Khi nguồn năng lượng tái tạo biến đổi như điện gió, điện mặt trời tăng cao, tích hợp hệ thống pin lưu trữ (BESS) đã trở thành yêu cầu thiết yếu của hệ thống điện. Nhưng để BESS thực sự phát huy giá trị, bên cạnh SCADA và PPC, nhà máy cần một hệ thống quản lý tối ưu năng lượng (EMS) đủ thông minh. Giải pháp EMS của ATS tích hợp toàn diện trên nền tảng OneATS™ chính là lời giải cho bài toán vận hành BESS tối ưu.
BESS - mảnh ghép không thể thiếu của hệ thống điện
Theo Quy hoạch điện VIII điều chỉnh (Quyết định số 768/QĐ-TTg ngày 15/4/2025), các nhà máy điện mặt trời mới phải tích hợp pin lưu trữ BESS tối thiểu 10% công suất với thời lượng tích trữ 2 giờ. Tiếp đó, tại Văn bản số 5267/EVN-KH ngày 14/8/2025 của Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) đã giao các Tổng công ty Điện lực chủ động triển khai đầu tư, lắp đặt BESS trên lưới điện phân phối nhằm hỗ trợ đáp ứng nhu cầu phụ tải đỉnh và bảo đảm cung cấp điện an toàn, tin cậy.
Trong bối cảnh đó, bên cạnh hệ thống điều khiển, giám sát SCADA/PPC, hệ thống quản lý và tối ưu năng lượng EMS (Energy Management System) là thành phần thiết yếu để vận hành BESS hiệu quả. Làm chủ công nghệ EMS vì thế đóng vai trò quan trọng trong việc bảo đảm hệ thống điện vận hành an toàn, tin cậy, góp phần giữ vững an ninh năng lượng quốc gia khi tỷ trọng năng lượng tái tạo và BESS ngày càng lớn.
Giải bài toán vận hành BESS bằng EMS
Với một tình huống vận hành BESS chưa tối ưu khi nhà máy không được trang bị EMS (hình minh họa phía dưới). Cụ thể, nhà máy vận hành theo hợp đồng mua bán điện Hybrid Firm PPA: trong khung giờ cam kết (firm period) từ 9 - 22h, nhà máy điện mặt trời kết hợp BESS phải phát đủ công suất cam kết (firm capacity). Nếu phát thiếu sẽ bị phạt cả về công suất lẫn sản lượng. Ngoài khung giờ này (non-firm period), nhà máy được phát theo khả năng nhưng không vượt quá một ngưỡng nhất định của công suất cam kết. Đây là mô hình mua bán điện đã được áp dụng tại nhiều quốc gia, giúp biến nguồn năng lượng tái tạo từ chỗ “không điều độ được” thành “điều độ được” nhờ BESS.
Trong ví dụ này, nhà máy sử dụng nhiều hệ thống điều khiển, giám sát hoạt động độc lập, gồm hệ thống tự động hóa trạm (SAS), SCADA cho điện mặt trời, SCADA cho BESS và hệ thống điều khiển công suất (PPC). Các hệ thống chưa được tích hợp trên một nền tảng thống nhất, gây khó khăn cho công tác vận hành và điều phối.
Đáng chú ý, nhà máy chưa tích hợp hệ thống quản lý năng lượng (EMS). Việc lập lịch nạp/xả BESS chủ yếu dựa trên dự báo thời tiết và kinh nghiệm của vận hành viên, thay vì được tối ưu bằng thuật toán. Điều này có thể dẫn đến tình trạng điện mặt trời bị cắt giảm khi BESS đã nạp đầy hoặc BESS không còn đủ dung lượng để đáp ứng công suất cam kết, khiến nhà máy phát sinh chi phí do không hoàn thành nghĩa vụ phát điện.
Như minh họa trong ví dụ, vào ngày có bức xạ mặt trời thuận lợi, BESS được nạp đầy từ sớm nên trước 15 giờ đã hết khả năng lưu trữ, buộc nhà máy phải cắt giảm một phần công suất điện mặt trời.
Với giải pháp của ATS, toàn bộ các hệ thống SAS, SCADA, EMS và PPC được tích hợp trên nền tảng hợp nhất OneATS™. Hệ thống EMS tích hợp mô-đun dự báo công suất điện mặt trời và mô-đun tính toán tối ưu lịch nạp/xả BESS nhằm tối đa hóa doanh thu, đồng thời giảm thiểu chi phí do thiếu hụt công suất hoặc sản lượng cam kết. Bên cạnh đó, công nghệ kiểm thử phần cứng trong vòng lặp (Hardware-in-the-Loop) ở cấp toàn nhà máy của ATS cho phép kiểm thử chiến lược vận hành và khả năng đáp ứng các quy chuẩn lưới điện (Grid Codes) ngay từ giai đoạn thiết kế. Nhờ vậy, các phương án vận hành BESS chưa tối ưu có thể được phát hiện và điều chỉnh sớm.
