai thể [18, 19] với mục tiêu chính: Xây dựng khung pháp lý: rà soát, sửa đổi, bổ sung, xây dựng khung pháp lý cho việc xây dựng, phát triển vận hành hiệu LĐTM; Xây dựng hạ tầng công nghệ truyền thông - thông tin nhằm đẩy mạnh tự động hoá, nâng cao hiệu vận hành quản lý HTĐ, tạo hạ tầng cốt lõi cho LĐTM; Nâng cao độ tin cậy HTĐ: Chỉ số tần suất điện trung bình hệ thống SAIFI (System Average Interruption Website: https://tapchikhcn.haui.edu.vn Frequency Index) giảm 10%; số thời gian điện trung bình hệ thống SAIDI (System Average Interruption Duration Index) giảm 20% sau giai đoạn năm ii) Thành lập xây dựng Đơn vị, quan đóng vai trò dẫn dắt, điều phối thúc đẩy trình tái cấu ngành điện đại hố hệ thống điện, chuyển dịch sang LĐTM: Bộ Công Thương Chính phủ uỷ nhiệm thành lập Ban đạo phát triển LĐTM Việt Nam; đó, Cục Điều tiết Điện lực Cơ quan thường trực [18, 19] iii) Tồn tại: Mặc dù có định hướng tầm nhìn chiến lược quốc gia, có Đơn vị, quan đóng vai trò dẫn dắt trực tiếp (Ban đạo phát triển LĐTM Việt Nam) bên cạnh nhiều hoạt động mang lại kết khả quan tồn nhiều thách thức, hạn chế việc thực hoàn tất mục tiêu thể Đề án phát triển LĐTM Việt Nam [18] Để xúc tiến nâng cao hiệu việc tái cấu ngành điện, đại hoá hệ thống điện, chuyển dịch sang LĐTM Việt Nam, tác giả đề xuất số nhóm giải pháp sau: - Việc nhiều mục tiêu Đề án không đạt Việt Nam thiếu thiết kế chương trình hành động chi tiết khoa học; đó, ngun nhân thiếu đánh giá toàn diện trạng cấu tổ chức, hạ tầng kỹ thuật ngành Điện hệ thống điện Việt Nam Có thể lấy vài ví dụ làm minh chứng cho vấn đề này: i) Trên phương diện quy hoạch, cấu tổ chức hoạt động, ngành điện Việt Nam giai đoạn tái cấu tổ chức lại nhằm nâng cao hiệu quản lý hoạt động; đó, lấy việc xây dựng phát triển Thị trương điện làm giải pháp cốt lõi; nhiên, việc định hình phát triển thị trường điện Việt Nam nhiều hạn chế mà có thiếu tính khoa học qn quy hoạch tổng thể, nhận diện thành tố cấu thành thúc đẩy phát triển thị trường điện; ii) Mơ hình tổ chức phát triển ngành Điện chưa có tính qn dẫn đến việc xây dựng chiến lược sách, chế, mơ hình nguồn lực khác để phát triển ngành Điện chưa đạt hiệu cao Do đó, cần thực khảo sát, nghiên cứu, đánh giá toàn diện từ trạng chiến lược Trên sở đó, đề giải pháp phù hợp trọng yếu tố mang tính chi phối tài chính, hạ tầng kỹ thuật cơng nghệ, hệ thống sách khung pháp lý… - Nhóm giải pháp trước mắt: + Xây dựng công cụ tảng để đẩy mạnh tương tác với bên liên quan công chúng nhằm tuyên truyền, nâng cao nhận thức LĐTM thu thập ý kiến phản hồi để bổ sung, điều chỉnh kịp thời cần (xây dựng Website LĐTM Việt Nam); + Nhận diện bên liên quan LĐTM (Chính phủ, Hiệp hội nghề, Doanh nghiệp…) vai trò phát triển LĐTM Việt Nam Từ đó, bổ sung đại diện vào cấu Ban đạo phát triển LĐTM Việt Nam Có thể thấy thành phần Ban đạo phát triển LĐTM Việt Nam có thành phần thuộc Cơ quan thuộc phủ, chưa có thành phần khác cần có hình thành LĐTM, Vol 56 - No (Feb 2020) ● Journal