SmartPPC™: 'Bộ não' của nguồn điện gió, mặt trời và BESS

Trong mỗi nhà máy điện gió, điện mặt trời, pin lưu trữ (BESS) hay nhà máy điện lai (hybrid), bộ điều khiển nhà máy (Power Plant Controller – PPC) chính là “bộ não” điều khiển toàn bộ nhà máy tuân thủ quy chuẩn lưới điện (Grid Codes).

PPC - “bộ não” quyết định khả năng tuân thủ lưới điện của nhà máy

Bộ não ấy đã được người Việt làm chủ: SmartPPC™ của ATS sản phẩm công nghệ cao "Made in Vietnam" – hiện điều khiển hơn 7 GW dự án trong và ngoài nước, và đã xuất khẩu tới cả những thị trường khắt khe bậc nhất thế giới như Úc và Nhật Bản.

Khác với nhà máy điện truyền thống, các nhà máy điện tái tạo và BESS hòa lưới thông qua hàng trăm, thậm chí hàng nghìn bộ biến tần (inverter) và bộ chuyển đổi công suất (PCS). Bộ điều khiển nhà máy PPC chính là bộ não đứng phía sau, liên tục đo lường trạng thái tại điểm đấu nối và trạng thái của từng thiết bị, tính toán thời gian thực và gửi lệnh tới từng thiết bị, sao cho công suất phát của toàn nhà máy luôn tuân thủ quy chuẩn lưới điện (Grid Codes) không chỉ trong vận hành bình thường, mà cả trong những giây quyết định khi lưới xảy ra sự cố.

Tầm ảnh hưởng của PPC không dừng lại ở hiệu suất và độ tin cậy của riêng nhà máy. Một bộ điều khiển đáp ứng sai có thể gây ra dao động, đe dọa vận hành an toàn của lưới điện miền và lưới điện quốc gia. Việc làm chủ công nghệ PPC cũng như các công nghệ điều khiển, giám sát, phân tích vận hành chuyên sâu trong hệ thống điện là yếu tố then chốt góp phần bảo đảm an ninh hệ thống điện và an ninh năng lượng quốc gia.

SmartPPC™ - Bộ điều khiển nhà máy điện tái tạo và BESS

SmartPPC™ - Bộ điều khiển nhà máy điện tái tạo và BESS

SmartPPCTM độc lập hoàn toàn với phần cứng

Điểm khác biệt đầu tiên của SmartPPC™ là một PPC dạng phần mềm (software PPC). Giải pháp có thể chạy trên mọi loại máy chủ công nghiệp phổ thông sẵn có trên thị trường, không phụ thuộc vào bất kỳ dòng phần cứng riêng nào của nhà sản xuất. Nhờ đó, chủ đầu tư có thể lựa chọn cấu hình phần cứng tối ưu theo đúng yêu cầu thiết kế và quy mô công suất của từng dự án, thay vì bị ràng buộc vào một hệ sinh thái phần cứng đóng.

SmartPPC™ hỗ trợ đầy đủ các giao thức truyền thông tiêu chuẩn của ngành điện như Modbus RTU/TCP, DNP3, IEC 61850, IEC 60870-5-104, OPC DA/UA, IEEE C37.118, v.v. Khả năng tích hợp liền mạch (seamless integration) này cho phép SmartPPC™ điều khiển biến tần, PCS, turbine gió, BESS, SVG/STATCOM đến từ bất kỳ nhà cung cấp nào – từ Huawei, Sungrow, ABB, SMA, Sigenergy cho tới Vestas, GE, Goldwind, Envision, v.v.

Điều khiển thời gian thực với chu kỳ tính toán tính bằng mili-giây

SmartPPC™ chạy trên hệ điều hành thời gian thực (RTOS – Real-time Operating System), loại hệ điều hành được thiết kế tối ưu cho các ứng dụng điều khiển thời gian thực. Các vòng điều khiển của SmartPPC™ thực hiện tính toán với chu kỳ trích mẫu nhanh tới 10 ms - đủ nhanh để đáp ứng mọi yêu cầu điều khiển của nhà máy điện, kể cả các tình huống sự cố lưới đòi hỏi đáp ứng tức thời.

