Nhu cầu điện tăng nhanh, phụ tải biến động mạnh và sự gia tăng của các nguồn năng lượng tái tạo đang đặt ra yêu cầu mới đối với hệ thống điện miền Bắc: không chỉ phát triển thêm nguồn và lưới, mà phải nâng cao khả năng điều tiết và vận hành linh hoạt. Trong bối cảnh đó, Tổng công ty Điện lực miền Bắc (EVNNPC) đang tăng tốc triển khai hệ thống pin lưu trữ năng lượng (BESS), đưa một công nghệ mới từ định hướng quy hoạch vào thực tiễn vận hành tại các trạm biến áp.

Phụ tải tăng, hệ thống cần thêm độ linh hoạt

Trong những năm gần đây, nhu cầu điện tại miền Bắc tiếp tục tăng cùng quá trình phát triển công nghiệp, đô thị và dịch vụ. Đặc biệt, tại các địa bàn tập trung sản xuất, phụ tải có thể tăng nhanh trong những khoảng thời gian ngắn, tạo áp lực lớn lên hệ thống điện.

Theo EVNNPC, công suất cực đại năm 2026 đã đạt 21.142 MW vào 22 giờ 30 phút ngày 24/6, tăng khoảng 11,4% so với năm 2025. Dự báo năm 2027, công suất cực đại có thể đạt khoảng 23.500-23.800 MW, tăng 12-12,5%.

Những con số này cho thấy bài toán của hệ thống điện không chỉ là có đủ công suất nguồn, mà còn phải có khả năng đáp ứng nhanh những biến động của phụ tải. Trong khi một dự án nguồn điện hoặc lưới điện mới cần thời gian đầu tư, nhu cầu sử dụng điện có thể tăng mạnh ngay trong một mùa cao điểm. Đây là khoảng trống mà lưu trữ năng lượng BESS có thể tham gia.

Về nguyên lý, BESS tích trữ điện năng trong thời điểm phụ tải thấp, sau đó phát trở lại khi hệ thống cần. Điện năng được “dịch chuyển” giữa các thời điểm, qua đó hỗ trợ giảm công suất đỉnh, giảm áp lực cho lưới và tạo thêm dư địa cho công tác điều độ.

Đáng chú ý, BESS có thể đảm nhận hai trạng thái gần như đối lập: khi sạc, hệ thống được xem như một phụ tải; khi xả, lại có thể đóng vai trò như một nguồn điện. Theo ông Lại Việt Anh, Trưởng phòng Điều độ, Công ty Điện lực Bắc Ninh, đặc tính này cho phép BESS tham gia điều chỉnh phụ tải, giảm công suất đỉnh và hỗ trợ nâng cao độ ổn định, tin cậy của hệ thống.

Như trong đợt nắng nóng tháng 8, công suất sử dụng điện tại Bắc Ninh có thời điểm lên khoảng 3.229MW. Khi phụ tải tăng cao, PC Bắc Ninh đã huy động khoảng 30MW từ BESS để hỗ trợ lưới điện.

Điểm mới ở đây không chỉ nằm ở thiết bị, mà ở cách hệ thống điện ứng phó với phụ tải. Thay vì chỉ huy động nguồn khi nhu cầu đã tăng cao, một phần nguồn lực được tích trữ từ trước và sẵn sàng đưa vào sử dụng đúng thời điểm cần thiết. Nói cách khác, BESS đang bổ sung một cách linh hoạt cho hệ thống điện miền Bắc.

Từ Quy hoạch điện VIII điều chỉnh đến bước đi tiên phong ở miền Bắc

Việc đưa lưu trữ năng lượng vào hệ thống điện không phải là lựa chọn riêng của ngành điện miền Bắc, mà nằm trong định hướng phát triển hệ thống điện quốc gia.

Quyết định số 768/QĐ-TTg ngày 15/4/2025 phê duyệt Điều chỉnh Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia thời kỳ 2021-2030, tầm nhìn đến năm 2050 đã xác định phát triển hệ thống điện theo hướng bảo đảm an ninh năng lượng đồng thời xây dựng lưới điện thông minh, nâng cao năng lực quản trị và vận hành hệ thống.

Đáng chú ý, Quy hoạch điện VIII điều chỉnh đặt mục tiêu đến năm 2030 phát triển nguồn lưu trữ khoảng 10.000-16.300 MW. Trong đó, pin lưu trữ được định hướng phát triển để phục vụ nhu cầu hệ thống, kết hợp với các nguồn năng lượng tái tạo và bố trí gần các trung tâm nguồn điện gió, điện mặt trời hoặc trung tâm phụ tải. Đến năm 2050, công suất pin lưu trữ được định hướng đạt khoảng 95.983-96.120 MW.

Bên cạnh đó, thủy điện tích năng được quy hoạch với công suất khoảng 2.400-6.000 MW vào năm 2030, nhằm điều hòa phụ tải, dự phòng công suất và hỗ trợ tích hợp các nguồn năng lượng tái tạo quy mô lớn.