of SCIENCE & TECHNOLOGY 23 KHOA HỌC CƠNG NGHỆ việc cần có thành phần liên quan Ban đạo phát triển LĐTM giúp cho việc xây dựng phát triển LĐTM cân đối phù hợp Ngoài ra, cần thiết phải xây dựng Đơn vị, quan chuyên trách để thúc đẩy chương trình, hoạt động cho việc xây dựng chuyển dịch sang LĐTM hiệu Việt Nam; + Nghiên cứu, đánh giá toàn diện lại trạng ngành điện hệ thống điện Việt Nam (kết hợp đánh giá ngoài) để làm sở điều chỉnh phát triển giải pháp hiệu cho Việt Nam; + Ưu tiên xây dựng chế sách phương diện tài cho phát triển LĐTM Việt Nam: nguồn ngân sách Chính phủ, tài huy động từ bên liên quan khác Đây xem nguồn lực quan trọng để thúc đẩy hiệu việc phát triển LĐTM Việt Nam; + Xác định kiến trúc LĐTM cho Việt Nam đẩy mạnh phát triển giải pháp để xây dựng tảng hạ tầng kỹ thuật cho việc chuyển dịch sang LĐTM Việt Nam sở nghiên cứu kinh nghiệm nước giới KẾT LUẬN Từ kinh nghiệm xây dựng chiến lược, tổ chức triển khai hoạt động nhằm đại hoá hệ thống điện chuyển dịch hiệu sang LĐTM nước giới đánh giá trạng trình thực hố LĐTM Việt Nam, thấy: i) Quan điểm, tầm nhìn hay khái niệm LĐTM: có nhiều quan điểm, khái niệm khác LĐTM có điểm chung LĐTM xem giải pháp toàn diện cho việc đại hoá hệ thống điện giải vấn đề thách thức hệ thống điện hành khâu hệ thống điện: Khâu sản xuất (Nguồn điện) Khâu vận chuyển (Lưới điện) - Khâu tiêu thụ (Hộ tiêu thụ/Khách hàng) ii) Về giải pháp để đại hoá hệ thống điện chuyển dịch sang LĐTM: - Xây dựng Tầm nhìn Kế hoạch hành động từ chiến lược đến chi tiết cách khoa học; - Các giải pháp phân thành nhóm sau: + Kiến trúc LĐTM: thành phần quan hệ thành phần; + Hạ tầng kỹ thuật LĐTM ; đó, trọng tới việc xây dựng Hệ thống đo lường tân tiến AMI; giải pháp quản lý vận hành tảng AMI LĐTM; + Hệ thống sách, tiêu chuẩn khung pháp lý cho LĐTM; trọng tới rà soát, sửa đổi, xây dựng sách, tiêu chuẩn khung pháp lý phù hợp, trọng tới việc đảm bảo Tính tương tác An ninh mạng cho tảng hạ tầng kỹ thuật LĐTM; chế sách khuyến khích phương diện tài có tính bền vững (mang tính tự tạo) Với Việt Nam, để thực hiệu trình chuyển dịch sang LĐTM cần có chương trình hành động thiết kế tồn diện, chi tiết cụ thể đó, trọng tới : i) Xác định kiến trúc LĐTM Việt Nam ; ii) Cơ chế P-ISSN 1859-3585 E-ISSN 2615-9619 sách việc huy động nguồn lực tài cho việc nghiên cứu, thiết kế triển khai giải pháp LĐTM TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] DOE, 2008 The Smart Grid: An Introduction https://www.smartgrid.gov/ files/sg_introduction.pdf [2] https://www.540technologies.com/why-540-technologies/power-asystem-on-the-brink [3] https://www.smartgrid.gov/the_smart_grid/smart_grid.html [4] NIST, 2010 NIST Framework and Roadmap for Smart Grid Interoperability Standards, Release 1.0 [5] NIST, 2012 NIST Framework and Roadmap for Smart Grid Interoperability Standards, Release 2.0 [6] NIST, 2014, NIST Framework and Roadmap for Smart Grid Interoperability Standards, Release 3.0 [7] M Shabanzadeh