Giải pháp EMS của ATS tích hợp toàn diện SCADA/EMS/PPC trên OneATS™
Giải pháp EMS của ATS được tích hợp toàn diện cùng SCADA và PPC trên nền tảng phần mềm hợp nhất OneATS™. EMS bao gồm mô-đun dự báo sử dụng các mô hình trí tuệ nhân tạo (AI), các mô-đun lập lịch nạp/xả BESS theo quy tắc và mô-đun tối ưu lập lịch nạp/xả BESS theo điều kiện vận hành:
Thứ nhất,lập lịch theo quy tắc: phủ đỉnh (Peak-shaving), dịch chuyển năng lượng theo thời gian sử dụng (Time-of-Use/Energy Shifting), theo lịch cố định và theo lịch linh hoạt;
Thứ hai,lập lịch tối ưu theo điều kiện vận hành: tối ưu đồng thời sản lượng năng lượng tái tạo và vận hành BESS;
Thứ ba,dự báo sản lượng năng lượng tái tạo dựa trên AI;
Thứ tư,dự báo giá điện theo thị trường.
Đặc biệt, EMS của ATS được xây dựng theo chiến lược vận hành tối ưu hai tầng.
Ở tầng 1 - Lập lịch tối ưu (Optimal Scheduling), EMS giải bài toán tối ưu nhiều biến để lập lịch vận hành cho BESS và nhà máy hybrid cho ngày tới hoặc tuần tới, với hàm mục tiêu tối đa hóa lợi nhuận theo hợp đồng mua bán điện (PPA) và bảo đảm các ràng buộc vận hành tin cậy.
Ở tầng 2 - Điều khiển thời gian thực (Real-time Dispatch), EMS giải lại bài toán tối ưu dựa trên dữ liệu vận hành thực tế để bù sai lệch dự báo và điều phối công suất tối ưu nhất. Cơ chế hai tầng giúp BESS và nhà máy hybrid được vận hành tối ưu một cách liên tục.
Kiểm thử phần cứng trong vòng lặp cấp hệ thống - công nghệ duy nhất
ATS sở hữu công nghệ kiểm thử phần cứng trong vòng lặp ở mức hệ thống (System-level Hardware-in-the-Loop Testing) và hiện là đơn vị duy nhất trên thị trường có năng lực này. Toàn bộ lưới điện và nhà máy được mô hình hóa trong DIgSILENT PowerFactory, trong khi hệ SCADA/EMS/PPC được cài đặt trên phần cứng công nghiệp thật. Bộ điều khiển vật lý điều khiển mô hình nhà máy theo thời gian thực ở mọi chế độ điều khiển, kịch bản vận hành và điều kiện lưới khác nhau.
Nhờ đó, khả năng điều khiển, mức độ tuân thủ Grid Code và chiến lược vận hành tối ưu EMS trên toàn nhà máy cùng ảnh hưởng của nhà máy lên lưới được đánh giá chi tiết, chuyên sâu và chính xác ngay từ khâu thiết kế, trước khi thí nghiệm, nghiệm thu và đóng điện. Đây là cách hiệu quả nhất để bảo đảm nhà máy được thiết kế chiến lược vận hành phù hợp và giảm thiểu rủi ro cho cả nhà máy lẫn hệ thống điện quốc gia.
ATS cung cấp SCADA/EMS/PPC cho dự án BESS đầu tiên trên lưới điện Việt Nam
ATS là đơn vị cung cấp giải pháp SCADA/EMS/PPC cho dự án BESS đầu tiên trên lưới điện Việt Nam: hệ thống pin lưu trữ tại 05 trạm biến áp 110 kV của Tổng công ty Điện lực TP. Hà Nội (EVNHANOI) – gồm các trạm Quang Minh, Bắc Thăng Long, Phùng Xá, Thanh Oai và Sài Đồng 2. Dự án có tổng quy mô 50 MW/100 MWh (mỗi trạm 10 MW/20 MWh), đánh dấu bước tiến quan trọng trong ứng dụng công nghệ lưu trữ năng lượng, góp phần phát triển lưới điện thông minh, nâng cao khả năng tích hợp năng lượng tái tạo và tăng độ linh hoạt vận hành hệ thống điện.
