Ở Australia, khi các nhà máy nhiệt điện than dần đóng cửa và năng lượng tái tạo như điện mặt trời, điện gió tăng lên, những tua-bin quay lớn giúp ổn định lưới điện cũng đang giảm theo. Đây là lý do máy bù đồng bộ (thiết bị điện lớn quay khi được kết nối với lưới điện), không sản xuất điện nhưng góp phần duy trì điện áp, lại thu hút sự chú ý. Cơ quan Điều hành Thị trường Năng lượng Australia (AEMO) dự định lắp thêm máy bù đồng bộ tại những khu vực được dự báo sẽ thiếu hoặc đã thiếu độ mạnh của lưới điện (khả năng duy trì điện áp ổn định của lưới điện) do năng lượng tái tạo và pin được mở rộng, đồng thời các nhà máy nhiên liệu hóa thạch đóng cửa.

Bối cảnh

Các máy phát điện lớn truyền thống vừa sản xuất điện, vừa quay và góp phần ổn định lưới điện. Khi một nhà máy điện than đóng cửa, không chỉ sản lượng điện giảm mà cả tua-bin quay giúp giảm thiểu các cú sốc trong lưới điện cũng biến mất. Điện mặt trời, điện gió và pin thường cung cấp điện thông qua bộ biến tần (thiết bị chuyển dòng điện một chiều thành dòng điện xoay chiều), nhưng các bộ biến tần thông thường không tự động cung cấp chức năng tăng cường độ mạnh của lưới điện như các máy phát điện quay lớn trước đây.

Máy bù đồng bộ là một thiết bị điện lớn quay khi được kết nối với lưới điện. Thiết bị này trông giống máy phát điện nhưng không sản xuất điện. Nhờ chuyển động quay, nó hấp thụ các cú sốc của lưới điện và giúp đưa điện áp trở lại phạm vi hoạt động bình thường khi điện áp trở nên bất ổn. Pin có thể đảm nhiệm một số chức năng ổn định, nhưng không thể thay thế tất cả các chức năng đó.

Từ năm 2000, tiêu chuẩn điện áp của lưới điện Australia là 230 volt; giới hạn cho phép là cao hơn mức này tối đa 10% và thấp hơn tối đa 6%. Có thể hình dung điện áp như áp lực nước bên trong đường ống. Theo mối lo ngại được nêu trong bài viết, điện áp có thể trở nên bất ổn khi nhu cầu điện thay đổi đột ngột hoặc một nhà máy điện lớn ngừng hoạt động ngoài dự kiến; hậu quả có thể là mất điện hoặc thiết bị gia dụng bị hư hỏng.

Máy bù đồng bộ không phải là phát minh mới. Thiết bị này đã được sử dụng hơn một thế kỷ và từng được dùng rộng rãi để ổn định lưới điện, nhưng nhu cầu giảm đi khi công nghệ lưới điện phát triển. Nay, khi cấu trúc cung cấp điện thay đổi, nhu cầu sử dụng thiết bị này lại tăng lên. Một số bang của Australia đã lắp đặt máy bù đồng bộ để bảo đảm độ tin cậy của lưới điện; nhu cầu lắp thêm phụ thuộc vào tốc độ đóng cửa các nhà máy điện than.

Tin tức này có ý nghĩa gì

Tăng tỷ trọng năng lượng tái tạo không chỉ đơn thuần là thay đổi nguồn phát điện. Khi chức năng ổn định lưới điện vốn do các nhà máy điện than đảm nhiệm suy giảm, lưới điện cũng cần được trang bị các thiết bị để bù đắp. Máy bù đồng bộ không phải là thiết bị cung cấp thêm điện mà giúp lưới điện duy trì sự ổn định khi điện áp dao động; vì thế, thiết bị này giải quyết một thách thức khác với việc mở rộng sản lượng điện tái tạo.

