TIỂU LUẬN CƠ BẢN VỀ CÁC HỆ THỐNG SẢN XUẤT NĂNG LƯỢNG ĐIỆN

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
CHƯƠNG TRÌNH KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT PHÁP
TS Phạm Đình Anh Khôi (Giảng viên hướng dẫn)
Tập thể lớp Việt Pháp 2011 – Chuyên ngành Hệ Thống Năng Lượng và Viễn Thông




TIỂU LUẬN
CƠ BẢN VỀ CÁC HỆ THỐNG
SẢN XUẤT NĂNG LƯỢNG ĐIỆN






TPHCM - 2014

Lời nói đầu
Hiện nay điện năng là “máu” của nền công nghiệp, đóng vai trò quyết định trong việc vận hành
của các nhà máy, xí nghiệp. Điện năng còn tác động trực tiếp tới rất nhiều lĩnh vực khác trong
đời sống hằng ngày và các quá trình sản xuất. Chính vì lý do đó, việc sản xuất, truyền tải và đảm
bảo việc cung cấp điện một cách liên tục là nhiệm vụ vô cùng quan trọng và bức thiết của xã hội,
mà trực tiếp thực hiện những nhiệm vụ này là các kĩ sư và các công nhân kĩ thuật trong ngành
điện.

Thông qua môn học Sản xuất năng lượng điện, sinh viên được cung cấp những kiến thức cần
thiết và bao quát nhất về hệ thống điện và các định hướng phát triển của nó. Hơn nữa, bằng cách
đọc giáo trình và tìm tòi nghiên cứu, tổ chức thuyết trình, viết tiểu luận, sinh viên hiểu thêm cách

thức hoạt động của một số loại nhà máy điện, truyền tải, các tính toán kinh tế của nó. Từ đó có
thể tiếp tục nghiên cứu sâu vào các vấn đề như vận hành các nhà máy, các trạm biến áp, các trạm
phân phối điện, các hệ thống điều độ quốc gia để đảm bảo việc vận hành điện cho đảm bảo, nắm
được các bài toán về kĩ thuật và kinh tế để giảm thiểu việc hao phí trong sản xuất và có được số
liệu cần thiết để đảm bảo cung cấp đủ, không thừa không thiếu.

Trong quá trình biên soạn tập thể lớp chúng tôi nhận được rất nhiều những hướng dẫn tận tình về
nội dung lẫn hình thức trình bày bài tiểu luận của TS. Phạm Đình Anh Khôi. Tuy nhiên sai sót
trong quá trình biên soạn là khó tránh khỏi, chúng tôi xin nhận về những góp ý đến từ mọi người
để ngày càng hoàn thiện và cập nhật kịp thời tài liệu này.

Địa chỉ liên lạc: Lớp Việt Pháp 2011 – Chuyên ngành Năng lượng và Viễn Thông, Chương trình
đào tạo kỹ sư chất lượng cao Việt Pháp, Đại học Bách Khoa – Đại học Quốc gia TP HCM, 268
Lý Thường Kiệt, Quận 10.

ĐT: Lớp trưởng Võ Anh Tuấn, 0973 374 133

Nhóm biên soạn



1 Tổng quan về sản xuất điện và thực trạng hiện tại ở Việt Nam 1-1
1.1 Giới thiệu chủ đề 1-1
1.2.1 Tổng quan về nguồn điện 1-1
1.2.2 Tổng quan về lưới điện trong hệ thống điện 1-4
1.2.3 Tổng quan về phụ tải điện 1-8
1.3 Các xu hướng phát triển về sản xuất điện và các vấn đề liên quan 1-10
1.3.1 Hệ thống điện thông minh (Smart Grid) 1-10
1.3.2 Truyền tải điện một chiều cao áp (High Voltage Direct Current - HVDC): 1-13
1.3.3 Xu hướng sử dụng năng lượng tái tạo ở Việt Nam [10] 1-14

1.3.4 Các xu hướng tìm kiếm năng lượng sạch trên thế giới [11] 1-17
1.3.5 An ninh năng lượng [12] 1-19
1.3.6 Vai trò quy hoạch xây dựng trong sử dụng tiết kiệm năng lượng [13] 1-24
Nguồn tham khảo 1-27
Phụ lục: Hỏi và trả lời 1-28

Danh sách thành viên nhóm:

1. Nguyễn Huỳnh Vương 41104351

2. Phan Văn Hoàng Vỹ 81104384

3. Phạm Văn Tín 21103653


1 Tổng quan về sản xuất điện và thực trạng hiện tại ở Việt Nam 1-1
1 Tổng quan về sản xuất điện và thực trạng hiện tại ở Việt Nam
1.1 Giới thiệu chủ đề
Ở phần đầu tiên của bài tiểu luận, chúng tôi xin giới thiệu về tổng quan về các vấn đề liên quan
đến các định hướng phát triển hệ thống điện ở Việt Nam và vấn đề an ninh và tiết kiệm năng
lượng hiện nay.
1.2 Tổng quan về hệ thống điện và thực trạng ở Việt Nam
1.2.1 Tổng quan về nguồn điện
1.2.1.1 Đặc điểm xây dựng nhà máy điện
Xây dựng các nhà máy điện gắn liền với vị trí các nguồn năng lượng sơ cấp theo vị trí địa lý.

Hình 1.1: Phân bố các nhà máy điện [1]
1-2 1 Tổng quan về sản xuất điện và thực trạng hiện tại ở Việt Nam
1.2.1.2 Tỷ trọng các loại hình sản xuất điện năng

Hình 1.2: Tỷ trọng các loại hình sản suất điện năng [1]
1.2.1.3 Cơ cấu đầu tư
Với mục đích góp phần đa dạng hóa hình thức đầu tư vào các công trình điện, từ đó giúp phát
triển nguồn điện, gia tăng số lượng các nhà máy điện, thúc đẩy hình thành thị trường điện cạnh
tranh, Bộ Công Thương đã quyết định thành lập Tổng công ty Phát điện 1, Tổng công ty Phát
điện 2 và Tổng công ty Phát điện 3.