and M P Moghaddam, 2013 What is the Smart Grid? Definitions, Perspectives, and Ultimate Goals 28th International Power System Conference , Teheran, Iran [8] M Bichler, 2012 Final Report: Smart Grid and the Energy Transformation [9] http://www.electropedia.org/iev/iev.nsf/display?openform&ievref= 617-04-13 [10] https://www.alstom.com/press-releases-news/2013/6/alstom-gridpresents-a-vision-of-the-future-at-smart-grid-paris [11] M N O Sadiku, S M Musa, and S R Nelatury, 2016 Smart Grid – An Introduction IJEET, Vol 7, Issue [12] Nguyễn Trường Giang, 2008 Nghiên cứu hệ thống bảo vệ chống điện diện rộng Luận văn thạc sĩ, Đại học Bách khoa Hà Nội [13] U.S Canada Power System Outage Task Force, 2004 Final Report on the August 14, 2003 Blackout in the United States and Canada: Causes and Recommendations https://www.energy.gov/sites/prod/files/oeprod/DocumentsandMedia/BlackoutFinalWeb.pdf [14] President G W Bush, 2007 Energy Independence and Security Act of 2007 https://www.govinfo.gov/content/pkg/BILLS-110hr6enr/pdf/BILLS-110hr 6enr.pdf [15] President B Obama, 2009 American Recovery and Reinvestment Act of 2009 https://www.govinfo.gov/content/pkg/PLAW-111publ5/pdf/PLAW-111 publ5.pdf [16] NTSC, 2011 A Policy Framework for the 21st Century Grid: Enabling Our Secure Energy Future Executive Office of the President of the United States [17] NTSC, 2013 A Policy Framework for the 21st Century Grid: A Progress Report Executive Office of the President of the United States [18] Thủ tướng Chính phủ, 2012 Quyết định số 1670/QĐ-TTg Phê duyệt đề án phát triển Lưới điện Thơng minh Việt Nam [19] Thủ tướng Chính phủ, 2016, Quyết định số 4602/QĐ-TTg Phê duyệt Đề án tổng thể phát triển Lưới điện Thông minh Việt Nam [20] EPRI, 2011 Estimating the Costs and Benifits of the Smart Grid: A Preliminary Estimate of the Investment Requirements and the Resultant Benefits of a Fully Functioning Smart Grid Final Report [21] J Trefke, S Rohjans, M Uslar, S Lehnhoff, L Nordström, and A Saleem, 2013 Smart Grid Architecture Model use case management in a large European Smart Grid project IEEE PES ISGT Europe 2013 24 Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ● Tập 56 - Số (02/2020) AUTHOR INFORMATION Nguyen Truong Giang Department of Electrical Engineering, Electric Power University Website: https://tapchikhcn.haui.edu.vn ... 1670/QĐ-TTg Phê duyệt đề án phát triển Lưới điện Thông minh Việt Nam [19] Thủ tướng Chính phủ, 2016, Quyết định số 4602/QĐ-TTg Phê duyệt Đề án tổng thể phát triển Lưới điện Thông minh Việt Nam [20] EPRI,... thống điện để chuyển dịch sang LĐTM Việt Nam chưa cao 3.3 Giải pháp phát triển LĐTM Việt Nam Nhận định LĐTM giải pháp toàn diện cho vấn đề nâng cao hiệu ngành Điện tảng, động lực phát triển kinh... nối) mạng thông minh mà hệ thống cung cấp điện thơng minh tồn diện Nó bao gồm vận hành lưới điện công nghệ dựa ICT phục vụ tự động hoá lưới điện kết hợp phát điện tập trung với phát điện phân