Tự động hóa và lưới điện thông minh: Giải quyết vấn đề quản lí năng lượng hiện nay

CdNG NGHE I'lNG DUNG<br /> <br /> <br /> <br /> TU O O N G H O A VA LUdi OIEN THONG MINH:<br /> <br /> Giai quyet van cJe quan li<br /> nang liTg^ng hien nay<br /> Nam 2009, chda den 10% Iddng dien<br /> nang d My dddc san xuiit bang cae nguon<br /> nang Iddng tai tao.<br /> Trong khi chdng ta nghi ve dien nhd la<br /> mot nang Iddng "sach" thdc te thi dien la<br /> ngudn nang Iddng dddc chuyen hda. No<br /> phai dddc tao ra t d nguon nang Iddng<br /> khac, va hoat ddng dd khdng he "sach".<br /> Tai My nam 2009, than da tao ra khoang<br /> 50% Iddng dien; khi thien nhien va dien<br /> hat nhan chiem 40%.<br /> 90% dien nang cua My hien nay dddc<br /> tao ra bang dot hda thach hoac nhien lieu<br /> hat nhan de lam ndng nddc, nddc sau do<br /> trd thanh hdi lam quay tuabin de tao ra<br /> dien. Chda day 10% cdn lai dddc tao ra<br /> bang thuy dien va cac nang Iddng tai tao<br /> khac nhd gd, me tan, sinh chiit, dien dia<br /> nhiet, nang Iddng mat trdi hoac nang<br /> Iddng gid (2)<br /> <br /> Cung va cau<br /> Gidi thieu thddng chiu trach nhiem ve tiet kiem nang<br /> Oien gidng nhd qua ca chua vay — no<br /> Sd dung nang Iddng dien d cdng ty cd Iddng, giam Iddng khi thai cacbon va phat<br /> khdng de van ehuyen va Idu kho. Nd can<br /> quan trpng ddi vdi ban khdng? Dd van cdn trien cac san pha'm cung nhd qua trinh<br /> dddc tieu thu rat gan vdi thdi diem va dia<br /> tac ddng cua khung hoang kinh te hay "xanh hdn".<br /> diem nd dddc san xuiit ra.<br /> dang hddng den canh tranh khi thi trUdng Trong khi cac CSO d cac tap doan Idn<br /> Tren thdc te, ngoai trd Iddng rat nho<br /> toan cau cd dau hieu phuc hdi, cac nganh cd dpi ngu ky sdva hinh thanh phan doan<br /> dddc tich trd trong pin, tu dien, dien dddc<br /> rao riet tim each cat giam chi phi ddng thdi marketing hay ngan sach san xuiit nham<br /> tieu thu khi nd dddc tao ra. Cau trdc tiep<br /> tang doanh thu. giup hp tim ra cac giai phap nang Iddng<br /> bdc che cung.<br /> Xu hddng ve nang Iddng cho thay cac thi cac nganh cdng nghiep va thUdng mai<br /> Thi du, trong nha may thuy dien, nhu<br /> cdng ty dich vu cdng cdng dang tang gia vda va nhd thudng thdc hien cdng tac nay<br /> cau xuat phat t d ngddi sd dung nang<br /> ddng thdi dda ra cac cd cau xep theo nhu mdt viec lam them cho dpi ngu nhan<br /> Iddng tai bat ky tdi diem nao mudn keo<br /> thang lai suiit nham xd phat khach hang vien ky thuat da qua tai cua minh.<br /> sddung lang phi nang Iddng. Nang Iddng Bai viet nay ndi ve tinh hinh sd dung<br /> trd thanh mdt yeu td de giai quyet tiet dien nang d My hien nay, nghien cdu ban<br /> kiem chi phi va tang doanh thu. chat cua Iddi dien thdng minh, gdi y cac<br /> Ned ban la ngddi lam viec de tang hieu phUdng phap ma cac cdng ty vda va nhd<br /> qua nang lUdng cho cdng ty cd le ban da cd the thdc hien dddc ma khdng phai chd<br /> nghe ve "Iddi dien thdng minh" va thac ddi sd phat trien eda cdng nghe tddng lai<br /> mac v'e each ma nd se hoac se khdng tac — thu thap dd lieu nang Iddng va kiem<br /> ddng tdi hoat dpng kinh doanh cua ban. soat chi phi dien nang hien nay.