Ứng dụng công nghệ Nhật Bản tại các nhà máy thủy điện ở Việt Nam

(Moitruong.net.vn) – Tại hội thảo quốc tế về “Công nghệ của Nhật Bản trong vận hành hồ chứa và kiểm soát lũ tại các nhà máy thủy điện” đã đưa ra kết luận sẽ ứng dụng công nghệ HNT của Nhật Bản vào hoạt động tại các nhà máy thủy điện ở Việt Nam.

HNT là chương trình dựa trên phương pháp vận hành của Nhật Bản – Ảnh minh họa 

HNT là chương trình dựa trên phương pháp vận hành của Nhật Bản, nhưng được thiết kế phù hợp với nhu cầu và hoàn cảnh Việt Nam, nơi thiết bị chưa được tự động hóa và các tín hiệu điều khiển chưa số hóa hay chưa được gửi theo các kênh hữu tuyến chuyên dụng.

Các chức năng cơ bản gồm: Dự báo thời tiết: Sử dụng mưa bằng ảnh vệ tinh (vệ tinh tĩnh, vệ tinh động) để dự báo lưu lượng mưa giờ trong ngắn và trung hạn. Dự báo lưu lượng vào hồ: Trên cơ sở dự báo lưu lượng mưa và các đặc tính của lưu vực, dùng mô hình Tank và các phương pháp nâng cao để báo lưu lượng vào hồ. Mô phỏng vận hành: Bộ mô phỏng là nhà máy ảo, thiết lập nhiều kịch bản vận hành, mô tả nhiều phương pháp vận hành, tính toán mức nước cuối cùng, tính toán điện lượng và doanh thu bán điện.

Đồng thời, tính toán lưu lượng vào hồ: Sử dụng các đặc tính hồ chứa để tính toán lưu lượng xả qua các cửa van, lưu lượng phát điện theo công thức đã được kiểm tra qua thực nghiệm. Chức năng hiện thị dòng chảy: Theo biến thiên mực nước, biến thiên lưu lượng vào và kiểm soát lưu lượng xả; biểu diễn lưu lượng dự báo, lượng mưa đo và dự báo. Tối ưu hóa kế hoạch vận hành: Lên kế hoạch vận hành và tối ưu hóa bằng phương pháp mô phỏng; tối ưu hóa từng nhà máy theo thời gian và tối ưu hóa hệ thống liên hồ. Các chức năng hỗ trợ vận hành khác: Tính tốc độ gia tăng lưu lượng lũ, lưu lượng xả mục tiêu, tính nhanh thời gian tích hoặc xả, xuất báo cáo vận hành.

Từ thực tiễn của Việt Nam và kinh nghiệm vận hành hệ thống hồ chứa của mình, Tâp đoàn Điện lực Kyushu trong nhiều năm qua đã phát triển một giải pháp công nghệ làm cơ sở cho việc xây dựng hệ thống vận hành hồ chứa ở các lưu vực, phù hợp với hoàn cảnh của Việt Nam và đã đưa ra những đề xuất giải pháp cho Việt Nam như sau:

Thứ nhất, để giải quyết vấn đề cung cấp thông tin dự báo thời tiết cho công tác vận hành, Kyushu đã hợp tác với các công ty thời tiết có năng lực dự báo toàn cầu và có khả năng cung cấp thời tiết theo thời gian thực trực tuyến cho các lưu vực ở Việt Nam. Như vậy, trước mắt vấn đề dự báo thời tiết cho các lưu vực ở Việt Nam sẽ được giải quyết, kể cả trường hợp chưa có thiết bị quan trắc trong các vùng này. Trong tương lai, khi các nhà đầu tư có tiềm lực để đầu tư vào thiết bị thiết bị quan trắc với mật độ cao, độ chính xác của dự báo sẽ được cải thiện đáng kể.

Thứ hai, Kyushu đã phát triển phần mềm điều khiển dòng chảy HNT. Đây là công cụ đa chức năng để hỗ trợ vận hành. Chương trình sẽ được cài đặt ở từng nhà máy để điều khiển vận hành hồ chứa và kiểm soát dòng chảy.

Thứ ba, để giải quyết khó khăn về chia sẻ thông tin vận hành liên hồ, Kyushu đề xuất xây dựng một hạ tầng thông tin, bao gồm các máy chủ đặt ở Việt Nam, hoặc Nhật Bản và hệ thống cơ sở dữ liệu phục vụ vận hành cho các hệ thống sông ở Việt Nam.

Thứ tư, các giải pháp như trên không đòi hỏi đầu tư ban đầu cao do không phải mua sắm thiết bị ngay, cũng như không phải kéo mạng truyền tin hữu tuyến đắt tiền để nối các thiết bị với nhau. Việc sử dụng dịch vụ thời tiết của công ty dịch vụ và mạng truyền tin internet giải quyết ngay vấn đề này.

Tại một số thời điểm, thời gian lũ ngớt, nhà máy tích cực vận hành, giảm mực nước hồ để tạo ra dung tích trống chờ cơn lũ tiếp theo, góp phần cắt lũ và nâng cao hiệu quả kinh tế. Trong suốt thời gian lũ liên tiếp, mực nước hồ Thủy điện Thác Xăng luôn giữ ổn định ở mực nước dâng bình thường. Đây là bằng chứng xác thực cho thấy nhà máy đã chủ động kiểm soát được dòng chảy bằng phần mềm HNT để cân bằng lưu lượng xả với lưu lượng vào hồ trong các cơn lũ, không gây lũ nhân tạo.

Theo kế hoạch thương mại hóa chương trình HNT thì các bước chuyển giao công nghệ được dự kiến như sau: Tiến hành thực hiện dự án thí điểm; Xây dựng hạ tầng kỹ thuật (vào năm 2018); Thực hiện đại trà cho các nhà máy thủy điện khác; Nâng cấp hệ thống cho khách hàng có nhu cầu.

Các bước thực thi cho một dự án bao gồm: Nhà máy thủy điện trả chi phí cho lắp đặt phần cứng và kết nối hệ thống khi có nhu cầu; Nhà máy trả chi phí định kỳ cho dịch vụ kỹ thuật, như: dự báo thời tiết, modul tối ưu hóa, duy trì cơ sở dữ liệu,…; Nhà máy trả khoản phí cố định đầu tư ban đầu cho thiết kế thử nghiệm vận hành.

Áp dụng phần mềm HNT tại các nhà máy thủy điện sẽ đem lại lợi ích kinh tế và tăng độ an toàn cho công tác vận hành hồ chứa đơn lẻ, cũng như hệ thống liên hồ ở Việt Nam. Chương trình khi được triển khai trên diện rộng sẽ thu được một lượng thông tin khí tượng, thủy văn lớn trên các hệ thống sông của Việt Nam. Những thông tin này sẽ rất quan trọng cho công tác phòng chống thiên tai, giúp phòng ngừa và giảm thiểu thiên tai cho Việt Nam. Các giải pháp không chỉ áp dụng cho các nhà máy thủy điện, mà còn có thể triển khai cho hệ thống hồ đập thủy lợi. Việc đưa Chương trình HNT vào áp dụng được thực hiện qua 3 giai đoạn.

Thiên Bình