4 Công nghệ lưới điện thông minh chính cho hệ thống điện mới: Sáng tạo trong mạng phân phối

1. Nghiên cứu và Phát triển Vật liệu Mới và Thiết bị & Quản lý Tài sản

1.1 Nghiên cứu và Phát triển Vật liệu Mới và Thành phần Mới

Các loại vật liệu mới đóng vai trò là các chất mang trực tiếp cho việc chuyển đổi năng lượng, truyền tải điện và điều khiển vận hành trong các hệ thống phân phối và tiêu thụ điện mới, trực tiếp quyết định hiệu quả hoạt động, an toàn, độ tin cậy và chi phí hệ thống. Ví dụ:

• Vật liệu dẫn điện mới có thể giảm tiêu thụ năng lượng, giải quyết các vấn đề như thiếu hụt năng lượng và ô nhiễm môi trường.

• Vật liệu từ điện tiên tiến được áp dụng trong các cảm biến lưới điện thông minh giúp cải thiện độ tin cậy của hoạt động hệ thống.

• Vật liệu cách điện mới và cấu trúc cách điện có thể giải quyết các vấn đề về quá điện áp xung tạm thời thường xuyên hơn do sự tích hợp của thiết bị điện tử công suất.

• Thiết bị tần số vô tuyến vi ba thế hệ tiếp theo và thiết bị điện tử công suất được phát triển dựa trên vật liệu bán dẫn thế hệ thứ ba (được đại diện bởi nitơ galium (GaN) và cacbon silic (SiC)) có thể cung cấp hỗ trợ kỹ thuật cho việc tiết kiệm năng lượng và giảm tiêu thụ trong lĩnh vực truyền thông và điện tử.

1.2 Nghiên cứu và Phát triển Thiết bị Điện Mới và Cơ sở Tiêu thụ Điện

Trong các sản phẩm mới cụ thể, doanh nghiệp phát triển thiết bị điện tử công suất mới—đặc biệt là thiết bị đóng cắt mềm mở tự nhiên. Bằng cách kiểm soát dòng công suất chủ động và phản kháng trên các đường dây được kết nối, các thiết bị này đạt được các chức năng như cân bằng công suất, cải thiện điện áp, chuyển tải và hạn chế dòng điện lỗi.

Trong xu hướng Internet Năng lượng, việc tích hợp các công nghệ mới để thực hiện "chức năng + giám sát + điện tử hóa + số hóa + trí tuệ nhân tạo" cho phép doanh nghiệp vượt qua việc bắt chước thấp cấp để chuyển sang sản xuất cao cấp, mở rộng từ các sản phẩm đơn lẻ đến các giải pháp toàn diện, và chuyển đổi từ nhà máy sản xuất thành cơ sở sáng tạo. Điều này cho phép sản xuất và đổi mới thiết bị điện áp thấp góp phần vào việc giảm phát thải carbon, số hóa và phát triển bền vững.

1.3 Công nghệ Quản lý Tài sản Toàn chu kỳ cho Thiết bị Điện

Các hệ thống phân phối và tiêu thụ điện mới liên quan đến nhiều loại thiết bị điện và thiết bị tiêu thụ điện mới, khiến quản lý toàn chu kỳ và thiết kế sinh thái của thiết bị phân phối điện trở nên cực kỳ quan trọng. Cần đảm bảo an toàn vận hành của tất cả các thiết bị trong khi đạt được hiệu quả kinh tế.

Quản lý vận hành toàn chu kỳ bao gồm giai đoạn yêu cầu mua sắm, giai đoạn nghiệm thu thiết bị, giai đoạn sản xuất và vận hành, và giai đoạn ngừng hoạt động. Trong quản lý tài sản, thiết kế tích hợp cần được thực hiện để đảm bảo chia sẻ dữ liệu và quản lý tối ưu. Các công nghệ như "Internet +" cần được tích hợp để mở rộng phạm vi quản lý và cải thiện hiệu quả quản lý.

2. Công nghệ Tạo Điện Phân tán và Mạng Vi mô

2.1 Công nghệ Tạo Điện Năng Mới Phân tán

2.1.1 Công nghệ Phát Triển Năng lượng Mới Hiệu quả và Kinh tế

Với sự phát triển của công nghệ khai thác năng lượng mới, một số nguồn năng lượng tái tạo (ví dụ: gió và năng lượng mặt trời) đã đạt đến mức ứng dụng cao và hiện đang chiếm vị trí chủ đạo trong các hệ thống phân phối điện. Tuy nhiên, vẫn rất quan trọng để phát triển các vật liệu mới và công nghệ tấm pin quang điện tích hợp với chi phí thấp hơn và hiệu quả cao hơn.

