Chi tiết hệ thống BESS và lợi ích cho hệ thống điện

BESS:Tối ưu vận hành, bảo đảm hiệu quả đầu tư dài hạn

Hệ thống pin lưu trữ năng lượng (BESS) được thiết kế để chuyển đổi và lưu trữ điện, nguồn cung của hệ thống thường là từ các năng lượng tái tạo, hoặc năng lượng được tích lũy trong lúc nhu cầu sử dụng điện thấp, khi giá điện rẻ hơn. Khi nhu cầu sử dụng năng lượng cao điểm, hoặc khi ngõ vào từ các nguồn năng lượng tái tạo giảm, như năng lượng mặt trời vào ban đêm, BESS sẽ xả năng lượng được lưu trữ trở lại lưới điện.

Bên lề Hội thảo “Lưu trữ năng lượng BESS: Tiềm năng - Thách thức” diễn ra ngày 14/11, PGS.TS Ngô Đức Minh, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp (Đại học Thái Nguyên) đã có cuộc trao đổi với phóng viên về cấu tạo hệ thống BESS, cũng như giá trị của hệ thống này trong việc ổn định hệ thống lưới điện

Theo ông, BESS chỉ thực sự phát huy hiệu quả khi ba cấu phần gồm phần lưu trữ, bộ biến đổi và bộ điều khiển được thiết kế và vận hành một cách đồng bộ, dựa trên tư duy hệ thống.

Ông Ngô Đức Minh phân tích, pin - thành phần trung tâm của BESS, phải đáp ứng đồng thời dung lượng lưu trữ lớn, độ an toàn cao và kích thước gọn nhẹ để phù hợp với điều kiện lắp đặt đa dạng. 

Trong khi đó, bộ biến đổi, chịu trách nhiệm trong quá trình nạp và xả, những năm gần đây đã có nhiều cải tiến về vật liệu và cấu trúc, đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật trong điều kiện vận hành thực tế của lưới điện Việt Nam. Đặc biệt, bộ điều khiển, vốn trước đây có cấu trúc tương đối đơn giản, nay đã được tích hợp nhiều thuật toán hiện đại, cho phép tối ưu hiệu suất, giảm tổn thất và thích ứng với các mục tiêu vận hành khác nhau theo từng thời điểm.

“Mỗi vị trí trên hệ thống điện đặt ra một yêu cầu điều khiển riêng, tạo thành những bài toán chuyên sâu. Nhưng thực tế cho thấy, các thuật toán mới đều chứng minh tính hiệu quả khi áp dụng ở quy mô lớn tại nhiều quốc gia”, PGS.TS Minh chia sẻ.

Ông Minh cho biết, Việt Nam hoàn toàn có thể rút ngắn lộ trình triển khai bằng cách học hỏi kinh nghiệm quốc tế theo từng cấp độ ứng dụng, từng mục tiêu vận hành cụ thể, thay vì triển khai đại trà theo một mô hình cố định.

Tuy nhiên, PGS.TS Ngô Đức Minh nhấn mạnh rằng, thách thức lớn nhất đối với Việt Nam hiện nay không nằm ở thiết bị hay chi phí đầu tư, mà ở cách tiếp cận và tổ chức triển khai. 

“Chúng ta có thể làm quán tính ảo, có thể làm máy phát điện ảo, nhưng nghiên cứu thì không thể ‘ảo’. Lý thuyết có, thiết bị có, thuật toán có, nhưng nhiệm vụ của các nhà khoa học là kết nối lý thuyết với vận hành thực tế. Không thể chỉ nghiên cứu trên giấy” - PGS.TS Ngô Đức Minh nói và cho rằng, các mô hình thí điểm trên hệ thống thật là điều kiện tiên quyết để đánh giá chính xác hiệu quả, từ đó hoàn thiện phương pháp triển khai. 