Trên nền tảng đó, SmartPPC™ cung cấp đầy đủ các chức năng điều khiển nhà máy điện tái tạo, BESS và hybrid:

Điều khiển công suất tác dụng (Active Power Control) và điều khiển tốc độ biến thiên công suất (Ramp Rate Control);

Điều khiển công suất phản kháng (Reactive Power Control), điều khiển hệ số công suất (Power Factor Control), điều khiển đặc tính điện áp – công suất phản kháng (V-Q Droop Control), điều khiển điện áp (Voltage Control);

Hỗ trợ tần số (Frequency Support) và dịch vụ phụ trợ điều tần (FCAS – Frequency Control Ancillary Service);

Khả năng vượt qua sự cố lưới (Fault Ride-Through);

Điều khiển khởi động/dừng nhà máy (Startup/Shutdown) và điều khiển thủ công (Manual Control).

Cấu hình linh hoạt: Hỗ trợ Master và Slave PPC

SmartPPC™ có cấu hình rất linh hoạt: cùng một bộ điều khiển có thể đảm nhiệm vai trò Slave PPC cho từng loại nguồn, hoặc vai trò Master PPC/Hybrid PPC điều phối toàn bộ nhà máy điện hybrid kết hợp điện mặt trời, điện gió và pin lưu trữ. Hệ thống cũng được thiết kế với cấu hình dự phòng hot-hot và hot-standby, nâng cao độ tin cậy vận hành của nhà máy - yếu tố liên quan trực tiếp đến an ninh hệ thống điện quốc gia.

Cấu hình linh hoạt của SmartPPC™

Cấu hình linh hoạt của SmartPPC™

Mô hình mô phỏng Digital Twin - bản sao số tuyệt đối chính xác

Đây là tính năng vượt trội đặc biệt quan trọng. Bằng công nghệ mô hình hóa Digital Twin Modelling Technique của ATS, SmartPPC™ cung cấp mô hình mô phỏng có độ chính xác tuyệt đối so với bộ điều khiển vật lý. Mô hình được cung cấp trên các nền tảng mô phỏng hệ thống điện phổ biến nhất như DIgSILENT PowerFactory, Siemens PSS®E, PSCAD và EMTP®, bao gồm cả mô hình RMS và EMT.

Tại Việt Nam, mô hình mô phỏng của SmartPPC™ đáp ứng đầy đủ các yêu cầu quy định tại Thông tư 05/2025/TT-BCT. Trên thị trường quốc tế, SmartPPC™ cũng đáp ứng toàn diện những bộ yêu cầu khắt khe bậc nhất thế giới điển hình là quy định đấu nối của Úc.

Với các đơn vị tư vấn và đơn vị vận hành hệ thống, đây là yếu tố quyết định: chỉ khi mô hình mô phỏng PPC phản ánh đúng hành vi của bộ điều khiển thực, các bài toán tính toán đấu nối lưới điện, quy hoạch và lập phương thức vận hành mới cho kết quả đáng tin cậy.

Mô hình mô phỏng của SmartPPC™ tuân thủ đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật

Mô hình mô phỏng của SmartPPC™ tuân thủ đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật

Kiểm thử phần cứng trong vòng lặp ở mức hệ thống- công nghệ duy nhất trên thị trường

ATS sở hữu công nghệ kiểm thử phần cứng trong vòng lặp ở mức hệ thống (System-level Hardware-in-the-Loop Testing) hiện là đơn vị duy nhất trên thị trường có năng lực này. Toàn bộ lưới điện và nhà máy được mô hình hóa trong DIgSILENT PowerFactory, trong khi hệ SCADA/EMS/PPC được cài đặt trên phần cứng công nghiệp. Bộ điều khiển vật lý sẽ điều khiển mô hình nhà máy theo thời gian thực ở mọi chế độ điều khiển, kịch bản vận hành và điều kiện lưới khác nhau.