Hình 1.3: Cơ cấu đầu tư vào thị trường điện Việt Nam[1]
1 Tổng quan về sản xuất điện và thực trạng hiện tại ở Việt Nam 1-3
1.2.1.4 Tầm nhìn về tương lai và chiến lược thực hiện
Để có thể đáp ứng được nhu cầu điện năng, Chính phủ Việt Nam đã đề ra mục tiêu cụ thể về sản
xuất và nhập khẩu cho ngành điện. Trong Tổng sơ đồ VII cho giai đoạn 2010-2020 tầm nhìn
2030 các mục tiêu bao gồm:
1) Sản xuất và nhập khẩu tổng cộng 194-210 tỉ kWh đến năm 2015, 330-362 tỉ kWh năm 2020,
và 695-834 tỉ kWh năm 2030;
2) Ưu tiên sản xuất điện từ nguồn năng lượng tái tạo bằng cách tăng tỷ lệ điện năng sản xuất từ
nguồn năng lượng này từ mức 3.5% năm 2010 lên 4.5% tổng điện năng sản xuất vào năm 2020
và 6% vào năm 2030;
3) Giảm hệ số đàn hồi điện/GDP từ bình quân 2.0 hiện nay xuống còn bằng 1.5 năm 2015 và 1.0
năm 2020;
4) Đẩy nhanh chương trình điện khí hoá nông thôn miền núi đảm bảo đến năm 2020 hầu hết số
hộ dân nông thôn có điện;

Các chiến lược được áp dụng để đạt các mục tiêu nói trên cũng đã được đề ra bao gồm:
1) Đa dạng hoá các nguồn sản xuất điện nội địa bao gồm các nguồn điện truyền thống (như than
và gas) và các nguồn mới (như Năng lượng tái tạo và điện nguyên tử);
2) Phát triển cân đối công suất nguồn trên từng miền: Bắc, Trung và Nam, đảm bảo độ tin cậy
cung cấp điện trên từng hệ thống điện miền nhằm giảm tổn thất truyền tải, chia sẻ công suất
nguồn dự trữ và khai thác hiệu quả các nhà máy thuỷ điện trong các mùa;
3) Phát triển nguồn điện mới đi đôi với đổi mới công nghệ các nhà máy đang vận hành;

4) Đa dạng hoá các hình thức đầu tư phát triển nguồn điện nhằm tăng cường cạnh tranh nâng cao
hiệu quả kinh tế;

Cơ cấu các nguồn điện cho giai đoạn 2010-2020 tầm nhìn 2030 đã được đề ra trong Tổng sơ đồ
VII và được tóm tắt ở bảng bên dưới. Nguồn điện quan trọng nhất vẫn là than và nhiệt điện.
Điện nguyên tử và năng lượng tái tạo chiếm tỉ trọng tương đối cao vào giai đoạn 2010-2020 và
sẽ dần trở nên tương đối quan trọng trong giai đoạn 2020-2030. Thuỷ điện vẫn duy trì thị phần
không đổi trong giai đoạn 2010-2020 và 2020-2030 vì thuỷ điện gần như đã được khai thác hết
trên toàn quốc.
1-4 1 Tổng quan về sản xuất điện và thực trạng hiện tại ở Việt Nam

Bảng 1.1: Cơ cấu nguồn điện theo công suất và sản lượng cho giai đoạn 2010-2020 tầm nhìn
2030 [2]
1.2.2 Tổng quan về lưới điện trong hệ thống điện
1.2.2.1 Hiện trạng hệ thống lưới điện ở Việt Nam
Hệ thống truyền tải điện bao gồm các cấp điện áp 500 kV, 220 kV và 110 kV. Hệ thống truyền
tải điện 500 kV với tổng chiều dài 4670 km từ Bắc tới Nam tạo điều kiện truyền tải trao đổi điện
năng giữa các miền Bắc, Trung và Nam. Mạch 1 của đường dây 500 kV được đưa vào vận hành
tháng 9 năm 1994, mạch 2 được đưa vào vận hành vào cuối năm 2005.

Năm 2012 lưới truyền tải 500 kV Bắc Nam vận hành tương đối ổn định và luôn truyền tải công
suất cao từ Bắc vào Nam, tổn thất trên HTĐ 500 kV đạt 2,76% giảm 1,04% so với năm 2011
(3,80%). Nhiều công trình đường dây và trạm đã chính thức đưa vào vận hành góp phần đáng kể
trong việc đảm bảo cung cấp điện, cải thiện chất lượng điện áp, giảm tổn thất, chống quá tải và
nâng cao độ ổn định vận hành của hệ thống.

Về HTĐ 500 kV đã đóng mới: 05 máy biến áp với tổng dung lượng 2734 MVA gồm: MBA
AT5 Tân Định (450 MVA), AT1 Hiệp Hòa (900 MVA), AT2 Ô Môn (450 MVA), T5,T6 NMĐ
Sơn La (2x467 MVA); thay mới và nâng cấp 03 máy biến áp với dung lượng tổng 1500 MVA
gồm: AT1 Tân Định (600 MVA), AT1 Đăk Nông (600 MVA), MBA T2 Phú Mỹ 3 (300 MVA);

đóng mới 02 ĐD 500 kV với tổng chiều dài 524,4 km (mạch kép Sơn La - Hiệp Hòa); nâng cấp
1 Tổng quan về sản xuất điện và thực trạng hiện tại ở Việt Nam 1-5
04 tụ bù dọc lên 2000 A (TBD 502 Đăk Nông, TBD 504 Đà Nẵng, TBD 505 Đà Nẵng, TBD 505
Pleiku).
1.2.2.2 Sơ đồ phân phối điện đường dây 500 kV