Trong khi đó, việc phát triển các nguồn năng lượng khác—như năng lượng hydro, địa nhiệt, và sinh khối—cần được thúc đẩy thêm. Ví dụ bao gồm công nghệ sản xuất-lưu trữ-chuyển vận hydro, công nghệ sử dụng địa nhiệt đa cấp, và công nghệ nhiên liệu sinh học.

Ngoài ra, sự phát triển đồng bộ giữa năng lượng mới tập trung và phân tán có thể giảm tổn thất truyền tải, cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng mới, và tăng cường khả năng hấp thụ năng lượng mới của lưới điện, do đó mang lại lợi ích xã hội và kinh tế tốt hơn.

2.2 Công nghệ Lập Kế hoạch cho Năng lượng Phân tán

Chìa khóa để giải quyết việc lập kế hoạch và tối ưu hóa quyền sở hữu năng lượng phân tán nằm ở việc phá vỡ rào cản giao tiếp thông tin và rào cản điều phối giữa các bên khác nhau.

Từ góc độ kỹ thuật, phải xem xét nhiều ràng buộc kỹ thuật hơn trong giai đoạn lập kế hoạch, bao gồm cấp điện áp, mức dòng điện ngắn mạch, và chất lượng điện (nhấp nháy, hài).

Từ góc độ toán học, các phương pháp lập kế hoạch liên quan đến tối ưu hóa kết hợp nhiều mục tiêu và nhiều không chắc chắn rất phức tạp. Do đó, lập kế hoạch tối ưu hóa nhiều mục tiêu tích hợp nguồn lực và hoạt động là rất quan trọng.

Ngoài ra, cần chú ý: thực hiện phân tích và đánh giá mạng cho các hệ thống có năng lượng phân tán; nghiên cứu tích hợp và lập kế hoạch tối ưu cho hệ thống phân phối điện và mạng thông tin; và phát triển các mô hình và công cụ mô phỏng cho phân tích toàn diện về độ tin cậy, rủi ro và kinh tế.

2.3 Công nghệ Hỗ trợ Chủ động cho Tạo Điện Năng Mới Phân tán

Tạo điện phân tán (DG) không chỉ cần điều chỉnh tần số và điện áp trong một phạm vi nhất định mà còn cần kiềm chế sự thay đổi nhanh chóng của tần số và điện áp.

Hiện nay, một số học giả đã đề xuất "bù đắp quán tính-độ cứng," cho phép DG cung cấp hỗ trợ tần số và điện áp tức thì khi hệ thống gặp thiếu hụt công suất. Khả năng hỗ trợ quán tính tần số của DG được biểu đạt định lượng bằng cách bù đắp công suất có công trong quá trình thay đổi bước công suất, cung cấp cơ sở để xây dựng các tiêu chuẩn kết nối lưới sau này.

2.4 Công nghệ Dự báo Đầu ra cho Phát điện Năng lượng Mới Phân tán

Phát điện năng lượng mới phân tán có đặc điểm phân bố không gian rộng, đặc trưng khí tượng vi mô xung quanh phức tạp, và bị ảnh hưởng đáng kể từ các tòa nhà và hoạt động của con người, khiến việc dự báo đầu ra trở nên khó khăn.

Nghiên cứu hiện tại về đầu ra phát điện năng lượng mới phân tán chủ yếu tập trung vào việc sử dụng dự báo thời tiết và điều kiện khí hậu để dự đoán sản lượng điện, với sự nhấn mạnh quá mức vào tác động của điều kiện tự nhiên đối với đầu ra năng lượng mới. Nó thiếu cân nhắc về đặc điểm phân bố không gian của DG và các yếu tố liên quan đến hoạt động xã hội của con người.

2.5 Công nghệ Điều khiển Nhóm cho Phát điện Năng lượng Mới Phân tán

Điều khiển phân tán là phương pháp điều khiển nhóm lý tưởng cho DG trong hệ thống phân phối điện có tỷ lệ thâm nhập năng lượng mới cao.

Hiện nay, nghiên cứu về công nghệ điều khiển nhóm cho phát điện năng lượng mới phân tán vẫn còn ở giai đoạn sơ khai. Các thành tựu liên quan chủ yếu tập trung vào việc điều khiển thiết bị phát điện đơn lẻ, ít cân nhắc đến chiến lược điều khiển phối hợp cho nhiều thiết bị phát điện năng lượng mới được kết nối với hệ thống thông qua bộ biến đổi nối lưới.