Đó cũng là lý do vị trí và quy mô lắp đặt rất quan trọng. Các nghiên cứu đánh giá máy bù đồng bộ có hiệu quả, nhưng chi phí cao. Vì vậy, kết luận của nghiên cứu được trích dẫn trong bài viết là cần lắp đặt thiết bị với quy mô phù hợp tại những nơi cần thiết. Kế hoạch của AEMO cũng tập trung vào những khu vực được dự báo sẽ thiếu hoặc đã thiếu độ mạnh của lưới điện do năng lượng tái tạo và pin được mở rộng, đồng thời các nhà máy nhiên liệu hóa thạch đóng cửa. Điểm mấu chốt là thiết bị cần thiết và thời điểm lắp đặt có thể khác nhau tùy theo tốc độ đóng cửa các nhà máy điện và tình trạng thiếu hụt tại từng khu vực.

Chẳng hạn, nếu một nhà máy điện than đóng cửa tại một khu vực trong khi năng lượng tái tạo và pin được mở rộng, thì ngoài việc xem xét cách thay thế lượng điện cung cấp, còn cần tìm hiểu cách bảo đảm chức năng ổn định điện áp. Lắp đặt máy bù đồng bộ có thể là một trong những giải pháp bổ sung, nhưng chỉ dựa trên những thông tin được nêu làm căn cứ thì chưa thể xác định khu vực đó thực sự cần bao nhiêu máy.

Máy bù đồng bộ không phải là thiết bị thay thế nhà máy phát điện. Đây là thiết bị bổ trợ cho sự ổn định điện áp của lưới điện; để phát huy hiệu quả khi lắp đặt, cần xác định vị trí và quy mô phù hợp.

Những gì đã được xác nhận và những gì chưa thể biết

Những gì đã được xác nhận

  • Ở Australia, các nhà máy điện than đang dần đóng cửa, trong khi năng lượng tái tạo như điện mặt trời và điện gió ngày càng tăng.
  • Cùng với việc các nhà máy điện than đóng cửa, những tua-bin quay lớn từng góp phần ổn định lưới điện cũng biến mất.
  • Máy bù đồng bộ không sản xuất điện mà quay, giúp ổn định điện áp và hấp thụ các cú sốc.
  • AEMO dự định lắp thêm máy bù đồng bộ, tập trung vào những khu vực được dự báo sẽ thiếu hoặc đã thiếu độ mạnh của lưới điện.
  • Các nghiên cứu ghi nhận hiệu quả của máy bù đồng bộ, đồng thời đánh giá rằng do chi phí cao, cần xác định vị trí và quy mô lắp đặt phù hợp.

Những gì chưa thể biết

  • Các khu vực và số lượng máy bù đồng bộ cụ thể dự kiến lắp đặt tại Australia chưa được nêu.
  • Chi phí lắp đặt thiết bị và cách thu xếp nguồn vốn cũng chưa được xác nhận.
  • Chưa có giải thích cụ thể về việc quy mô và thời điểm cần lắp thêm thiết bị sẽ thay đổi như thế nào tùy theo tốc độ đóng cửa các nhà máy điện than.

Điều độc giả cần theo dõi

  • Cần theo dõi xem các kế hoạch tiếp theo về độ tin cậy của lưới điện Australia có công bố cụ thể khu vực và số lượng máy bù đồng bộ sẽ lắp đặt hay không.
  • Vì máy bù đồng bộ được giới thiệu là có chi phí cao, độc giả có thể theo dõi xem khi kế hoạch lắp đặt được công bố, chi phí và cách thu xếp nguồn vốn có được công bố cùng hay không.
  • Khi xem xét kế hoạch lưới điện tại từng khu vực, cũng cần tìm hiểu thiết bị nào sẽ bù đắp chức năng ổn định điện áp bị suy giảm do các nhà máy điện than đóng cửa, chứ không chỉ xem xét việc thay thế sản lượng điện.