Hình 1.3: Sơ đồ phân phối điện đường dây 500 kV [3]
1-6 1 Tổng quan về sản xuất điện và thực trạng hiện tại ở Việt Nam
1.2.2.3 Sơ đồ phân phối điện vào mùa khô và mùa mưa
 Mùa khô

Hình 1.5: Trào lưu truyền tải điện vào mùa khô [3]
1 Tổng quan về sản xuất điện và thực trạng hiện tại ở Việt Nam 1-7
 Mùa mưa

Hình 1.6: Trào lưu truyền tải điện vào mùa mưa [3]

Trong năm 2012, do miền Nam chưa kịp bổ sung công trình mới trong khi phụ tải tăng cao nên
truyền tải công suất trên đường dây truyền tải 500 kV Bắc- Nam là rất căng thẳng, xu hướng
truyền tải công suất chủ yếu từ HTĐ miền Bắc, miền Trung vào miền Nam. Sản lượng điện nhận
từ HTĐ 500 kV của các HTĐ miền: HTĐ Bắc nhận 11,55 tỷ kWh chiếm 24,5% tổng sản lượng
miền, điện nhận của HTĐ Trung là 2,35 tỷ kWh chiếm 19,9 % tổng sản lượng miền, điện nhận
của HTĐ Nam là 19,49 tỷ kWh chiếm 32,8 % tổng sản lượng miền. Các đoạn đường dây thường
xuyên truyền tải cao là ĐD 500kV Hà Tĩnh - Nho Quan, Đà Nẵng - Hà Tĩnh, Phú Lâm - Đăk
Nông, PleiKu - Di Linh - Tân Định. Truyền tải trên đường dây 500 kV rất căng thẳng, các MBA
trên HTĐ 500kV thường xuyên mang tải cao và xuất hiện quá tải: MBA AT1, AT2 Thường Tín;
AT2 Nho Quan; AT1, AT2 Phú Lâm; AT1, AT2 Tân Định, Nhà Bè, Đăk Nông (khi phát cao các
thủy điện Nam miền Trung).

Hệ thống phân phối điện mặc dù trong điều kiện tương đối tốt vẫn còn có tổn thất điện năng cao.

Đường dây bị quá tải, máy biến áp vận hành với hiệu suất chưa cao, cáp điện có chất lượng kém
1-8 1 Tổng quan về sản xuất điện và thực trạng hiện tại ở Việt Nam
là nhưng nguyên nhân chính gây ra tổn thất cao. EVN đã có một số biện pháp quan trọng để giải
quyết những vấn đề này và hiện nay đã giảm đáng kể những tổn thất trên lưới truyền tải và phân
phối. EVN có kế hoạch tiếp tục giảm tỷ lệ tổn thất hệ thống xuống dưới 8.8% vào năm 2013 và
các năm tiếp theo.
1.2.2.4 Tầm nhìn về tương lai
Để có thể đảm bảo nhu cầu về điện của quốc gia trong tương lai, Việt Nam có kế hoạch phát
triển lưới quốc gia đồng thời cùng với phát triển các nhà máy điện nhằm đạt được hiệu quả tổng
hợp của đầu tư, đáp ứng được kế hoạch cung cấp điện cho các tỉnh, nâng cao độ tin cậy của hệ
thống cung cấp điện và khai thác hiệu quả các nguồn điện đã phát triển, hỗ trợ chương trình điện
khí hoá nông thôn và thiết thực chuẩn bị cho sự phát triển hệ thống điện trong tương lai.
Theo Tổng sơ đồ VII, cho giai đoạn 2010 - 2020 tầm nhìn 2030 các trạm và đường dây truyền tải
điện sẽ được bổ sung đáng kể vào hệ thống (xem Bảng 2 dưới đây)


Bảng 1.2: Số lượng đường dây và trạm điện được bổ sung vào lưới điện quốc gia cho giai đoạn
2010 – 2030 [2]
1.2.3 Tổng quan về phụ tải điện
1.2.3.1 Thông tin chung
Việt Nam nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, khí hậu được chia thành 2 mùa rõ rệt là mùa hè
(từ tháng 4 đến tháng 9) và mùa đông (thời gian còn lại). Do ảnh hưởng của đặc điểm khí hậu
cũng như tình hình phát triển của nền kinh tế trong giai đoạn hiện nay, biểu đồ phụ tải HTĐ Việt
Nam chia thành 2 dạng điển hình: mùa hè và mùa đông.

Đồ thị phụ tải hệ thống điện Quốc gia biến động lớn qua các giờ trong ngày (đặc biệt là đồ thị
mùa đông) và xuất hiện nhiều cao điểm trong ngày. Đồ thị phụ tải mùa hè bằng phẳng hơn đồ thị
phụ tải mùa đông, tuy nhiên cao điểm tối của mùa đông thường đến sớm hơn so với mùa hè.

Việc áp dụng và đưa vào hoạt động hệ thống công tơ 3 giá, công tác quản lý phụ tải đã được chú

trọng, tỷ trọng điện cho Công nghiệp và xây dựng tăng cao nên đã cải thiện được biểu đồ phụ tải
ngày. Tuy nhiên dạng đồ thị phụ tải HTĐ Quốc gia vẫn chưa ổn định, hệ số Pmin/Pmax năm
2012 là 0,52 (năm 2011 là 0,54) vẫn thấp nên gây khó khăn trong vận hành an toàn và kinh tế
HTĐ.

1 Tổng quan về sản xuất điện và thực trạng hiện tại ở Việt Nam 1-9
Trong năm 2012, điện năng sản xuất và nhập khẩu toàn hệ thống điện Quốc Gia đạt 120,257 tỷ
kWh (bao gồm cả sản lượng điện bán cho Campuchia), sản lượng điện tiêu thụ toàn quốc là
119,033 tỷ kWh, tăng 10,61 % so với năm 2011. Mức tăng trưởng này là tương đối thấp trong
vòng 10 năm qua (tốc độ tăng trung bình từ năm 2001 đến 2011 là 13,22%).

