HIỆN TRẠNG VÀ ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NGUỒN NĂNG LƯƠNG PHÂN TÁN TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Ngày đăng : 30/06/2024

Việc ứng dụng và khai thác nguồn năng lượng phân tán đang là một xu thế tất yếu của ngành năng lượng tại Việt Nam cũng như thế giới. Đặc biệt, trong tình hình các nguồn tài nguyên hóa thạch đang ngày càng cạn kiệt thì các nguồn năng lượng sạch, phân tán đang được xem là một giải pháp hiệu quả để nâng cao tính ổn định của hệ thống cũng như đáp ứng nhu cầu sử dụng điện năng đang ngày một tăng cao.

Phát triển ĐMTMN tại Thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM)
Hiện nay, TP.HCM có 14.060 hệ thống ĐMTMN đang ký hợp đồng mua bán ĐMTMN với tổng công suất lắp đặt là 353,687 MWp, chiếm tỉ lệ 3,69% so với tổng công suất lắp đặt ĐMTMN của cả nước và chiếm 7,61% so với công suất đỉnh năm 2023 (4.648 MW) của lưới điện Thành phố. Lượng điện năng phát lên lưới đến nay là 985,71 triệu kWh (trong đó riêng năm 2021 là 298.85 triệu kWh), chưa bao gồm sản lượng điện được chủ đầu tư tự sử dụng (chiếm khoảng 50% tổng sản lượng phát) khoảng 300 triệu kWh/năm.
Phát triển ĐMTMN tại TP.HCM có nhiều điều kiện thuận lợi như: số giờ nắng dao động từ 100-300 giờ, liên tục trong suốt cả năm, lượng bức xạ lớn, trung bình khoảng 1.581 kWh/m2/năm. Bên cạnh đó, thành phố hồ Chí Minh là phụ tải lớn và tập trung sẽ giúp hạn chế tổn thất vì không cần phải truyền tải công suất, hấp thụ nhiệt năng giảm chi phí điều hòa, hạ tầng mái và nguồn vốn đầu tư thuận lợi, nguồn nhân lực kỹ thuật lắp đặt và vận hành tốt để đáp ứng việc phát triển ĐMTMN.

Theo “Đề án phát triển điện mặt trời mái nhà trên địa bàn TP.HCM đến năm 2030” của Sở Công Thương TP.HCM: Tổng tiền năm phát triển ĐMTMN trên địa bàn Thành phố là rất lớn lên đến 5,081 MWp. Cụ thể, Đề án đã đặt ra mục tiêu phát triển ĐMTMN tại TP.HCM:
- Đến năm 2025 đạt khoảng: 748 MWp đạt tỷ lệ 14,72% tổng tiềm năng ĐMTMN toàn Thành phố.
- Đến năm 2030 đạt khoảng: 1.505 MWp đạt tỷ lệ 29,62% tổng tiềm năng ĐMTMN toàn Thành phố.
- Hiện nay, quy mô nguồn điện mặt trời mái nhà tại TP. HCM theo quy hoạch quốc gia đến năm 2030 dự kiến tăng thêm 73 MW.

Ngoài ra, việc phát triển điện mặt trời tại TP.HCM sẽ được xem xét tập trung theo hướng phát triển các hệ thống điện mặt trời áp mái cho các toà nhà (hộ gia đình, các tòa chung cư, các trung tâm hành chính của Thành phố).

Các nhà máy phát điện từ nguồn chất thải rắn: 
Giai đoạn từ 2023 - 2025, trên địa bàn TP HCM có một số dự án đầu tư xây dựng xử lý chất thải rắn có kết hợp thu hồi năng lượng để phát điện, bao gồm:
(1) Dự án “Nhà máy đốt rác phát điện Tâm Sinh Nghĩa”, giai đoạn 1 với công suất phát điện khoảng 40MW; 
(2) Dự án “Nhà máy đốt rác phát điện VietStar”, giai đoạn 1 với công suất phát điện khoảng 40MW; 
(3) Dự án “Nhà máy đốt rác phát điện Tasco”, giai đoạn 1 với công suất phát điện khoảng 44MW; 
(4) Nhà máy khí hóa chất thải bằng công nghệ Plasma của Công ty TNHH Xử lý chất thải Việt Nam (VWS) đặt tại khu liên hợp Đa Phước, huyện Bình Chánh với công suất dự kiến khoảng 60MW.
Hiện nay, Tổng quy mô công suất quy hoạch nguồn điện sản xuất từ rác tại TP.HCM theo quy hoạch quốc gia đến năm 2030 là 123MW. 

