Mối tương quan giữa số lượng và chất lượng điện

Mô hình bên dưới có thể là cách hiểu trực quan của quá trình cân bằng giữa nguồn phát và phụ tải nhằm giúp hệ thống điện ổn định và đảm bảo chất lượng. Chất lượng điện đại diện bởi điện áp và tần số, hãy tưởng tượng điện áp như một tờ giấy, trong đó phụ tải sẽ kéo tấm giấy xuống và nguồn phát sẽ kéo tấm giấy lên. Các lực này sẽ được bù trừ để tránh làm rách tấm giấy. Trong khi đó tần số như một chiếc thang nâng cần giữ ở điểm tần số định mức bằng cách điều chỉnh lực nâng (nguồn phát) và lực kéo xuống (phụ tải) (50Hz trong trường hợp ở Việt Nam).

Như vậy điều gì sẽ xảy ra khi mà phụ tải cứ tăng lên mà nguồn phát không tăng, hay khi phụ tải không thay đổi mà nguồn phát bị giảm? Dĩ nhiên là thế cân bằng bị phá vỡ, điện áp và tần số bị ảnh hưởng trực tiếp gây ra các sự cố chất lượng điện.

Mất cân bằng giữa nguồn phát và tải gây dao động tần số, biến dạng điện áp, sụt áp, quá áp hay mất điện. Các sự cố này các bạn có thể xem chi tiết trong loạt bài viết Chất lượng điện (Chất lượng điện: Lý thuyết và ứng dụng cơ bản, Chất lượng điện: các dao động ngắn hạn trên hệ thống điện)

Nỗi lo nháy điện, mất điện mùa nắng nóng

Miền Bắc với đặc thù thời tiết có mùa mưa bão từ khoảng tháng 5 đến hết tháng 9, nên thông thường hằng năm các sự cố về chất lượng điện sẽ chủ yếu xảy ra vào mùa mưa bão (xem biểu đồ). Đây vốn đã là một vấn đề khiến các nhà máy công nghiệp nhức nhối và thường xuyên đi tìm lời giản cho việc đảm bảo sản xuất liên tục.

Đến năm nay, khi hiện tượng El Nino hoạt động mạnh gây ra các kiểu hình thời tiết cực đoan, hạn hán ở nhiều khu vực. khiến việc phát điện của hệ thống thuỷ điện bị ảnh hưởng nặng nề, 9 trên 11 nhà máy thuỷ điện bị dừng phát điện do không đủ nước. Trong khi đó cơ cấu nguồn điện ở khu vực phía bắc thì thuỷ điện chiếm 43% khiến nguồn cung ứng điện của miền Bắc bị thiếu hụt nghiêm trọng.

Nguồn cung điện thiếu hụt dẫn đến hàng loạt sự cố chất lượng điện xảy ra trên diện rộng và tần suất tăng vọt. Ngoài những sự cố dễ nhận diện như mất điện, thấp áp kéo dài, còn có các sự cố ngắn hạn như nháy điện, quá áp, mất điện do sự mất ổn định của lưới diễn ra chỉ trong vòng vài trăm mili giây nhưng lại ảnh hưởng lớn tới các dây chuyền sản xuất vốn rất nhạy cảm với độ ổn định và chất lượng nguồn điện như: nhà máy điện tử, nhà máy sản xuất dược phẩm, thiết bị y tế, nhà máy ô tô, dây chuyền tự động trong ngành thực phẩm & đồ uống (F&B), thiết bị y tế trong bệnh viện…

Thủy điện Sơn La không còn nước | Nguồn: Tiền Phong

Theo dự báo của trung tâm khí tượng thuỷ văn trung ương cũng như các cơ quan khí tượng thế giới, hiện tượng El Nino vẫn còn tiếp diễn và kéo dài đến năm 2024. Đó là một thách thức không hề nhỏ đối với đơn vị phát điện, phân phối điện cũng như các nhà máy công nghiệp.

Dự báo thiếu điện đã được đưa ra từ vài năm trước, tuy nhiên việc phát triển các nguồn điện một cách mất cân đối đã tác động tới nguồn cung và lưới hệ thống điện. Mặc dù ở miền Trung và miền Nam, năng lượng tái tạo dồi dào nhưng hạn chế trong việc truyền tải cũng như việc không ổn định trong việc phát điện phụ thuộc vào thời tiết (do đó mặc dù công suất đặt chiếm gần 27% nhưng thực tế chỉ huy động được khoảng 15%). Bên cạnh đó một số dự án nhà máy điện bị chậm tiến độ (miền Bắc hơn 3.000MW, miền Nam hơn 3.600MW), mục tiêu phát thải ròng về 0 theo cam kết tại hội nghị COP26, nhu cầu tiêu thụ điện cũng tăng lên do điều kiện khí hậu khắc nghiệt sẽ càng gây áp lực đối với yêu cầu chất lượng điện.

Làm gì trong bối cảnh này

“Tình trạng thiếu điện có thể diễn ra nhiều hơn nếu tốc độ tăng trưởng kinh tế phục hồi 6-7% như trước”, đó là nhận định của Chủ nhiệm Ủy ban Kinh tế Quốc hội ông Vũ Hồng Thanh.

Biến đổi khí hậu là câu chuyện chung của toàn nhân loại, thiếu điện diễn ra khắp nơi, không chỉ ở Việt Nam. Năm 2021, 2022 thiếu điện ở Trung Quốc gây tổn thất nặng nề cho các nhà máy công nghiệp, ảnh hưởng tới chuỗi cung ứng toàn cầu và có thể tiếp diễn năm nay. Nhật Bản cũng đang phải tiết giảm mạnh tiêu thụ điện khi không đủ nguồn cung… Những dự báo như vậy nhằm giúp các nhà máy công nghiệp, cơ sở sản xuất chuẩn bị phương án, chủ động ứng phó và tìm giải pháp phù hợp với những thách thức, nắm bắt tốt cơ hội khi nền kinh tế đang dần ấm trở lại sau một mùa đông dài của dịch bệnh và chiến tranh.