Về nhu cầu phụ tải: sản lượng ngày cao nhất đạt 376,68 triệu kWh (ngày 04/5, bao gồm cả bán
cho Campuchia), tăng 9,22% so với cùng kỳ 2011 (Amax2011 = 344,09 triệu kWh), công suất
cao nhất đạt được là 18603 MW (ngày 22/11), tăng 12,81% so với năm 2011.
1.2.3.2 Cơ cấu tiêu thụ điện

Bảng 1.3: Tiêu thụ điện theo ngành trong khoảng thời gian 2006 – 2010 [2]

Tốc độ tăng của tiêu thụ điện vượt xa tốc độ tăng trưởng GDP trong cùng kỳ. Ví dụ trong thời
gian 1995 - 2005 tốc độ tăng tiêu thụ điện hàng năm là hơn 14.9% trong khi tốc độ tăng trưởng
GDP chỉ là 7.2%. Tốc độ tăng tiêu thụ điện cao nhất thuộc về ngành công nghiệp (16.1%) và sau
đó là hộ gia đình (14%).

Trong tương lai, theo Tổng sơ đồ phát triển điện quốc gia (Tổng sơ đồ VII), nhu cầu điện của
Việt Nam tiếp tục tăng từ 14-16%/năm trong thời kỳ 2011 - 2015 và sau đó giảm dần xuống
11.15%/năm trong thời kỳ 2016 - 2020 và 7.4-8.4%/năm cho giai đoạn 2021 - 2030.
1-10 1 Tổng quan về sản xuất điện và thực trạng hiện tại ở Việt Nam
1.2.3.3 Tốc độ tăng trưởng phụ tải trong các năm

Bảng 1.4: Tốc độ tăng trưởng phụ tải trong giai đoạn 2002 – 2012 [4]

1.3 Các xu hướng phát triển về sản xuất điện và các vấn đề liên quan
1.3.1 Hệ thống điện thông minh (Smart Grid)
1.3.1.1 Giới thiệu [5]
Hệ thống điện là hệ thống lớn, thời gian thực, chịu ảnh hưởng của các yếu tố khí hậu thời tiết,
kinh tế xã hội và là nguồn động lực cho sự phát triển của nhân loại.

Do sự phát triển mạnh mẽ của kỹ thuật đo lường, điều khiển thông minh và hệ thống truyền
thông hiện đại dựa trên nền tảng kỹ thuật số tích hợp tất cả các lĩnh vực hoạt động trong hệ thống
điện tạo nên Hệ thống điện thông minh (Smart Grid) với các tính năng nổi trội nhằm mục tiêu:
+ Nâng cao độ tin cậy, an toàn và đảm bảo cung cấp điện.
+ Hiệu quả cao trong sản xuất, truyền tải, phân phối, tiết kiệm điện.
+ Sử dụng rộng rãi các nguồn năng lượng tái tạo.
+ Giảm thiểu các tác động ảnh hưởng tới môi trường.
1.3.1.2 Lịch sử hình thành hệ thống điện thông minh [5,6]
Nhu cầu sử dụng điện của con người:
+ Yêu cầu sử dụng điện tăng liên tục, trong khi các nguồn năng lượng sơ cấp truyền thống bị
dần cạn kiệt.
+ Nhiều tình huống xung đột xuất hiện, đòi hỏi điện năng tăng đột biến: ngày lễ tết, khí hậu
thời tiết , khiến nhiều hệ thống truyền tải và phân phối làm việc gần giới hạn cực đại, phát
sinh nguy cơ rã lưới.
1 Tổng quan về sản xuất điện và thực trạng hiện tại ở Việt Nam 1-11

Từ khởi đầu cho đến những năm 70 của thế kỷ 20, trong hệ thống điện, công nghệ điện cơ hoàn
toàn chiếm ưu thế.

Từ những năm 80, với sự phát triển mạnh mẽ của các bộ vi xử lý, xu hướng số hoá trong đo
lường, điều khiển và bảo vệ hệ thống điện đã dần thắng thế.

Từ năm 2000, hệ thống truyền thông kỹ thuật số dựa trên truyền dẫn bằng cáp quang, truyền
thông qua mạng Internet và hệ thống định vị toàn cầu GPS đã thâm nhập vào hệ thống điện.

Hoàn thành năm 2005, dự án Telegestore của Italia là lưới điện thông minh ra đời sớm nhất, và
cũng là lớn nhất hiện nay. Hệ thống này được đầu tư 2,1 tỷ Euro những lại có hiệu quả rất cao
giúp tiết kiệm tới 500 triệu Euro một năm cho ngành năng lượng nước này.

Telegestore khởi đầu cho ứng dụng và phát triển của mạng lưới điện thông minh trên quy mô
toàn cầu.
1.3.1.3 Hệ thống điện thông minh là gì? [5]
Về nguyên tắc, hệ thống điện thông minh là:
+ Sự nâng cấp và cập nhật hệ thống điện hiện có.
+ Sử dụng công nghệ đo lường, điều khiển và bảo vệ kỹ thuật số.
+ Kết hợp cùng với hệ thống truyền thông hiện đại.

Chức năng: tăng cường kết nối, nâng cao trình độ tự động hoá và điều phối các nhà cung cấp,
các hộ tiêu thụ và lưới điện nhằm thực hiện nhiệm vụ truyền tải và phân phối điện trên phạm
vi rộng cũng như cục bộ. Hệ thống điện thông minh phải có khả năng tự duy trì hoạt động
trước các thay đổi bất thường.