Nhà máy điện khí (LNG): 
Trên địa bàn thành phố Hồ Chí Minh đã bổ sung thêm nhà máy điện khí Hiệp Phước (LNG) với tổng công suất 1,200MW trong quy hoạch nguồn điện quốc gia giai đoạn đến năm 2030.
ESS và Microgrid:
• Dự án BESS 1: tại tòa nhà Data Center thuộc EVNHCMC (vận hành chính thức 9/2023):
- EVNHCMC đã chủ động nghiên cứu, thí điểm hệ thống Microgrid nối lưới đầu tiên tại TP.HCM (tòa nhà Data Center thuộc EVNHCMC – công suất BESS: 432kWh/312kW).
- EMS functions: (1) Peak Shaving; (2) Load Shifting for Time of Use Savings; (3) Real and Reactive Power Compensation to Improve Power Quality); (4) Standalone Operation in Off-Grid Mode for Power Backup; (5) Operation monitoring, Battery Optimization.
• Dự án BESS 2: tại văn phòng PECC2 Innovation Hub (Vận hành 08/08/2021)
Với nhu cầu khai thác tối đa nguồn năng lượng từ điện mặt trời áp mái lắp đặt tại khu văn phòng PECC2 Innovation Hub, PECC2 đã triển khai lưới điện Microgird tích hợp hệ thống BESS tại văn phòng làm việc với các mục tiêu như sau:
- Cải thiện năng lượng cục bộ;
- Tăng độ tin cậy cung cấp điện;
- Tiết kiệm chi phí;
- Tạo ra doanh thu cho công ty;
- Hỗ trợ phục hồi lưới điện nội bộ sau sự cố.
Với các mục tiêu trên, PECC2 triển khai dự án lắp đặt hệ thống BESS với quy mô 750kW/2.557kWh – hiện tại đang là hệ thống lắp đặt BESS có quy mô lớn nhất ở Việt Nam.
• Định hướng phát triển BESS:
Việc phát triển thêm các mô hình lưới điện siêu nhỏ Microgrid đang là ưu tiên hàng đầu của các CTĐL trên thế giới nhằm nâng cao tính ổn định của hệ thống. Hiện nay, EVNHCMC đang nghiên cứu, triển khai thí điểm thêm các hệ thống ESS theo mô hình Microgrid cho các trung tâm phụ tải quan trọng như tại trụ sở của EVNHCMC cũng như tại các trường đại học, bệnh viện,...
Hệ thống Microgrid tại trụ sở chính của EVNHCMC với phương án đề xuất bao gồm:
- Hệ thống điện mặt trời (PV) hiện hữu và máy phát điện dự phòng;
- Cơ sở hạ tầng sạc xe điện (EVCS): Trạm sạc xe điện DC theo tiêu chuẩn kết nối CCS2.
- Hệ thống pin lưu trữ năng lượng (ESS) được kết nối với hệ thống giám sát Pin (BMS) và hệ thống giám sát năng lượng EMS.

Hạ tầng trạm sạc xe điện EVCS
Trên cả nước, hiện tại chỉ có Công ty Vinfast thực hiện việc đầu tư lắp đặt, quản lý và vận hành trạm sạc cho xe ô tô điện. Riêng tại TP.HCM, tính đến tháng 4/2024 đã có 73 trạm sạc đang mua điện từ lưới của EVNHCMC. Các trạm sạc VinFast được lắp đặt tại các bãi đỗ xe, bến xe, tòa nhà chung cư, văn phòng, trung tâm thương mại, trạm dừng nghỉ, trạm xăng dầu dọc cao tốc và quốc lộ. Việt Nam cũng chưa có quy định cụ thể nào về tiêu chuẩn xe điện được lưu hành cũng như chưa có các tiêu chuẩn về hệ thống sạc điện. Việc thiếu các tiêu chuẩn đối với hệ thống trạm sạc xe điện có thể gây ra những ảnh hưởng lớn đến hệ thống điện quốc gia. Tính đến cuối năm 2023, EVNHCMC đã và đang đảm bảo cung cấp điện an toàn, ổn định cho tổng số 73 trạm sạc xe điện của VinFast được lắp đặt rộng khắp 16 quận, huyện trên địa bàn TP. HCM.

Xe buýt điện tại TP.HCM:
- Đến năm 2025: Dự kiến có khoảng 390 xe và 71 trạm sạc xe buýt (150kW)
- Đến năm 2030: Dự kiến có khoảng 1.874 xe và 320 trạm sạc xe buýt (150kW)

Xây dựng hệ thống quản lý các nguồn năng lượng phân tán - DERMS 
Hiện tại, ảnh hưởng từ các nguồn năng lượng phân tán như ĐMTMN đến vận hành lưới điện tại TP.HCM chưa nhiều. Tuy nhiên, tại TP.HCM, bên cạnh các điều kiện thuận lợi trên thì việc gia tăng số lượng lớn các nguồn năng lượng phân tán, năng lượng sạch như ĐMTMN, hệ thống tích trữ năng lượng, trạm sạc xe điện….trong thời gian tới sẽ làm lưới điện phân phối trở nên phức tạp, gây thách thức trong quản lý và vận hành. Chất lượng điện năng của các tuyến dây với mức độ thâm nhập cao của các nguồn năng lượng tái tạo có thể bị ảnh hưởng hay nhu cầu sử dụng năng lượng tăng cao của các trạm sạc tại một thời điểm có thể gây quá tải lưới điện.

