Vì ảnh hưởng của hiện tượng El Nino, tình trạng nắng nóng, hạn hán, thiếu nước đã làm cho các hồ thủy điện ảnh hưởng nghiêm trọng. Đây là dấu hiệu đáng lo ngại cho sự thiếu nước sản xuất, sinh hoạt cũng như việc sản xuất điện sẽ gặp nhiều khó khăn khi mà trong thời gian tới, nắng nóng còn gia tăng. Việc đưa ra các giải pháp tức thời và dài hạn để nhằm giảm mạnh việc tiêu hao lượng nước một cách lãng phí là rất cần thiết lúc này. Trường Đại học Thủy lợi đã góp phần không nhỏ trong công tác phát triển thủy điện của nước ta.
Với nhà máy thủy điện, việc duy trì mực nước phù hợp là cực kỳ quan trọng. Với các nhà máy ví dụ như các hình dưới (hình 1): khi mực nước hồ về mực nước chết (MNC) thì:
- Công suất khả dụng (công suất có thể phát được) chỉ còn (56 ÷ 65)%. Lúc này, nếu có nhiều nước cũng không thể phát công suất lớn được.
- Tiêu hao nước tăng cao (167 ÷ 186) % (để phát được 1kWh ở mực nước thấp cần lượng nước gần 2 lần so với khi ở mực nước cao).
- Việc vận hành trong điều kiện cột nước thấp sẽ phát sinh các điều kiện làm việc bất lợi đối với thiết bị của nhà máy thủy điện.
Hình 1 – Biểu đồ đặc tính năng lượng của nhà máy thủy điện (đường đỏ – công suất phát; đường xanh: mức độ tiêu hao nước)
Các giải pháp có thể thực hiện:
1. Giải pháp tức thời: tiết kiệm năng lượng
- Các hộ dùng điện sử dụng điện tiết kiệm
- Các nhà thủy điện: xác định chế độ phát điện tốt khi mực nước hồ thấp (tiết kiệm nước)
2. Các giải pháp dài hạn:
Với mục tiêu NetZero vào 2050, khi đó tỷ trọng năng lượng tái tạo trong hệ thống tăng cao thì vai trò của thủy điện lại càng đặc biệt quan trọng (khi không có các nguồn lưu trữ khác). Cần có giải pháp dài hạn trong vận hành các công trình hiện có và phát triển các công trình thủy điện mới:
- Xác định lại chế độ vận hành của các nhà máy thủy điện khi tỷ trọng năng lượng tái tạo (gió, mặt trời, …) trong hệ thống điện tăng cao;
- Đánh giá hiện trạng chất lượng vận hành của các nhà máy thủy điện (đánh giá mức độ hiệu quả trong sử dụng nước), từ đó đề xuất giải pháp nâng cao chất lượng vận hành;
- Nâng cao khả năng dự báo thủy văn trong việc lập kế hoạch phát điện cho các nhà máy thủy điện (dài hạn và ngắn hạn);
- Áp dụng các tiến bộ khoa học công nghệ trong việc nâng cao chất lượng vận hành các nhà máy thủy điện;
- Đẩy nhanh tiến độ thực hiện các dự án thủy điện tích năng. Tăng công suất quy hoạch của các nhà máy lưu trữ năng lượng, đặc biệt là các nhà máy thủy điện tích năng.
3. Các giải pháp TLU đã thực hiện:
- Nghiên cứu chế độ vận hành hợp lý (tối ưu, cận tối ưu) cho các nhà máy thủy điện, bậc thang nhà máy thủy điện
- Tập huấn nâng cao chất lượng vận hành phát điện cho các nhà máy thủy điện (hình 2)
- Xây dựng các công cụ hỗ trợ vận hành phát điện, chuyển giao cho các nhà máy thủy điện (Phần mềm: Vận hành tối ưu trạm thủy điện) (hình 3, 4)
- Đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của công tác vận hành các nhà máy thủy điện. (hình 5)
Hình 2 – Trường Đại học Thủy lợi tổ chức tập huấn nâng cao chất lượng vận hành phát điện cho các nhà máy thủy điện
Hình 3 – Cán bộ vận hành theo dõi chỉ dẫn vận hành phát điện từ phần mềm Vận hành tối ưu trạm thủy điện
Hình 4 – Kết quả ứng dụng sản phẩm khoa học công nghệ của Trường Đại học Thủy lợi trong vận hành nhà máy thủy điện
Hình 5 – Tập thể giảng viên Bộ môn Thủy điện và năng lượng tái tạo – Trường Đại học Thủy lợi
TS. Nguyễn Đức Nghĩa – Bộ môn Thủy điện và Năng lượng tái tạo
Khoa Công trình – Trường Đại học Thủy lợi