Công nghệ nghịch lưu tiên tiến giúp ổn định hệ thống điện

Khi dòng điện tái tạo liên tục xâm nhập đặt ra câu hỏi về việc duy trì tính ổn định của hệ thống điện, công nghệ nghịch lưu tiên tiến đa chức năng sẽ là một giải pháp then chốt.

Công nghệ nghịch lưu tiên tiến đa chức năng giúp duy trì tính ổn định, độ dẻo dai và giá cả phải chăng của hệ thống điện trong khi tích hợp nhiều nguồn năng lượng tái tạo (Ảnh st)

Tương lai của năng lượng là năng lượng tái tạo và tương lai đó đang đến gần một cách nhanh chóng khi các quốc gia trên thế giới cam kết đạt các mục tiêu phát thải ròng bằng không khác nhau.

Khi chúng ta tiếp tục con đường thay thế nhiên liệu hóa thạch bằng năng lượng tái tạo kết hợp với các nguồn lực dựa trên nghịch lưu, chúng ta phải đặt ra một câu hỏi quan trọng là bằng cách nào để duy trì tính ổn định, độ dẻo dai và giá cả phải chăng của hệ thống điện trong khi tích hợp các nguồn năng lượng tái tạo?

Câu trả lời là công nghệ nghịch lưu tiên tiến đa chức năng. Sự đổi mới này đóng vai trò then chốt trong hành trình tiến tới sáng tạo ra các hệ thống điện mà năng lượng tái tạo chiếm ưu thế, cho phép chúng ta sản xuất năng lượng sạch, không phát thải đồng thời cải thiện tính ổn định của hệ thống.

Sự tiến hóa của công nghệ nghịch lưu

Công nghệ nghịch lưu có một quỹ đạo dài, cho phép liên tục cải tiến năng lực nghịch lưu dẫn đến các chức năng hình thành lưới điện hiện tại, đã cách mạng hóa vai trò của nghịch lưu trong hệ thống điện của chúng ta trong những năm gần đây. Các công nghệ nghịch lưu tiên tiến này đáp ứng các nhu cầu và kỳ vọng của các hệ thống năng lượng đang thay đổi của chúng ta, đảm bảo chúng có khả năng trở thành nguồn cấp năng lượng tin cậy chính.

Vào những năm 90, các bộ nghịch lưu không có khả năng hỗ trợ lưới điện, nghĩa là chúng không đóng vai trò trong việc duy trì sự ổn định của lưới điện. Đến đầu những năm 2000, việc đưa ra các chức năng hỗ trợ lưới điện đã đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy năng lượng tái tạo. Vào những năm 2020, các nguồn lực dựa trên bộ nghịch lưu đã đạt đến mức thâm nhập đủ cao khiến việc chỉ cung cấp năng lượng không còn đủ nữa. Yêu cầu về việc các nguồn lực dựa trên bộ nghịch lưu trở thành các nhà quản lý lưới điện tích cực đã trở nên thiết yếu.

Công nghệ tạo lưới điện cung cấp một nguồn lưới điện ổn định cho các Nhà cung cấp Dịch vụ Mạng lưới Truyền tải và Phân phối (gọi chung là NSP). Công nghệ này mở ra các cơ hội thị trường mới bằng cách cung cấp các dịch vụ tạo lưới điện cho các NSP, nhu cầu của họ sẽ chỉ tăng lên khi mà các hệ thống điện trên toàn thế giới tăng thị phần năng lượng tái tạo.

Khả năng cung cấp dịch vụ lưới điện của công nghệ nghịch lưu tiên tiến đã được chứng minh trong các hệ thống điện thực tế (Ảnh st)

Sự tiến hóa của công nghệ tạo lưới điện đã nổi lên như một nhân tố chủ chốt trong lĩnh vực này, đưa nghịch lưu lên hàng đầu trong việc đảm bảo tính ổn định và sức mạnh của hệ thống. Các hệ thống tích trữ năng lượng bằng acquy (BESS) do các bộ nghịch lưu tạo lưới điện hỗ trợ có thể đáp ứng nhu cầu ổn định ngày càng tăng đối với các mạng lưới điện, cung cấp một giải pháp thay đổi cuộc chơi cho tính ổn định và an toàn của lưới điện đồng thời cung cấp cho các nhà điều hành BESS các cơ hội sử dụng đa mục đích và các luồng doanh thu gấp bội thông qua hoạt động kinh doanh chênh lệch giá năng lượng và tham gia vào các thị trường phụ trợ.

Các bộ nghịch lưu tiên tiến này là các thiết bị điều khiển điện áp cung cấp chức năng tương đương với các máy phát điện đồng bộ, tự động quản lý tần số điện và cung cấp các dịch vụ chính để giảm thiểu rủi ro cắt điện hoặc mất điện. Phản ứng tức thời vốn có của chúng đối với các sự kiện mạng lưới, thay vì dựa vào các hệ thống điều khiển có độ trễ thời gian, cho phép các bộ nghịch lưu trở thành một nguồn ổn định chính của hệ thống, khiến chúng trở nên quan trọng trong việc duy trì tính toàn vẹn của các lưới điện hiện đại.