Các ưu điểm cơ bản của hệ thống điện thông minh:
+ Dễ dàng kết nối và đảm bảo vận hành cho tất cả các nguồn điện khác nhau làm cho
toàn bộ hệ thống vận hành hiệu quả hơn.
+ Hộ dùng điện chủ động tham gia vào việc vận hành tối ưu hệ thống, làm cho thị
trường điện phát triển.
+ Cung cấp cho các hộ dùng điện đầy đủ thông tin và các lựa chọn nguồn cung cấp.
+ Giảm thách thức về môi trường của hệ thống điện một cách đáng kể.
+ Nâng cao độ tin cậy, chất lượng và an toàn của hệ thống cung cấp điện.
1-12 1 Tổng quan về sản xuất điện và thực trạng hiện tại ở Việt Nam

Hình 1.7: Mô hình hệ thống điện thông minh [7]
1.3.1.4 Công nghệ của hệ thống điện thông minh [5]

Về truyền thông: tự động hoá hoàn hoàn các trạm, tự động hoá phân tán, hệ thống giám sát và
thu thập dữ liệu SCADA, hệ thống quản lý phụ tải, mạng không dây, truyền thông qua đường
dây tải điện, mạng cáp quang Các hệ thống thông tin này cho phép điều khiển thời gian thực,
thông tin và dữ liệu nhằm tối ưu hoá hệ thống điện, sử dụng hệ thống hiệu quả và an toàn.

Cảm biến và đo lường: có vai trò cốt lõi trong việc đánh giá tình trạng làm việc của hệ thống.
Các công nghệ gồm có dụng cụ thông minh dựa trên bộ vi xử lý, rơle bảo vệ kỹ thuật số, thiết bị
đọc dữ liệu, hệ thống hiển thị bảng giá trực tuyến

Các cảm biến thông minh tốc độ cao PMU phân bố trong mạng có thể được sử dụng để chỉ thị
chất lượng điện và một số đáp ứng một cách tự động.

Các linh kiện tiên tiến như các bộ điện tử công suất, bộ lưu trữ điện và các linh kiện chẩn đoán
đã làm thay đổi các khả năng và đặc tính của hệ thống: hệ thống điện xoay chiều linh hoạt,
truyền tải điện một chiều cao áp, hệ thống nguồn phân tán, cáp siêu dẫn

Điều khiển nâng cao: Tự động hoá hệ thống điện có khả năng dự đoán nhanh chóng và chính xác
các giải pháp cho lưới điện. Ba công nghệ điều khiển nâng cao được sử dụng là tác tử thông
minh phân tán, các công cụ phân tích (thuật toán phần mềm và máy tính tốc độ cao), các ứng
dụng (SCADA, tự động hoá trạm, đáp ứng tải) và trí tuệ nhân tạo.
1 Tổng quan về sản xuất điện và thực trạng hiện tại ở Việt Nam 1-13
1.3.1.5 Tình hình sử dụng hệ thống điện thông minh ở nước ta [6]
Từ năm 2003, EVN đã đưa vào sử dụng các trạm biến áp tự động. Mới đầu, công ty sử dụng các
sản phẩm của nước ngoài với giá thành khá cao. Sau đó, đã có những sản phẩm do Công ty ATS
(trong nước) sản xuất với giá thành chỉ bằng một nửa.

Các hệ thống giám sát và điều khiển trạm tích hợp với phần mềm @Station (sản phẩm được xếp
hạng 4 sao tại Sao Khuê 2010) đã được đưa vào vận hành trong hàng chục trạm 500 kV và 220
kV tại Việt Nam.

Tuy nhiên, đây mới chỉ là những bước đầu của một hệ thống mạng lưới điện thông minh quy mô
và cần nhiều nghiên cứu, đầu tư hơn nữa.
1.3.2 Truyền tải điện một chiều cao áp (High Voltage Direct Current - HVDC):
1.3.2.1 Giới thiệu [8]
Truyền tải điện cao áp một chiều (HVDC) có nhiều thuận lợi hơn truyền tải điện xoay chiều
xoay trong một số trường hợp đặc biệt.

Áp dụng thương mại đầu tiên của truyền tải điện một chiều là đường dây nối liền giữa đất liền
của Thụy Điển và quần đảo Gotland năm 1954, kể từ đó truyền tải điện một chiều phát triển
không ngừng.

Hệ thống HVDC đầu tiên ứng dụng van thyristor thực hiện năm 1972 giữa các hệ thống
NewBrunkswick và Quebec của Canada, van thyristor trở thành phần tử chính của các trạm biến
đổi điện một chiều.

Các trường hợp có thể áp dụng hệ thống VHDC:
+ Cáp ngầm dưới nước có chiều dài lớn hơn 30 km.
+ Kết nối không đồng bộ giữa hai hệ thống xoay chiều.
+ Truyền tải điện một chiều là một phương án cạnh tranh được với truyền tải điện xoay chiều
đối với khoảng cách hơn 600 km khi truyền tải một lượng công suất lớn với khoảng cách
xa bằng đường dây trên không.
+ Sự kết nối giữa hai hệ thống điện xoay chiều có cùng tần số qua đường dây.
+ Truyền tải công suất từ một trạm lớn từ xa đến trung tâm phụ tải cách đó vài trăm km.
+ Liên kết giữa các hệ thống lớn nhằm trao đổi liên tục công suất với các hệ thống lân cận
bất chấp có sự biến đổi về điện áp hoặc tần số.
1.3.2.2 Cấu hình hệ thống điện cao áp một chiều (HVDC)
Các kết nối DC được chia làm 3 loại chính [8]:
+ Kết nối đơn cực: dùng một dây dẫn, thường dùng cực tính âm. Đường về có thể dùng đất
hoặc nước.
+ Kết nối lưỡng cực: Kết nối này gồm hai dây một dương và một âm, mỗi đầu đều có bộ biến