Trước những thử thách nêu trên, nhằm nâng cao công tác quản lý, cũng như quy hoạch phát triển bền vững đối với các nguồn năng lượng phân tán tích hợp vào lưới điện TP.HCM như NLTT, ESS và nhiều thành phần phụ tải mới như trạm sạc xe điện,…đòi hỏi EVNHCMC cần phải xây dựng một hệ thống quản lý chuyên biệt. Vì vậy, EVNHCMC đã tích cực làm việc, trao đổi với các nhà cung cấp, các chuyên gia tư vấn trong và ngoài nước để triển khai hệ thống quản lý các nguồn điện phân tán (DERMS) với đầy đủ các chức năng giám sát, điều khiển, dự báo,...theo tiêu chuẩn quốc tế. Hệ thống này được trang bị tại các trung tâm điều khiển của EVNHCMC để quản lý tất cả các nguồn phân tán như ĐMTMN có suất đặt 100kWp trở lên, các hệ thống Microgrid, ESS, trạm sạc xe điện cũng như tham gia vào thị trường cung cấp dịch vụ phụ trợ trong tương lai.

Mô hình hệ thống và các chức năng chính:
Các chức năng chính của hệ thống DERMS tại trung tâm điều khiển của EVNHCMC theo tiêu chuẩn quốc tế, bao gồm:
- Quản lý các thông tin về DER, quản lý tập trung DER theo phân vùng, phân loại theo mong muốn cũng như khả năng mô phỏng và lập kế hoạch.
- Khả năng giám sát từ xa trạng thái vận hành đối với các hệ thống DERs (các hệ thống PV trên 100kW,…), đảm bảo vận hành linh hoạt các nguồn điện phân tán để đáp ứng các yêu cầu về chất lượng điện áp, tránh quá tải lưới điện,…
- Khả năng điều khiển từ xa: điều khiển công suất tác dụng, công suất phản kháng, điều khiển điện áp, có khả năng huy động, giới hạn công suất phát các hệ thống DERs. 
- Dự báo công suất, sản lượng các nguồn phân tán một cách chính xác, giảm sự mất cân bằng giữa công suất phát điện và nhu cầu phụ tải ở cấp độ hệ thống.
- Cho phép tham gia vào thị trường cung cấp dịch vụ phụ trợ trong tương lai.
- Hệ thống DERMS cũng có thiết kế kiến trúc mở, cho phép nâng cấp, bổ sung các chức năng mới, cũng như tích hợp với các hệ thống khác như: 
+ Giao tiếp với GIS để thu thập thông tin vị trí địa lý, công suất lắp đặt, thông tin khách hàng từ “ứng dụng quản lý hệ thống ĐMTMN trên hệ thống GIS” sẵn có của EVNHCMC để cung cấp thông tin cho hệ thống DERMS.
+ Giao tiếp MDMS: hỗ trợ giao tiếp với hệ thống đo đếm ĐMTMN của EVNHCMC (bao gồm trung thế và hạ thế) để thu thập thông tin đo đếm từ các điện kế ĐMTMN về công suất, sản lượng cho hệ thống DERMS.
+ Khả năng tích hợp DERs (PV, Microgrid, ESS,…) vào hệ thống SCADA tại Trung tâm điều khiển. Hệ thống DERMS hỗ trợ giao thức 60870-5-104 hoặc ICCP, qua đó chia sẽ dữ liệu DERMS cho hệ thống SCADA/DMS để chạy các bài toán DMS của hệ thống.
 

Hệ thống DERMS đã góp phần cụ thể hóa các mục tiêu và tầm nhìn của EVNHCMC và TP.HCM trong giai đoạn phát triển sắp tới như:
- Giúp EVNHCMC quản lý được các nguồn ĐMTMN tích hợp với lưới điện, đảm bảo công tác quản lý và vận hành các nguồn năng lượng phân tán tại TP.HCM linh hoạt và hiệu quả. 
- Xây dựng hệ thống lưới điện thông minh, giảm tổn thất năng lượng.
- Góp phần thúc đẩy phát triển các nguồn năng lượng phân tán (ESS, PV, Microgrid, VPP,…) theo Quy hoạch phát triển Điện lực Quốc gia cũng như đảm bảo cung cấp đủ điện, an toàn, tin cậy với chất lượng điện năng tốt nhất phục vụ phát triển kinh tế - xã hội TP. HCM.