Nhờ đó, khả năng điều khiển và mức độ tuân thủ Grid Code của toàn nhà máy cùng ảnh hưởng của nhà máy lên lưới được đánh giá chi tiết, chuyên sâu và chính xác ngay từ trước khi thí nghiệm, nghiệm thu và đóng điện. Đây là cách hiệu quả nhất để giảm thiểu rủi ro cho cả nhà máy điện lẫn hệ thống điện quốc gia.

Công nghệ kiểm thử phần cứng trong vòng lặp (HIL) cấp hệ thống của ATS

Công nghệ kiểm thử phần cứng trong vòng lặp (HIL) cấp hệ thống của ATS

Hơn 7 GW và hành trình xuất khẩu công nghệ Việt

Đến nay, SmartPPC™ đã được triển khai cho hàng trăm dự án điện mặt trời, điện gió, hệ thống pin lưu trữ BESS và nhà máy điện hybrid trong và ngoài nước, với tổng công suất trên 7 GW. Khả năng tuân thủ quy chuẩn lưới điện của SmartPPC™ đã được kiểm chứng tại Việt Nam, Úc, Nhật Bản, Philippines, Malaysia và nhiều thị trường khác.

Việc chinh phục được những thị trường khắt khe bậc nhất như Úc và Nhật Bản - nơi đòi hỏi rất cao về năng lực điều khiển, sự đầy đủ của các chế độ điều khiển và độ chính xác của mô hình mô phỏng PPC - là minh chứng thuyết phục cho chất lượng của một sản phẩm công nghệ cao “Made in Vietnam”.

Giao diện vận hành của SmartPPCTM tích hợp SCADA/EMS trên nền tảng OneATSTM

Giao diện vận hành của SmartPPCTM tích hợp SCADA/EMS trên nền tảng OneATSTM

Giao diện vận hành của SmartPPCTM trên nền tảng Web

Giao diện vận hành của SmartPPCTM trên nền tảng Web

Làm chủ công nghệ nền tảng của an ninh hệ thống điện quốc gia

Việc làm chủ hoàn toàn các công nghệ điều khiển, giám sát và tối ưu vận hành nhà máy điện là yếu tố then chốt bảo đảm an ninh hệ thống điện quốc gia. Với SmartPPC™, ATS là đơn vị tiên phong, đồng thời là minh chứng cho thấy trí tuệ Việt Nam hoàn toàn có thể tạo ra những sản phẩm công nghệ cao cạnh tranh với các tập đoàn đa quốc gia hàng đầu thế giới – đúng theo tinh thần Nghị quyết số 57-NQ/TW ngày 22/12/2024 của Bộ Chính trị về làm chủ khoa học, công nghệ và các công nghệ chiến lược.

Tài liệu tham khảo:

@Station® - Substation Automation, Control & Protection System: https://ats.com.vn/substation-automation/

@SCADA+® - SCADA/Monitoring Solution: https://ats.com.vn/scada-monitoring/

PV SCADA & PPC SYSTEM – Solar Plant Control & Monitoring Solution: https://ats.com.vn/solar-plant-control-monitoring/

WIND SCADA & PPC SYSTEM – Wind Plant Control & Monitoring Solution: https://ats.com.vn/wind-plant-control-monitoring/

OneATS: Nền tảng “Make in Vietnam” phá thế độc quyền trong vận hành hệ thống điện trọng yếu: https://ats.com.vn/vi/oneats-nen-tang-make-in-vietnam-pha-the-doc-quyen-trong-van-hanh-he-thong-dien-trong-yeu/

Trần Anh Thái - Vũ Bá Hậu

Có thể bạn quan tâm