đổi điện áp với điện áp định mức bằng nhau, mắc nối tiếp về phía điện một chiều. Điểm
nối giữa hai bộ biến đổi được nối đất.
1-14 1 Tổng quan về sản xuất điện và thực trạng hiện tại ở Việt Nam
+ Kết nối đồng cực: Kết nối này gồm hai hay nhiều dây có cùng cực tính, thường chọn cực
tính âm vì có ít nhiễu thông tin do vầng quang gây ra hơn. Đường trở về thông qua đất.
1.3.2.3 Thuận lợi và không thuận lợi khi xây dựng hệ thống điện cao áp một chiều
(HVDC)
+ Thuận lợi [8]:
- Tải được lượng công suất lớn đi xa, truyền tải ít tổn hao hơn so với điện xoay chiều
- Hệ thống ổn định hơn
- Xây dựng đường dây đơn giản hơn, có vài khoảng tiết kiệm hơn hơn so với điện xoay
chiều như về vật liệu cách điện, diện tích xây dựng đường dây
- Các vấn đề liên quan đến kết nối và điều khiển hệ thống đơn giản hơn

+ Không thuận lợi [8]:
- Chi phí cao do xây dựng các trạm biến đổi phức tạp và các khí cụ đắt tiền
- Bộ biến đổi tiêu thụ công suất phản kháng đáng kể
- Công suất phản kháng của phụ tải phải được cung cấp tại chỗ do đường dây DC không
truyền tải công suất phản kháng
- Phát sinh họa tần, đòi hỏi mạch lọc
- Việc thiếu máy cắt DC có thể gây trở ngại vận hành của mạng điện
- Không có máy biến áp kiểu DC để thay đổi điện áp theo cách đơn giản
1.3.2.4 Tình hình và khả năng xây dựng hệ thống điện cao áp 1 chiều ở Việt Nam
Ở Việt Nam hiện nay chưa có hệ thống điện cao áp một chiều, tuy nhiên trong tương lai có thể sẽ
có.

Những dự án truyền tải điện cao áp một chiều tiềm năng [9]:
+ Truyền tải điện khu vực Nam Trung Bộ - Đông Nam Bộ
+ Truyền tải điện liên kết Việt Nam - Trung Quốc
1.3.3 Xu hướng sử dụng năng lượng tái tạo ở Việt Nam [10]

Việt Nam có tiềm năng phát triển các nguồn Năng lượng tái tạo sẵn có của mình. Những
nguồn Năng lượng tái tạo có thể khai thác và sử dụng trong thực tế đã được nhận diện đến nay
gồm: thủy điện nhỏ, năng lượng gió, năng lượng sinh khối, năng lượng khí sinh học (KSH),
nhiên liệu sinh học, năng lượng từ nguồn rác thải sinh hoạt, năng lượng mặt trời, và năng
lượng địa nhiệt.
1 Tổng quan về sản xuất điện và thực trạng hiện tại ở Việt Nam 1-15
1.3.3.1 Thủy điện nhỏ

Hình 1.8: Nhà máy thủy điện nhỏ

Được đánh giá là dạng năng lượng tái tạo khả thi nhất về mặt kinh tế - tài chính. Căn cứ vào các
báo cáo đánh giá gần đây nhất thì hiện nay có trên 1.000 địa điểm đã được xác định có tiềm năng
phát triển thủy điện nhỏ, qui mô từ 100kW tới 30MW với tổng công suất đặt trên 7.000MW, các
vị trí này tập trung chủ yếu ở vùng núi phía Bắc, Nam Trung Bộ và Tây Nguyên.
Vấn đề đặt ra khi thực hiện đề án về thủy điện nhỏ:
+ Xây dựng: đó là quá trình đấu thầu và tiến hành xây dựng ở Việt Nam còn nhiều tiêu cực,
khiến cho chất lượng của các thủy điện xây lên không cao, an toàn thấp và hiệu suất điện
năng không đạt như yêu cầu.
+ Vận hành: một nhà máy thủy điện nào khi vận hành thì đều có chi phí cho nhân lực và duy
tu bảo dưỡng cho máy móc… trong khi đó giá bán điện hiện nay thì các nhà máy thủy điện
công suất nhỏ phải bán cho EVN rồi EVN mới bán điện lại cho dân, vì thế các nhà máy
điện nhỏ không thể chủ động và thường xuyên bị ép giá, khiến cho nguồn thu của các nhà
máy điện này quá thấp, không đủ để duy trì hoặc duy trì một cách yếu ớt.
1-16 1 Tổng quan về sản xuất điện và thực trạng hiện tại ở Việt Nam
1.3.3.2 Năng lượng gió

Hình 1.9: Khai thác năng lượng gió

Được đánh giá là quốc gia có tiềm năng phát triển năng lượng gió nhưng hiện tại số liệu về tiềm
năng khai thác năng lượng gió của Việt Nam chưa được lượng hóa đầy đủ bởi còn thiếu điều tra

và đo đạc. Số liệu đánh giá về tiềm năng năng lượng gió có sự dao động khá lớn, từ 1.800 MW
đến trên 9.000 MW, thậm chí trên 100.000 MW. Theo các báo cáo thì tiềm năng năng lượng gió
của Việt Nam tập trung nhiều nhất tại vùng duyên hải miền Trung, miền Nam, Tây Nguyên và
các đảo.
1.3.3.3 Năng lượng sinh khối (Biomass)
Là một nước nông nghiệp, Việt Nam có tiềm năng rất lớn về nguồn năng lượng sinh khối. Các
loại sinh khối chính là: gỗ năng lượng, phế thải - phụ phẩm từ cây trồng, chất thải chăn nuôi, rác
thải ở đô thị và các chất thải hữu cơ khác. Khả năng khai thác bền vững nguồn sinh khối cho sản
xuất năng lượng ở Việt Nam đạt khoảng 150 triệu tấn mỗi năm. Một số dạng sinh khối có thể
khai thác được ngay về mặt kỹ thuật cho sản xuất điện hoặc áp dụng công nghệ đồng phát năng
lượng (sản xuất cả điện và nhiệt) đó là: trấu ở Đồng bằng Sông Cửu long, bã mía dư thừa ở các
nhà máy đường, rác thải sinh hoạt ở các đô thị lớn, chất thải chăn nuôi từ các trang trại gia súc,
hộ gia đình và chất thải hữu cơ khác từ chế biến nông-lâm-hải sản…
1 Tổng quan về sản xuất điện và thực trạng hiện tại ở Việt Nam 1-17
1.3.3.4 Năng lượng mặt trời