Trong khi một số người có thể nghi ngờ năng lực của các công nghệ mới này, tích trữ bằng acquy với bộ nghịch lưu tiên tiến có năng lực hơn nhiều so với các nhà máy điện đồng bộ truyền thống khi nói đến hiệu quả và thời gian đáp ứng. Sự ổn định và tính linh hoạt này là minh chứng cho sức mạnh của các hệ thống tích trữ năng lượng bằng acquy và lý do tại sao các giải pháp tạo lưới điện đang mở đường cho một lĩnh vực năng lượng ổn định và bền vững hơn.

Các bộ nghịch lưu tiên tiến cũng có khả năng khởi động lại lưới điện – còn được gọi là “khởi động đen” – trong trường hợp mất điện; khởi động lại là chức năng thiết yếu mà bất kỳ hệ thống điện nào cũng yêu cầu.

Khả năng cung cấp dịch vụ lưới điện của công nghệ nghịch lưu tiên tiến đã được chứng minh trong các hệ thống điện thực tế. Trong các đợt nhiễu loạn lưới điện nghiêm trọng ở thành phố Odessa, bang Texas (Mỹ) vào năm 2021 và 2022, việc sử dụng các bộ nghịch lưu tiên tiến đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì nguồn cấp điện đang diễn ra cho vùng này. Tại Australia, các bộ nghịch lưu tiên tiến đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì sự ổn định ở các phần yếu của mạng lưới như ở khu vực West Murray thuộc bang Victoria và bang New South Wales.

Bằng cách giảm nhu cầu củng cố mạng lưới điện và các biện pháp điều độ lại, các bộ nghịch lưu tiên tiến giúp duy trì lưới điện ổn định hoàn toàn bằng năng lượng sạch. Khi chúng ta tạo ra một thế giới được cung cấp bằng năng lượng sạch, công nghệ tiên tiến đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra một hệ thống đáng tin cậy và giá cả phải chăng để cấp điện cho các hộ gia đình và các doanh nghiệp của chúng ta.

Tương lai của năng lượng tái tạo

Việc hình dung một thế giới được cấp điện từ các nguồn năng lượng tái tạo đã đặt ra một câu hỏi: nếu chúng ta không thể tiên đoán hoặc kiểm soát những biến động ngắn hạn của gió và mặt trời, thì điều gì sẽ xảy ra khi nhu cầu về năng lượng tái tạo vượt quá nguồn cung?

Câu trả lời nằm ở khả năng tích trữ của hệ thống tích trữ năng lượng khi sản lượng vượt quá nhu cầu sao cho có thể giải phóng năng lượng trong các thời gian khi nhu cầu cao hơn sản lượng.

Bằng cách thiết kế đầy đủ các hệ thống tích trữ năng lượng có tính đến các đường cong sản xuất và tiêu thụ, trên thực tế chúng ta có thể loại bỏ khả năng cầu vượt cung và rủi ro mất điện do lưới điện quá tải.

Tính linh hoạt và cơ hội vốn có của các bộ nghịch lưu tạo lưới điện vô cùng có giá trị đối với tương lai của năng lượng tái tạo. Nó không chỉ bảo vệ cộng đồng và ngành công nghiệp của chúng ta khỏi tình trạng mất điện mà còn mang lại lợi ích cho cả người tiêu dùng và ngành công nghiệp bằng cách làm cho toàn bộ hệ thống hiệu quả hơn nhiều và chi phí bảo trì phải chăng hơn. Chỉ thông qua công nghệ nghịch lưu tiên tiến, chúng ta mới có thể mở đường cho việc áp dụng năng lượng ổn định, giá cả phải chăng và bền vững trên quy mô lớn.

Trên thực tế, các BESS quan trọng đối với tương lai của một ngành năng lượng tái tạo ổn định và bền vững đến nỗi Cơ quan Năng lượng Tái tạo Australia (ARENA) đã cung cấp kinh phí để hỗ trợ các dự án BESS kết nối lưới điện với các năng lực tạo lưới điện. Việc mở rộng các công nghệ tiên tiến này đóng vai trò then chốt giúp tạo ra các hệ thống năng lượng sạch hơn, bền vững hơn có thể phản ứng với các sự kiện lưới điện mà hầu như không có sự chậm trễ hoặc gián đoạn nguồn cung.

Ngành năng lượng tái tạo đóng vai trò then chốt trong việc tạo ra một thế giới bền vững hơn, nhưng không được đánh đổi bằng sự ổn định của lưới điện. Với các bộ nghịch lưu tiên tiến đi đầu trong đổi mới năng lượng tái tạo, chúng ta có sức mạnh mở đường hướng tới bối cảnh năng lượng xanh hơn, bền vững hơn.

Biên dịch: Bùi Thị Thu Hường

Theo “smart-energy”, tháng 9/2024