Tính toán, bố trí hệ thống BESS hợp lý

Tại hội thảo, ông Nguyễn Minh Quang, đại diện NSMO (Công ty TNHH Một thành viên Vận hành hệ thống điện và thị trường điện Việt Nam) đã trình bày tham luận ''Tính toán, bố trí lắp đặt hệ thống BESS trong hệ thống điện Việt Nam''. Theo đó, tham luận định hướng triển khai BESS với trọng tâm là nâng cao hiệu quả vận hành hệ thống điện và tối ưu hoá chi phí đầu tư. Đại diện NSMO nhấn mạnh rằng, BESS có khả năng ứng dụng đa dạng ở nhiều cấp độ vận hành khác nhau. 

Ở phía phụ tải, BESS giúp cắt giảm công suất đỉnh, giảm chi phí vận hành và hạn chế nhu cầu mở rộng hoặc nâng cấp lưới điện. Ở phía nguồn điện, BESS hỗ trợ điều chỉnh công suất phát theo biến động nhu cầu, cải thiện khả năng hấp thụ nguồn tái tạo, đồng thời giảm áp lực vận hành các nguồn nhiệt điện. Ở cấp độ lưới điện, BESS góp phần giảm quá tải đường dây, ổn định điện áp, giữ tần số và tối ưu hóa truyền tải.

Theo ông Nguyễn Minh Quang, quá trình tính toán nhu cầu BESS cần được thực hiện trên cơ sở đánh giá nhiều yếu tố, đặc biệt là khả năng cung cấp năng lượng nền tảng của hệ thống, và kịch bản phụ tải trong điều kiện vận hành bất thường. 

“Chúng tôi phải xác định rõ hệ thống có đủ năng lượng hay không. Nếu thiếu năng lượng nền, đầu tư BESS sẽ không mang lại hiệu quả, bởi đây là thiết bị chỉ lưu trữ chứ không tạo ra năng lượng”, đại diện NSMO cho biết.

Bên cạnh đó, việc lựa chọn vị trí lắp đặt BESS đòi hỏi tính toán kỹ lưỡng. Tại các trung tâm phụ tải lớn, nơi diện tích đất hạn chế, việc bố trí thiết bị phải cân bằng giữa yêu cầu hệ thống và điều kiện thực tế của khu vực. NSMO cũng đánh giá nhu cầu trong chu kỳ nhiều năm, bởi tình trạng quá tải có thể thay đổi khi các nhà máy điện mới đi vào vận hành.

Đại diện NSMO cho biết, đơn vị ưu tiên những vị trí nhạy cảm về quá tải và điện áp, nơi BESS có thể tạo ra sự cải thiện rõ rệt đối với độ an toàn và hiệu quả vận hành của hệ thống. Bằng cách kết hợp nhiều ứng dụng, từ cân bằng tải, nâng cao chất lượng điện áp, ổn định tần số đến hỗ trợ điều độ hệ thống, BESS có thể mang lại hiệu quả tổng thể lớn hơn nhiều so với từng ứng dụng đơn lẻ.

Nhìn tổng thể, phát triển BESS tại Việt Nam không chỉ là bài toán kỹ thuật mà còn là yêu cầu quản lý và chiến lược phát triển dài hạn. Trong bối cảnh năng lượng tái tạo tăng nhanh, Việt Nam cần một cách tiếp cận thận trọng nhưng quyết liệt, dựa trên khoa học, kinh nghiệm quốc tế và thực tiễn vận hành hệ thống. Với lộ trình phù hợp cùng sự đồng bộ trong triển khai, BESS được kỳ vọng trở thành một trong những giải pháp trụ cột giúp hệ thống điện quốc gia vận hành an toàn, ổn định và hiệu quả hơn trong những năm tới.

Trong một thời đại mà nguồn cung năng lượng khó dự đoán, do nhiều nguyên nhân khác nhau, như điều kiện thời tiết thay đổi, hay sự cố mất điện bất ngờ - Hệ thống pin lưu trữ năng lượng (BESS) đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo khả năng cung cấp năng lượng phù hợp cho các tiện ích, doanh nghiệp và hộ gia đình