Hình 1.10: Khai thác năng lượng mặt trời

Việt Nam có tiềm năng về nguồn năng lượng mặt trời, có thể khai thác cho các sử dụng như:
+ Đun nước nóng
+ Phát điện
+ Các ứng dụng khác như sấy, nấu ăn

Với tổng số giờ nắng cao lên đến trên 2.500 giờ/năm, tổng lượng bức xạ trung bình hàng năm
vào khoảng 230-250 kcal/cm
2
theo hướng tăng dần về phía Nam là cơ sở tốt cho phát triển các
công nghệ năng lượng mặt trời.
1.3.3.5 Năng lượng địa nhiệt
Mặc dù nguồn địa nhiệt chưa được điều tra và tính toán kỹ. Tuy nhiên, với số liệu điều tra và

đánh giá gần đây nhất cho thấy tiềm năng điện địa nhiệt ở Việt Nam có thể khai thác đến trên
300MW. Khu vực có khả năng khai thác hiệu quả là miền Trung.Hiện tại, sử dụng năng lương
tái tạo ở Việt Nam mới chủ yếu là năng lượng sinh khối ở dạng thô cho đun nấu hộ gia đình.
Năm 2010, mức tiêu thụ đạt khoảng gần 13 triệu tấn quy dầu.Ngoài việc sử dụng năng lượng
sinh khối cho nhu cầu nhiệt, thì còn có một lượng Năng lượng tái tạo khác đang được khai thác
cho sản xuất điện năng. Theo số liệu mới nhất đến năm 2010, tổng điện năng sản xuất từ các
dạng Năng lượng tái tạo đã cung cấp lên lưới điện quốc gia đạt gần 2.000 triệu kWh, chiếm
khoảng 2% tổng sản lượng điện phát lên lưới toàn hệ thống.
1.3.4 Các xu hướng tìm kiếm năng lượng sạch trên thế giới [11]
1.3.4.1 Nhà máy điện nổi trên mặt nước
Hãng Startup Sway đang thử nghiệm nhà máy điện nổi kiểu mới: turbin không đặt trên nền bê
tông mà được thả neo ở vùng nước sâu rất xa bờ và khai thác năng lượng gió ở ngoài biển khơi
với công nghệ hoàn toàn mới. Theo tính toán của chuyên gia năng lượng biển Jochen Bard thuộc
1-18 1 Tổng quan về sản xuất điện và thực trạng hiện tại ở Việt Nam
Viện Fraunhofer của Đức thì vùng biển của châu Âu có đủ tiềm năng xây dựng các nhà máy điện
gió ở những vùng có độ sâu tới 200m để tạo ra sản lượng điện lên tới 8000 Terawatt/giờ. Lượng
điện này nhiều gấp đôi lượng điện mà EU đã sử dụng trong năm 2010. Hiện nay người ta đã thử
nghiệm cáp ngầm dẫn điện dài hàng trăm km vào đất liền tại các công viên gió ở ngoài khơi
(Windpark- Offshore).

Hãng Startup Ocean Power Technologies của Hoa Kỳ còn có ý định tận dụng năng lượng sóng
thành năng lượng điện thông qua các máy phát điện được đặt trên phao ở vùng biển sâu khoảng
50m. Nhà máy thử nghiệm đầu tiên hoạt động ở ngoài khơi Schottland và cũng đạt công suất 150
kW. Các nhà nghiên cứu hy vọng khi lắp đặt hàng trăm hệ thống như thế gần kề nhau cũng có
thể tạo ra một sản lượng điện tương đương một nhà máy điện chạy than cỡ trung bình hiện nay.

Viện nghiên cứu Scienza Industria Tecnologia của Italia đã thử nghiệm một loại công nghệ khác ở trên hồ
thuộc vùng Toscana: lắp đặt hàng loạt module năng lượng Mặt trời (Solarmodule) trên một phao nổi theo
nằm chênh chếch với bầu trời. Nhà máy điện nổi này xoay xung quanh Mặt trời và được làm mát nhờ hệ
thống dàn phun nước. Công nghệ này có thể giúp công suất điện tăng hai phần ba so với nhà máy điện

