Những nỗ lực của EVN trong ứng dụng Cách mạng công nghiệp 4.0

EVN với cuộc Cách mạng công nghiệp 4.0

Thế giới đã trải qua các cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ Nhất, dựa trên phát minh ra động cơ hơi nước của Jame Watt (vào nửa cuối thế kỷ 18); cuộc CMCN lần thứ Hai dựa trên phát minh ra điện, động cơ điện và điện khí hóa sản xuất trên quy mô lớn (nửa cuối thế kỷ 19); cuộc CMCN lần thứ Ba (nửa cuối thế kỷ 20) dựa trên phát minh ra linh kiện điện tử, bán dẫn, máy vi tính và công nghệ thông tin để tự động hóa sản xuất; cuộc CMCN lần thứ Tư hiện nay được hình thành trên nền tảng của CMCN lần thứ Ba, với tích hợp cao công nghệ số (gồm kết nối internet vạn vật - IoT, trí tuệ nhân tạo - AI, điện toán đám mây - Cloud coputing, cơ sở dữ liệu lớn - big data), với các hệ thống liên kết thế giới thực và thế giới ảo. Theo định nghĩa của Chính phủ Đức và Tổ chức hợp tác phát triển kinh tế (OECD) giai đoạn này của CMCN lần thứ Tư được gọi là CMCN 4.0.

Hiện nay chưa có nghiên cứu chính thức nào về đánh giá trình độ công nghệ năng lượng ở Việt Nam nói chung và công nghệ điện lực nói riêng so với khu vực và thế giới. Nhìn chung việc khai thác, sản xuất, chế biến than đang sử dụng công nghệ cũ, giá thành khai thác cao; Công nghệ khai thác dầu - khí được đánh giá là đương đại. Về công nghệ phát điện, ngoài một số nhà máy lớn sử dụng công nghệ từ các quốc gia thuộc khối G7, các máy nhiệt điện than còn lại sử dụng công nghệ từ Trung Quốc được đánh giá chỉ ở mức trung bình, hiệu suất trung bình, độ tin cậy chưa cao. Các thủy điện vừa và nhỏ hầu hết công nghệ Trung Quốc được đánh giá là lạc hậu. Trong tiêu thụ năng lượng công nghiệp và dân dụng được đánh giá khoảng 70% thiết bị ở mức lạc hậu, tiêu hao năng lượng lớn và ô nhiễm cao.

Đối chiếu với tiến trình các cuộc CMCN thì có thể xếp trình độ phần lớn công nghệ năng lượng ở Việt Nam đang ở mức CMCN lần thứ Hai, một phần nhỏ trong sản xuất điện, dầu - khí có thể ở mức CMCN lần thứ Ba, một số lĩnh vực điều khiển, kỹ thuật số đang tiệm cận CMCN 4.0.

Đối với ngành điện Việt Nam, mức độ ứng dụng CMNC 4.0 mới được thể hiện:

Trong sản xuất điện đã ứng dụng công nghệ kỹ thuật số trong một số khâu điều khiển, giám sát nhà máy điện, góp phần nâng cao hiệu suất chung của phát điện, nhưng chưa có ứng dụng trong kết nối toàn bộ các nguồn điện. Sắp tới khi có các nguồn điện phân tán của các hộ dân/ doanh nghiệp tích hợp vào khâu sản xuất điện (chẳng hạn điện mặt trời áp mái), sẽ là sự kết hợp: khách hàng mua điện - hộ bán điện, cần có việc ứng dụng internet vạn vật - IoT sẽ tạo cơ sở để phối hợp điều hòa tính thích ứng của các nguồn điện truyền thống, của lưới điện đối với các biến động của các nguồn điện từ năng lượng tái tạo...

Trong khâu truyền tải/ phân phối điện đã ứng dụng công nghệ không người trực, thu thập và truyền số liệu, điều khiển tự động... vốn đã có từ CMCN lần thứ Ba, cần nâng cấp áp dụng CMCN 4.0 để có thể sử dụng nền tảng IoT, hệ thống dữ liệu lớn - Big Data để tác động đến hoạt động vận hành, giám sát, bảo dưỡng hệ thống lưới điện.