<br /> Cd the ban la chu doanh nghiep hay<br /> trddng phdng tai chinh mudn cat giam Nghien cuTu lUdi dien d My<br /> nhdng chi phi cd dinh. Tai My, Iddi dien bao gom tat ca cac<br /> Mot bai viet vao thang 3 nam 2009 dich vu, mang Iddi, he thdng dddc sd<br /> trong td New York Times (1) nhan manh dung de tao ra dien va phan phdi tdi khach<br /> ve xu hddng tang trong cac tap doan Idn hang. Trong ca nddc, cac nha may phat<br /> sd dung CSO (ngddi thdc hien cac nhiem dien san xuiit dien theo nhu c'au, dien ma<br /> vu bao ve mdi trddng). SAP, DuPont, va hp san xuat ra ngay lap tdc phat ra tren<br /> Flowserve chi la sd it cac cdng ty cd sd khap cac tram phu va cac dddng truyen tai<br /> dung den CSO. Cac nhan vien trinh dp C dien ap thap hdn cho den khi den vdi tdng<br /> nganh tdng nha cd nhu cau.<br /> <br /> <br /> 26 TUBpNGHOANGAY NAY • (So 117 - 7/2010)<br />  _CONG NGHE UNG DUNG<br /> <br /> <br /> • He thdng nay an toan, hieu qua va<br /> than thien mdi trddng.<br /> <br /> Mpi thu^ cd the nhin thay va<br /> dUpc kiem soat<br /> Do lUdi dien thdng minh cho phep giao<br /> tiep sd hai chieu, gida nha cung cap dien<br /> va ngddi sd dung dien, dien cd the dddc<br /> quan lithdi gian thdc, tdddng. NgUdi nao<br /> quan li thi chiu trach nhiem ve van de nay<br /> (it nhat la d giai doan dau), nhdng thdc ra<br /> ca ngUdi sd dung va nha cung ciip deu lien<br /> quan d cac cap dp khac nhau.<br /> Cac cdng ty dich vu cdng cdng biet<br /> chinh xac san Iddng dien dddc san xuat va<br /> sd dung bao nhieu tren lUdi dien va no<br /> dddc san xuat va sd dung d dau. Theo<br /> each nay hp cd the thay dddc cac van d'e<br /> tiem an va cung cap tdi cac khu vdc cd nhu<br /> dien t d tuabin. Nhu cau cang Idn, cang cau cao hdn. Hoat ddng hieu qua hdn giup<br /> hien nay van cung cap cho ngudn dien<br /> khd eho tuabin cd the quay va cang nhieu giam tat dien va sut ap cung nhd cung cap<br /> qudc gia nay vdi dp tin cay kha cao. Van<br /> nang lUdng dddc truyen td nddc sang ngudn dien nang chat Iddng tdt hdn.<br /> de la trong khi ca nhu c'au ve dien va sd<br /> nang Iddng dien. Khi nhu cau giam, tuabin khdng chap thuan ve thay dd'i ngudn dien Mdt sd ngUdi sddung nang Iddng, dac<br /> cang de quay; nang Iddng cua nUdc se do dan dan tang len, he thdng da khdng dddc biet la khach hang dan dung, hai Idng de<br /> xudng sdng cdng vdi nddc hdn la trd thanh thay ddi ve can ban. cac thiet bi thdng minh va cac ddng hd do<br /> dien nang. Cd sd ha t'ang dien cua qudc gia da thdng minh quyet dinh phddng phap hieu<br /> phuc vu nude My rat tdt trong thdi gian dai qua nhat de sd dung nang lUdng. Ngddi<br /> Hau het cac nha may phat dien phai<br /> - va Iddi dien cung dang nhanh chdng sddung thUdng mai va cdng nghiep mudn<br /> ludn ludn dap dng nhu cau tdc thi tai bat<br /> vddt qua cac gidi han eda minh... LUdi dien td quan li de thiiy dddc tdng chi tiet trong<br /> ky thdi diem nao, mot sd nha may d che<br /> d the ky trddc la may mde dddc ket ndi sddung nang Iddng va kiem soat sddung<br /> dp khdng lam viec cho den khi can den.<br /> Idn nhat tren the gidi... Nd cd hdn 9.200 to theo phddng phap hieu qua nhat cho hoat<br /> Vdi it sd thay doi, nhu cau cao nhat cua<br /> may phat dien vdi tren 1.000.000 diem ddng kinh doanh cua minh.<br /> toan bp dat nddc se thddng xuat hien gida<br /> cudi budi sang va budi tdi vao nhdng ngay dddc ket ndi vdi cac dddng truyen tai tren Trong Iddi dien thdng minh, dd lieu san<br /> he. Cdng suiit phat dien phai cd kha nang 300.000 dam (4). xuat va sd dung thdi gian thUc mang lai ldi<br /> dap dng nhu cau nay, trong khi dd sd Bd nang Iddng My cho rang Iddi dien ich eho ca nha cung cap va ngddi sd dung.