Mặt trời trên mặt đất.
1.3.4.2 Đại lộ mặt trời
Doanh nghiệp Start-Up Solar Roadways đang muốn lắp thêm các mô đun năng lượng Mặt trời
trên đường và biến các đại lộ giao thông trở thành nhà máy phát điện tương lai. Các mô đun này
hình vuông, mỗi chiều 3 m và được che bằng một tấm kính cường lực, xe tải có thể chạy qua mà
không gây sự cố. Những mô đun này nằm liền kề với nhau trên cả tuyến đường. Theo tính toán
của các chuyên gia tại Start-Up Solar Roadways, nếu như trên các tuyến đường của Hoa Kỳ đều
ứng dụng công nghệ này thì sản lượng điện được tạo ra từ các tuyến đường gấp ba lần lượng điện
mà người dân Hoa Kỳ sử dụng hằng năm. Tuy chi phí lắp đặt một tấm lên tới 10.000 USD nhưng
họ vẫn tin rằng chỉ sau 20 năm sẽ hoàn vốn. Ngoài ra, Start-Up Solar Roadways còn lắp đặt hệ
thống đèn LED để chiếu sáng các biển báo giao thông. Ngay trong năm nay doanh nghiệp này đã
có bước đi đầu tiên - xây dựng tại bang Idaho nhà máy phát điện đầu tiên trên một bãi đỗ xe.
1.3.4.3 Tế bào nhiên liệu vi sinh
Tế bào nhiên liệu vi sinh vật có thể giải quyết vấn đề hiện nay của ắc quy là hiệu suất thấp và nhanh hết
điện. Hãng Toshiba đã đưa ra thị trường tế bào nhiên liệu có kích thước như một bàn tay và có thể nạp
điện vào bình ắc quy trên đường đi. Methanol được tạo thành từ rác thải hay phụ phẩm nông nghiệp. Viện
Fraunhof đã chế tạo một tế bào nhiên liệu to bằng khuy áo, không lâu nữa nó có thể lấy hydro từ một
phản ứng hóa học của kim loại và nước.
1.3.4.4 Tế bào quang điện hữu cơ
Martin Pfeiffer, giám đốc kỹ thuật hãng Solar-Startups Heliatek Dresden (Đức) đưa ra một
miếng nhựa hết sức đặc biệt có thể, được tạo thành từ các tế bào quang điện hữu cơ có khả năng
biến ánh sáng thành điện. Tuy loại tế bào này chỉ có khả năng biến nhiều nhất 10,7 % năng
lượng Mặt trời mà nó thu được thành năng lượng điện, trong khi đó loại tế bào silizium thông
thường có thể tận dụng tới 20%. Nhưng loại nhựa tổng hợp này chỉ có trọng lượng 500 gram/m
2
,
chỉ bằng 1/15 so với tế bào silizium và giá bán 1 Watt là 50 Cent trong khi giá bán
siliziummodulle là 73 Cent.
1 Tổng quan về sản xuất điện và thực trạng hiện tại ở Việt Nam 1-19
Tế bào quang điện hữu cơ có khả năng tạo nhiệt cả từ ánh sáng nhân tạo, nên trong tương lai có

thể kết hợp với các bình ắc quy cỡ nhỏ để thay thế cho pin lắp trong thiết bị điều khiển tự động,
thiết bị báo khói và các thiết bị rất nhỏ khác. Khi tích hợp trong dãy hành lang ở các tòa nhà thì
tế bào chất dẻo này sẽ biến các tòa nhà thành những nhà máy điện mini.
1.3.4.5 Dầu tảo
Hãng Startups Sapphire Energy của Mỹ đang nhân giống và nuôi trồng trên diện rộng một loại
lục tảo có khả năng sản xuất một chất có thể thay thế dầu đốt. Chất dầu này sẽ được tách lọc khỏi
nước và tinh luyện thành dầu công nghiệp. Khác với dầu mỏ khi bị đốt cháy sẽ sản sinh ra một
lượng lớn khí thải gây hiệu ứng nhà kính CO
2
và làm cho khí hậu nóng lên loại dầu tảo mới này
lại không có tác động phụ đó. Loại tảo này có thể sinh sôi, nảy nở trong điều kiện nuôi trồng
nhân tạo, ánh sáng trời và khí CO
2
là nguồn phân bón của chúng. Hãng Sapphire có kế hoạch
nhân rộng diện tích nuôi trồng tảo để từ đó từng bước thay thế nguồn tài nguyên quan trọng nhất
hiện nay là dầu mỏ đang ngày càng khan hiếm và đắt đỏ. Tập đoàn ô tô VW của Đức đã bắt đầu
thử nghiệm loại nhiên liệu mới này.
1.3.5 An ninh năng lượng [12]
1.3.5.1 Khái niệm
 Khái niệm năng lượng
+ Thuật ngữ năng lượng được định nghĩa là những tài nguyên thiên nhiên có thể cung cấp nguyên
liệu làm các vật thể hoạt động, vận động máy móc và thao tác sản xuất. Từ điển Tiếng Việt định
nghĩa là “đại lượng vật lí cho khả năng sinh ra công của một vật”. Đại từ điển Bách khoa toàn thư
Tiếng Anh đã định nghĩa năng lượng như sau: “là thuật ngữ bao gồm nhiệt năng, thủy năng và ánh
sáng, con người có khả năng chuyển hóa thích hợp để cung cấp nhu cầu năng lượng cho chính
mình” [9, tr.24]. Từ điển Hán ngữ hiện đại định nghĩa năng lượng là “những vật chất có thể sản
sinh ra năng lượng như: nhiệt năng, thủy năng…”.
+ Cho đến nay, khái niệm năng lượng được phổ cập ở hầu hết khắp các quốc gia, ở cấp độ
toàn cầu. Người ta căn cứ vào những loại hình (khí hóa lỏng, xăng dầu, điện lực…), quá
trình hình thành (năng lượng có sẵn, năng lượng đến từ thiên thể, năng lượng do tác dụng

của trái đất…), trình độ và cách sử dụng (năng lượng truyền thống, năng lượng mới),
phương pháp khai thác (khai thác từ tự nhiên, chuyển hóa, gia công…), khả năng tái sinh
(năng lượng tái sinh và không tái sinh) và căn cứ vào mức độ ảnh hưởng đến môi trường
(năng lượng sạch, năng lượng không sạch…) để định nghĩa năng lượng.
+ Tuy nhiên, khái niệm năng lượng được hiểu chung nhất là các nguồn tài nguyên, nhiên liệu
cung cấp, phục vụ cho đời sống, sản xuất và các nhu cầu thiết yếu của con người. Năng
lượng là một trong những điều kiện tối kiên quyết của sự sống còn và phát triển của mỗi
con người và toàn nhân loại. Điều kiện tiên quyết cho sự tồn tại và phát triển của bất kì nền
văn minh nào đều là năng lượng. Trong các loại năng lượng, dầu mỏ, than đá và khí hóa
lỏng là ba loại hình năng lượng quan trọng nhất, có ảnh hưởng đến mọi đời sống của con
người.

 Khái niệm an ninh năng lượng
+ An ninh năng lượng là một lĩnh vực quan trọng gắn với vấn đề an ninh và an ninh quốc gia.
An ninh năng lượng là một từ xuất hiện trong hệ thống từ ngữ hiện đại từ thập niên 50 của