Trong dự án này, ATS cung cấp hệ thống SCADA/EMS/PPC phục vụ giám sát, điều khiển tối ưu và quản lý vận hành toàn bộ hệ thống BESS, với các chức năng quản lý năng lượng tiên tiến:
Giám sát tập trung, thu thập và xử lý dữ liệu thời gian thực từ toàn bộ hệ thống BESS;
Điều khiển tối ưu quá trình sạc/xả theo chế độ vận hành, tín hiệu điều độ và tình trạng hệ thống điện;
Hỗ trợ giảm quá tải lưới, cắt đỉnh (Peak Shaving), dịch chuyển phụ tải (Load Shifting) và nâng cao hiệu quả khai thác lưới;
Điều khiển công suất tác dụng và phản kháng, tham gia điều chỉnh tần số và điện áp, nâng cao độ ổn định hệ thống;
Quản lý trạng thái pin, dự báo và tính toán dung lượng khả dụng (SOC, SOH), tối ưu hiệu suất và kéo dài tuổi thọ hệ lưu trữ;
Quản lý cảnh báo, sự kiện, lịch sử vận hành và hỗ trợ chẩn đoán, bảo trì dự báo;
Sẵn sàng tích hợp với hệ thống điều độ, các hệ thống quản lý năng lượng và nguồn năng lượng tái tạo trong tương lai.
Chuyên gia ATS hướng dẫn vận hành hệ thống SCADA/EMS/PPC cho BESS tại các trạm biến áp 110 kV của Tổng công ty Điện lực TP.Hà Nội.
Dự án BESS đầu tiên trên lưới điện Việt Nam cho thấy, chúng ta hoàn toàn có khả năng làm chủ và nội địa hóa 100% công nghệ điều khiển - giám sát thời gian thực và công nghệ EMS tối ưu vận hành nhà máy điện. Với OneATS™, Việt Nam đã làm chủ trọn vẹn các công nghệ điều khiển, giám sát, SCADA - từ nhà máy điện, lưới truyền tải, lưới phân phối cho đến các công nghệ phân tích chuyên sâu tại các trung tâm điều hành của ngành điện.
Làm chủ công nghệ - hiện thân của tinh thần Nghị quyết 57
Sau hơn 18 tháng triển khai Nghị quyết số 57-NQ/TW của Bộ Chính trị về đột phá phát triển khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số quốc gia, trọng tâm đã chuyển từ hoàn thiện thể chế sang tổ chức thực hiện với yêu cầu cụ thể về hiệu quả và sản phẩm đầu ra. Đối với lĩnh vực năng lượng, Nghị quyết 57 xác định khoa học công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số là ba trụ cột để làm chủ công nghệ lõi, thúc đẩy chuyển đổi xanh, bảo đảm an ninh năng lượng và thực hiện mục tiêu phát thải ròng bằng 0.
Trong bối cảnh đó, OneATS™ - nền tảng "Made in Vietnam" do ATS phát triển là một minh chứng cho quá trình hiện thực hóa tinh thần Nghị quyết 57. Nền tảng tích hợp toàn diện các hệ thống điều khiển, giám sát thời gian thực, quản lý năng lượng và điều khiển công suất (SCADA/EMS/PPC), cùng nhiều ứng dụng phục vụ lưới điện thông minh, góp phần nâng cao năng lực làm chủ công nghệ, tối ưu vận hành và thúc đẩy chuyển đổi số trong ngành năng lượng.
Đến nay, các giải pháp SCADA/EMS/PPC trên nền tảng OneATS™ đã được triển khai tại hàng trăm dự án điện mặt trời, điện gió, hệ thống pin lưu trữ BESS và nhà máy hybrid trong và ngoài nước, với tổng công suất hơn 7 GW. Giải pháp đã được kiểm chứng đáp ứng các quy chuẩn lưới điện tại Việt Nam, Australia, Nhật Bản, Philippines, Malaysia và nhiều thị trường khác. Việc chinh phục những thị trường có yêu cầu kỹ thuật khắt khe như Australia và Nhật Bản là minh chứng cho năng lực nghiên cứu, phát triển và làm chủ công nghệ của doanh nghiệp Việt, đồng thời khẳng định vị thế của một sản phẩm công nghệ cao "Made in Vietnam" trên thị trường quốc tế.
Tài liệu tham khảo:@Station® - Substation Automation, Control & Protection System: https://ats.com.vn/substation-automation/@SCADA+® - SCADA/Monitoring Solution: https://ats.com.vn/scada-monitoring/PV SCADA & PPC SYSTEM – Solar Plant Control & Monitoring Solution: https://ats.com.vn/solar-plant-control-monitoring/WIND SCADA & PPC SYSTEM – Wind Plant Control & Monitoring Solution: https://ats.com.vn/wind-plant-control-monitoring/OneATS: Nền Tảng “Make in Vietnam” Phá Thế Độc Quyền Trong Vận Hành Hệ Thống Điện Trọng Yếu: https://ats.com.vn/vi/oneats-nen-tang-make-in-vietnam-pha-the-doc-quyen-trong-van-hanh-he-thong-dien-trong-yeu/