<br /> dung cac nha may "cd bp khuech dai tang hien nay la can den sd kiem tra ky lUdng Tuy nhien, cai nhin vao truyen thdng<br /> cao" nham dap dng nhu cau tai nhdng thdi de dap dng nhdng yeu cau cua tUdng lai hai chieu va quan li nang Iddng td ddng<br /> diem nay la tdn kem va khdng hieu qua. va phan tich cac van de nhd sau: yeu cau cac tieu chuan md. Tieu chuan<br /> dddc ky vpng de dam bao kha nang tddng<br /> Hien nay, gia tieu dung thay ddi theo Tat dien va sut ap xay ra do thdi gian<br /> ket cua tat ca cac he thdng Iddi dien thdng<br /> vung. 6 mdt sd ndi nhd California, cac dap dng cham cua cac chuyen mach cd,<br /> minh la lEC 61850. Oddc Uy ban Ky thuat<br /> cdng ty dich vu cdng cdng da bat dau ap thieu phan tich tUddng, "tam nhin k e m " -<br /> Oien qudc te (lEC) phat trien (6) va dddc<br /> dung cd ciiu gia theo thang va cung cap "thieu nhan thdc tinh hudng" ve vai trd cua<br /> thiet ke de t d dpng hda tram dien, lEC<br /> cac chddng trinh cat giam de giam sd ngddi van hanh Iddi dien (5)<br /> 61850 can phai sddung truyen thdng Eth-<br /> dung nang Iddng vao nhdng gid cao diem.<br /> The nao la mdt lUdi dien ernet tieu chuan.<br /> 6 nhdng ndi khac, chi phi sd dung dien<br /> thiip hdn va cac cdng t / dich vu van de d thdng minh? Gia ndng lUdng phan anh<br /> gia ed dinh, do dd khdng khuyen khich Lddi dien thdng minh la cd sd ha tang<br /> dddc ngddi sddung nang Iddng giam nhu nhung thdng tin sd vao toan bd qua trinh<br /> chi phi san xuat thdi gian<br /> cau cua minh. san xuat, phan phdi, dinh gia va tieu thu thuc<br /> dien. Do dien dddc tieu thu tai thdi diem nd<br /> Cac gidi han Tren thdc te can hieu nhU the nao? dddc tao ra, nganh dien, hdn bat ky mot<br /> Trong khi cac may tinh, thiet bi vien • Mpi thd tren lUdi dien, td nha may nganh nao khac, phai hieu dddc nhu c'au<br /> thdng, cac he thdng td dpng hda khdng dien den tdng thiet bi, cd the dddc nhin khach hang va cac kieu tieu thu dien ddng<br /> ton tai hoac ve cd ban khac so vdi 50 hay thiiy va dieu khien thdi gian thdc - hau het thdi nhan biet trddc dddc nhu c'au cua<br /> 100 nam trddc, he thong dien cua My phuc la tdddng. khach hang. TrUdc day, nganh dien tap<br /> vu san xuiit va truyen tai nang Iddng dien • Gia nang Iddng phan anh nhdng gi trung lam thda man nhu cau khach hang d<br /> da dan md ra va duy tri bang nhieu each ma nd tieu tdn de tao ra dien trong thdi ndi nao can. Thi du, gia dien khdng phan<br /> gidng nhd da cd mdt vai thap ky trddc. gian thdc. anh chi phi phat sinh cua viec xay ddng va<br /> Oddc Hpc vien Ky thuat Qudc gia da • Tiit ca mpi phddng phap tao ra va van hanh cac nha may sd dung "bd<br /> chao ddn nhd mot thanh tdu ky thuat tich trd cd the dddc ket hdp chat che vao khuyeeh dai tang cao" (theo dinh nghia,<br /> lUdi dien. cac nha may nay chi dddc sd dung trong<br /> quan trpng cua the ky XX (3), Iddi dien<br /> <br /> <br /> (S6 117 - 7/2010)'«TUBpNGHOANGAYNAYi27<br /> y r o i T T ? ^ LTNG DUNG<br /> <br /> sd cd khan cap xay ra, cho du nguyen nhan<br /> nhu the nao di chang nda (10).