Ví dụ: Xác định việc bảo dưỡng được thực hiện trên cơ sở dữ liệu thu thập về tình trạng thiết bị mà không phải bảo dưỡng định kỳ theo thời gian như trước; ứng dụng công nghệ lưới điện thông minh để lưới điện phản ứng linh hoạt với mức biến thiên của phụ tải, điều hòa dòng truyền tải tối ưu; tích hợp các thiết bị tích trữ năng lượng để cân bằng lưới - phụ tải...

Việc ứng dụng CMCN 4.0 trong kinh doanh - dịch vụ khách hàng sẽ là một trong những trọng tâm mà EVN hướng tới, nhưng vẫn chưa có các ứng dụng công nghệ số quản lý và phục vụ khách hàng trên cơ sở tổng hợp phân tích dữ liệu về nhu cầu, mức độ thỏa mãn của khách hàng; hoàn thiện hệ thống bản đồ số về lưới điện phân phối để có thể triển khai các dịch vụ cấp điện mới ngay tại cơ quan điện lực, tiết kiệm thời gian khảo sát hiện trường.

Mặt khác, EVN còn nhiều rào cản, thách thức để hiện đại hóa các khâu sản xuất - truyền tải/phân phối điện và kinh doanh - dịch vụ khách hàng theo định hướng CMCN 4.0 như sau:

Thứ nhất, về hạ tầng: Một số hệ thống hạ tầng kỹ thuật đã và đang dần trở nên lạc hậu, chưa theo kịp với mặt bằng tiến bộ khoa học - công nghệ trong khu vực và trên thế giới; phần lớn hệ thống công nghệ mới tương đương mức CMCN lần thứ Hai, một số ít đạt được mức CMCN lần thứ Ba (trạm không người trực, trung tâm điều khiển xa...); một số nhà máy điện, thiết bị điện mới đầu tư có tính năng hiện đại nhưng chưa thể kết nối thành hệ thống vì không kết nối được với thiết bị, nhà máy cũ đang vận hành;

Một số đơn vị quản lý, vận hành lưới phân phối của EVN đã và đang áp dụng nhiều công nghệ tiên tiến trên thế giới như: Hệ thống SCADA/DMS, hệ thống tự động hóa lưới điện - DAS; các công nghệ thử nghiệm chẩn đoán ngăn ngừa sự cố, hệ thống đo đếm dữ liệu, công tơ điện tử từ xa - AMR, hệ thống thông tin địa lý - GIS. Tuy nhiên các hệ thống thông tin quản lý có khả năng tích hợp và liên thông giữa các hệ thống phần mềm dùng chung chưa cao, các hệ thống thông tin phục vụ trực tuyến cho lãnh đạo quản lý các cấp còn ít và không được cập nhật thông tin. Một số phần mềm tuy có vận hành nhưng không được sử dụng một cách hiệu quả.

Thứ hai, về các định chế: Việc khai thác và ứng dụng hiệu quả các hệ thống kỹ thuật số chỉ được phát huy khi tất cả các hệ thống kỹ thuật được kết nối trên một nền (platform) cơ sở dữ liệu - CSDL. Hiện chúng ta phải nhập nhiều thiết bị, công nghệ từ nước ngoài, vốn được thiết kế với các hệ điều khiển khác nhau và ta phải phụ thuộc điều này vào từng nhà cung cấp nhất định, làm cho sự kết nối không thể thực hiện một sớm một chiều. Và lại, trong hệ thống nguồn điện lại có nhiều doanh nghiệp khác nhau (ngoài EVN) tham gia, và đều là các pháp nhân độc lập. Việc triển khai đầu tư tài sản và công nghệ của từng đơn vị phải thực hiện độc lập và phải tuân theo Luật Đấu thầu. Để các đơn vị có thể tiến đến một platform chung thì yêu cầu trong hồ sơ mời thầu phải quy định rõ về tiêu chuẩn kỹ thuật theo từng hãng cung cấp platform. Tuy nhiên, điều này bị cấm theo Luật Đấu thầu.