Sự xuất hiện của lưu trữ với quy mô lớn trong Quy hoạch điện VIII điều chỉnh cho thấy cách tiếp cận đối với hệ thống điện đang thay đổi. Nếu bài toán truyền thống tập trung vào phát triển nguồn và lưới để đáp ứng nhu cầu điện, thì hệ thống tương lai cần thêm khả năng dự trữ, điều tiết và phản ứng nhanh với biến động của cả nguồn điện và phụ tải.

Điều này đặc biệt có ý nghĩa khi năng lượng tái tạo ngày càng phát triển. Điện mặt trời phụ thuộc vào điều kiện bức xạ và chủ yếu phát điện vào ban ngày, trong khi phụ tải không phải lúc nào cũng trùng với thời điểm nguồn phát cao. BESS có thể hấp thụ điện năng khi nguồn dồi dào, sau đó đưa trở lại hệ thống khi nhu cầu tăng, qua đó hỗ trợ khai thác hiệu quả hơn nguồn năng lượng tái tạo.

Bộ Công Thương cũng xác định BESS có thể cung cấp nhiều dịch vụ hỗ trợ hệ thống như điều chỉnh điện áp, tần số, giảm nghẽn lưới và tối ưu hóa vận hành nguồn điện.

Trong bối cảnh đó, miền Bắc đang trở thành một trong những khu vực đi đầu trong việc đưa công nghệ này từ quy hoạch vào vận hành thực tế.

Theo ông Vũ Anh Phương, Phó Tổng Giám đốc Tổng Công ty Điện lực miền Bắc, EVNNPC đã xây dựng chương trình BESS theo 3 giai đoạn, với tổng quy mô 530 MW/1.060 MWh. Giai đoạn 1 có quy mô 305 MW/610 MWh tại 47 trạm biến áp thuộc 8 công ty điện lực; giai đoạn 2 là 140 MW/280 MWh tại 23 trạm và giai đoạn 3 dự kiến 85 MW/170 MWh tại 13 trạm.

Việc lựa chọn các trạm không chỉ căn cứ vào điều kiện mặt bằng, mà còn gắn với mức độ phụ tải, công suất cực đại và nhu cầu giảm đỉnh tại từng khu vực. Đây là cách tiếp cận đưa BESS trực tiếp vào bài toán vận hành của lưới điện.

Công nghệ mới, cách vận hành mới

Tại trạm 110 kV Song Khê, tỉnh Bắc Ninh hệ thống BESS được đưa vào vận hành từ tháng 5/2026. Với lực lượng trực tiếp quản lý, đây không đơn thuần là việc tiếp nhận thêm một thiết bị, mà là làm quen với một hệ thống công nghệ mới.

Theo ông Đặng Hồng Sơn, Phó Giám đốc Ban Quản lý xây dựng Điện miền Bắc, BESS không đơn thuần là những khối pin để “nạp lúc thấp điểm, xả lúc cao điểm”. Đây là một hệ thống công nghệ tích hợp, gồm pin LFP cùng các thiết bị chuyển đổi công suất, quản lý pin, quản lý năng lượng, làm mát, giám sát và bảo vệ.

Việc đưa công nghệ này vào các trạm biến áp 110kV được tính toán kỹ từ khảo sát, thiết kế, lựa chọn công nghệ đến lắp đặt, đấu nối, thử nghiệm và nghiệm thu đều phải được tính toán chặt chẽ, bảo đảm đồng thời yêu cầu về tiến độ, kỹ thuật và an toàn.

Anh Hồ Văn Việt, tổ thao tác lự động Yên Dũng cho biết k hác với các thiết bị truyền thống tại trạm biến áp, BESS là một hệ thống tích hợp nhiều thành phần. Người vận hành phải theo dõi trạng thái sạc của pin, dòng điện, điện áp, nhiệt độ; đồng thời giám sát PCS - bộ chuyển đổi công suất, BMS - hệ thống quản lý pin và EMS - hệ thống quản lý năng lượng. Cùng với đó là hệ thống làm mát và phòng cháy, chữa cháy.

Mỗi thành phần đảm nhận một chức năng khác nhau nhưng liên kết chặt chẽ trong quá trình vận hành. Chính vì vậy, người vận hành không thể chỉ quan sát một vài thông số riêng lẻ. Họ phải hiểu mối liên hệ giữa các hệ thống, nhận diện bất thường và xử lý theo quy trình.

Ông Nguyễn Văn Dương, Tổ trưởng Tổ thao tác lưu động Yên Phong cho biết để vận hành hệ thống BESS được hiệu quả, Công ty Điện lực Bắc Ninh cũng đã tổ chức đào tạo lý thuyết tập trung đồng thời tổ chức cho cán bộ công nhân viên thực hành tại hiện trường.

Công nghệ mới là yêu cầu về một phương thức vận hành mới - đây cũng là thách thức khi mở rộng BESS trên quy mô lớn. Công nghệ chỉ thực sự phát huy hiệu quả khi đi cùng tiêu chuẩn kỹ thuật, quy trình vận hành, yêu cầu an toàn và đội ngũ nhân lực đủ năng lực làm chủ thiết bị./.