<br /> Muc tieu chinh eda Iddi dien thdng<br /> minh la tin cay; mdt tddng lai khdng xay ra<br /> tat dien hay sut ap, d do chiit Iddng dien<br /> cao va eac tai cd the dddc thay ddi td<br /> dpng. Gdp phan vao sd tin cay eda nd la<br /> cae chddng trinh nhd VERDE (Theo ddi cac<br /> ngudn nang Iddng tren trai dat), dang<br /> dddc phat trien bdi phdng thi nghiem qudc<br /> gia Oak Ridge. Chddng trinh theo ddi cua<br /> VERDE tap trung vao trang thai Iddi dien,<br /> eac hinh thai thdi tiet, va dd lieu cd lien<br /> quan khac tren eac hinh anh Google Earth<br /> de tao ra hinh anh thdi gian thdc cua toan<br /> bp Iddi dien. Cac chddng trinh nhd vay se<br /> nang cao dp tin cay bang each giup ngddi<br /> van hanh phan tich va giai quyet cac<br /> trUdng hdp mat dien tren dien rpng, thien<br /> tai, va cac sd kien cd quy md rdng Idn<br /> khac (11).<br /> Chung ta se dat dddc muc tieu nay khi<br /> khi nhu c'au tang cao). phddng phap tich trd mdi. chdng ta giam dddc nhdng anh hddng tieu<br /> Trong Iddi dien thdng minh, gia ca rat Sd linh hoat cd nghTa la Iddi dien cdc len mdi trddng. Xe hdi, xe tai va may<br /> linh hoat: nd dddc xac dinh bdi chi phi thdi thdng minh cd the sd dung cac ngudn phat bay gid day chi thai 20% Iddng carbon<br /> gian thdc cua san xuiit, truyen tai va phan va tich trd dien phan tan. Neu tda nha dioxide ma chung ta tao ra d nddc IMy;<br /> phdi, nhdng yeu td cd the thay dd'i hang thddng mai tren pho cd mot he thdng phat dien thai ra den 40% (12). Viec phat<br /> ngay. Gia dien dddc xac dinh theo cac chi quang dien dat tren ndc nha, va edng ty dien sach hdn se vd cdng cap thiet nham<br /> phi thdi gian thdc, do dd khach hang cd ban lam da vao ban dem de sd dung tai lam giam anh hddng tdi mdi trddng ciia<br /> mot sd khich le manh me de dieu chinh ndi di'eu hda khdng khi tieu chuan vao dien. Ro rang muc tieu ve Iddi dien thdng<br /> tieu thu nang lUdng cua minh nham tranh nhdng ngay he ndng ndc, Iddi dien ndi minh se ddi hdi thdi gian, no Idc, va sd<br /> nhdng gid cao diem. chung cd the trdng cay vao ban ve ca phan phat trien eda cac cdng nghe mdi.<br /> nhu cau nang lUdng cua tda nha trong<br /> Phdi hdp chat che cac nhdng giai doan ed nhu cau cao hoac Cdng nghe sir dung cho<br /> phUdng phap. trong trUdng hdp khan cap. lUdi dien thdng minh<br /> Hau het dien dddc tao ra bdi mdt Idc Cac lUdi dien nhd cung la mdt dac trdng Lddi dien thdng minh mang lai hinh<br /> khdng dd'i dddc dieu khien. Tuy nhien, dien phan tan cua Iddi dien thdng minh. Khi anh ve mdt tddng lai vdi ngudn dien tin<br /> gid va dien mat trdi la nhdng thi du ve cac chung vai trd cua lUdi dien Idn hdn, chdng ed cay, an toan dddc t d ddng dieu chinh de<br /> ngudn thay dd'i: tdc dp va hddng cua gid the hoat dpng tach biet. cd hieu qua cao nhat. Tuy nhien td kinh<br /> thay ddi theo tien trinh thdi gian, va nang Lddi dien nhd hd trd giai quyet cac viin nghiem ban biet rang cac dd an td dpng<br /> Iddng cua mat trdi dddc dieu tiet bdi may, de chat Iddng dien tren cd sd tdng ngay hda Idn se tdn bao nhieu thdi gian, va day<br /> thdi diem trong ngay va theo mua. ddng thdi mang lai ldi the cua phat va tich cd le la dd an t d ddng hda Idn nhat td<br /> Ngay nay, tich hdp cac ngudn dien dien phan tan trong trddng hdp khan ciip (8) trddc tdi nay.