Giải pháp kỹ thuật phục vụ cho mô hình quản lý nhu cầu DSM ứng dụng công nghệ số đã có trên thế giới nhưng chưa thể áp dụng tại Việt Nam vì đang có những vướng mắc về thể chế như: chính sách của nhà nước; cơ chế tài chính; thu xếp vốn; phương pháp đo lường mức năng lượng tiết kiệm thuộc các lĩnh
vực tiết kiệm năng lượng khác nhau; cơ chế thanh toán cho mức năng lượng tiết kiệm từ các dự án của các công ty dịch vụ năng lượng - ESCO; chưa có quy định về các tổ chức trung gian giải quyết các vấn đề nảy sinh giữa ESCO và doanh nghiệp; các rào cản về đấu thầu và thanh xử lý tài sản…

Thứ ba, về tài chính: Hiện nay, EVN đang tập trung mọi nguồn lực để đầu tư, vận hành hệ thống điện với mục tiêu đảm bảo đủ điện cho nền kinh tế, với những khó khăn về vốn, khó huy động tài chính, cơ chế ưu đãi tín dụng ngày càng eo hẹp do Việt Nam đã đạt mức thu nhập trung bình đầu người. Vì vậy, EVN chưa thể tăng mạnh chi phí đầu tư cho phát triển công nghệ hiện đại của CMCN 4.0.

Trong khi còn nhiều khó khăn, nhưng EVN đã mạnh dạn đề ra những định hướng trong trung và dài hạn để dần cải tiến công nghệ theo hướng ứng dụng CMCN 4.0, cụ thể:

Trong lĩnh vực phát điện, định hướng sẽ là: i) Phát triển công nghệ nhà máy điện số nhằm kết nối hệ thống nguồn điện; ii) Phát triển hệ thống giám sát kỹ thuật số để hỗ trợ phương án vận hành và bảo dưỡng tối ưu; tối ưu hóa kinh doanh trong chào giá mua nhiên liệu, phù hợp với thị trường điện; iii) Ứng dụng và phát triển công nghệ phần mềm hiện đại trong phân tích và dự báo.

Trong khâu truyền tải điện:

i) Định hướng xây dựng hệ thống truyền tải điện thông minh, giám sát, điều khiển xa bằng công nghệ thông minh;

ii) Giám sát tình trạng vận hành và độ hư hỏng của thiết bị theo thời gian thực, giám sát mức độ tiêu thụ điện năng và dự báo thay đổi phụ tải trên từng khu vực địa lý, tình trạng thời tiết...;

iii) Ứng dụng thiết bị bay không người lái, camera giám sát vận hành, bảo dưỡng đường dây truyền tải;

iv) Nghiên cứu xây dựng trạm biến áp số, sử dụng trí thông minh nhân tạo - AI đối với trạm không người trực;

v) Ứng dụng tích hợp các thiết bị tích trữ năng lượng để đáp ứng sự phát triển mạnh nguồn năng lượng tái tạo.

Trong khâu phân phối, kinh doanh và dịch vụ khách hàng:

 i) Xây dựng lưới phân phối thông minh với: các thiết bị thu thập dữ liệu cho toàn bộ khách hàng; xây dựng tiêu chuẩn hạ tầng đo đếm hiện đại cho các khách hàng tiêu thụ lớn, quan trọng, khách hàng có yêu cầu đặc biệt; hoàn thiện hệ thống SCADA, DAS, điều khiển xa sử dụng công nghệ số; xây dựng hệ thống thông tin hai chiều, xác định vị trí sự cố từ xa, đóng cắt từ xa; tự động hóa bằng công nghệ tiên tiến lưới và trạm không người trực; nghiên cứu, dự báo và quản lý nhu cầu - DSM, điều chỉnh phụ tải - DS...  

ii) Xây dựng hệ thống tích hợp các nguồn điện phân tán nối lưới, xây dựng micro grid tại các vùng hải đảo, vùng sâu, vùng xa;

iii) Nâng cao chất lượng dịch vụ khách hàng qua công nghệ AI, xây dựng kho dữ liệu lớn - Big data, IoT, điện toán đám mây để quản lý dịch vụ khách hàng, thanh toán trực tuyến, giải đáp thông tin...

HỘI ĐỒNG PHẢN BIỆN TẠP CHÍ NĂNG LƯỢNG VIỆT NAM

* Trong bài có tham khảo Đề án: "Nghiên cứu, ứng dụng công nghệ của CMNN 4.0 vào hoạt động sản xuất, kinh doamnh của EVN", 2018.