<br /> nang vdi dau ra thay doi nay vao Iddi dien Bd nang Iddng My Het ke ra 5 edng<br /> cd the gay ra van de, bdi vi dien ma chung An toan, tin cay va than nghe chd dao cd quyet dinh tdi Iddi dien<br /> tao ra cd the hoac khdng the ddng pha vdi thien vdi mdi trUdng thdng minh:<br /> cac ngudn khdng thay ddi. Mdt Iddi dien thdng minh dddc lien ket<br /> Hdn nda, cdng nghe tich trd dien nang vdi nhau, linh hoat hdn mdt Iddi dien<br /> van cdn trong giai doan trdng nddc. Cac khdng dddc lien ket, dT nhien se xuiit hien<br /> phddng phap tich trd hien nay dat dd, nhieu hdn nhdng Id thdng an ninh. Cac<br /> dung Iddng nhd va viec vut bd nd gay huy tieu chuan bao ve cd sd ha tang quan<br /> hoai mdi trddng. Cae edng nghe mdi v'e trpng da dddc phat trien bdi NERC (9),<br /> tich trd nang lUdng ed Idn nhd sieu tu dien mdt to chdc dam nhiem duy tri dp tin cay<br /> thi dang dddc phat trien (7). cua he thdng dien Idn tai Bac My.<br /> Tuy nhien, trong ky nguyen eda Iddi Trong Iddi dien thdng minh, he thdng<br /> dien thdng minh, cac van de ky thuat ve dap dng eac tieu chuan an ninh va cd kha<br /> ket hdp ddng dien lech pha vdi ngudn nang giai quyet nhanh chdng bat ky Id hdng<br /> cung cap dien dn dinh da dddc giai quyet. an ninh nao cd the xay ra. San xuiit dien<br /> Lddi dien thdng minh cd the nhan nang phan tan, cac Iddi dien nhd va kha nang t d<br /> Iddng t d biit ky ngudn tao dien nang nao ddng chuyen nang Iddng t d mdt phan doan<br /> de dang nhd cac ngudn nang Iddng truy'en cua he thdng sang mdt phan doan khac<br /> thdng, va nd cung cd the cung cap cac gidp giam anh hddng eda mdt trddng hdp<br /> <br /> <br /> 28! TU OONG HOA NGAY N AY • (S6 117 - 7/2010)<br />  _CONG NGHE ITNG DUNG<br /> <br /> • Truyen thdng tich hdp, ket ndi cac the canh tranh hien nay va trong tddng lai.<br /> thanh phan vdi kien trdc md de cd thdng • Nghi ve nang Iddng nhd la mdt vat<br /> tin va dieu khien thdi gian thUc, cho phep lieu thd va tham chi la mot ngudn doanh<br /> mpi thanh phan eda Iddi dien cd the giao thu.<br /> tiep vdi nhau. • Sd dung cdng nghe td ddng hda hien<br /> • Cdng nghe cam bien va do Iddng nay de thu thap dd lieu ma ban can. Phan<br /> nham hd trd dap dng nhanh chdng va tich sd dung nang Iddng dddi dang ban<br /> chinh xac hdn nhd giam sattdxa, lap bieu mong mudn.<br /> gia va quan li phu tai. • Sd dung PAC va I/O dda tren cac tieu<br /> • Cae thanh phan nang cao nham ap chuan truyen thdng md de gdi dd lieu tdi<br /> dung nghien cdu mdi nhiit vao hien tUdng cac mang may tinh cua cdng t/ va cac giao<br /> sieu dan, tich trd, dien t d cdng suiit va<br /> chan doan.<br /> • Cac phddng phap dieu khien nang<br /> ?^t dien ngUdi van hanh.<br /> • Dda tren dd lieu ban thu thap, thiet<br /> lap dieu khien td ddng hoac do ngUdi van<br /> cao de giam sat cac thanh phan thiet yeu, hanh quy dinh ddi vdi cac thiet bi va qua<br /> cho phep chan doan nhanh va cae giai trinh de sd dung nang Iddng theo nhdng<br /> phap chinh xac phu hdp vdi tdng sd kien . phddng phap hieu qua nhiit ddi vdi nganh<br /> • Cac giao dien nang cao va hd trd ra nghe cua ban.<br /> quyet dinh, nham tang cddng thdc hien • Tan dung du diem eda cac chddng<br /> quyet dinh cua con ngddi, giup ngddi van trinh giam gia va cat giam chi tieu do cac<br /> hanh va ngddi quan li lddi dien nhin sau cdng ty dich vu cdng cdng hay cac nha<br /> vao dddc he thdng cua hp (13). nang lu'dng vdi he thdng t d ddng hda cung ciip nang lUdng khac dda ra de mua<br /> Trong khi cac tinh nang ngay cang chuan cua ban. PAC va I/O dUdc lap tren thiet bi mdi va tham chi la tao ra cac<br /> nang cao, cac cdng nghe nay ludn kha khung la mdt he thdng nhd khdng dat dd, ngudn doanh thu khac.