Các vấn đề chính vẫn chưa được giải quyết: cơ chế phân phối không cân đối công suất giữa nhiều bộ biến đổi trong quá trình thay đổi bước công suất; cơ chế tương tác của chiến lược điều khiển đa thời gian cho nhiều bộ biến đổi; và sự không đủ của điều khiển droop truyền thống (dựa trên đường cong đặc trưng công suất-tần số và công suất phản kháng-điện áp) khi độ kháng của đường dây phân phối điện không thể bỏ qua, ngăn cản DG tham gia điều chỉnh tần số và điện áp sơ cấp.

2.6 Công nghệ Lưu trữ Năng lượng Phân tán

Từ góc độ điện, các vấn đề tĩnh và động của hệ thống phân phối điện kiểu mới về bản chất là vấn đề mất cân đối công suất trên các quy mô thời gian khác nhau:

• Trên quy mô thời gian tương đối dài của các giai đoạn tải đỉnh, mất cân đối công suất giữa phía phát điện và tải dẫn đến các vấn đề tĩnh như chênh lệch đỉnh-thung lũng.

• Trên quy mô thời gian tương đối ngắn từ thay đổi bước công suất đến kích hoạt điều chỉnh tần số/điện áp sơ cấp, thiết bị điện tử công suất thiếu quán tính rotor của máy phát đồng bộ và không thể hỗ trợ hệ thống chống lại mất cân đối công suất, dẫn đến giảm ổn định hệ thống và chất lượng điện năng suy giảm.

Công nghệ lưu trữ năng lượng phân tán cung cấp một giải pháp khả thi để giải quyết các vấn đề tĩnh và động do mất cân đối công suất trên các quy mô thời gian khác nhau.

2.6.1 Công nghệ Cắt Đỉnh và Điều Chỉnh Tần Số cho Lưu Trữ Năng Lượng

Lưu trữ năng lượng dạng năng lượng—được đại diện bởi lưu trữ bơm phân tán, pin dòng chảy, pin lithium-ion, và công nghệ lưu trữ lạnh/nóng—có thể loại bỏ các đỉnh tải, cắt đỉnh và lấp thung lũng, làm mịn các dao động, và hoạt động cùng với các cột sạc để giảm tác động công suất sạc, do đó cải thiện tỷ lệ sử dụng thiết bị phân phối điện.

Công nghệ cắt đỉnh và điều chỉnh tần số cho lưu trữ năng lượng đặt ra yêu cầu cao đối với hệ thống lưu trữ năng lượng về dung lượng, tốc độ phản hồi, chi phí, an toàn, và mật độ công suất/năng lượng. Một loại lưu trữ năng lượng duy nhất không thể đáp ứng những yêu cầu này, vì vậy cần phải nghiên cứu về công nghệ lưu trữ năng lượng lai có ưu điểm tổng hợp.

2.6.2 Công nghệ Tăng cường Độ ổn Định và Chất lượng Điện Năng

Công nghệ lưu trữ năng lượng phân tán cung cấp một giải pháp khả thi để cải thiện độ ổn định và chất lượng điện năng của hệ thống phân phối điện kiểu mới.

Một số học giả đã đề xuất phương pháp phối hợp hệ thống lưu trữ năng lượng với chiến lược điều khiển bộ biến đổi nối lưới để cho phép DG cung cấp hỗ trợ ổn định động cho hệ thống. Với việc tích hợp lớn của thiết bị điện tử công suất làm giảm quán tính hệ thống, bộ biến đổi nối lưới kết hợp với lưu trữ năng lượng sẽ trở thành một phương tiện quan trọng để tăng cường độ ổn định động của hệ thống.

Ngoài ra, lưu trữ năng lượng dạng công suất—được đại diện bởi siêu tụ điện—có khả năng phản hồi nhanh và đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện chất lượng điện năng của hệ thống phân phối điện. Hiện nay, các thiết bị lưu trữ năng lượng công suất lớn, an toàn, và kinh tế cho công nghệ lưu trữ năng lượng phân tán chưa được áp dụng đầy đủ, không thể đáp ứng hoàn toàn nhu cầu cắt đỉnh của việc tích hợp lớn các tải tăng thêm.

2.6.3 Công nghệ Mạng Nhỏ

Việc xem xét điều khiển phối hợp các nguồn phân tán khác nhau ở cấp mạng nhỏ và coi mạng nhỏ như một nguồn điện áp/dòng điện bên ngoài có thể giảm bớt độ phức tạp của việc điều khiển ổn định tần số và điện áp trong hệ thống phân phối điện.

Việc xem xét hỗ trợ điện và tối ưu hóa điều độ ở cấp cụm mạng nhỏ có thể tận dụng các đặc điểm bổ sung của năng lượng mới và tải ở các khu vực khác nhau để giải quyết các vấn đề điều độ kinh tế như dao động đầu ra DG và chênh lệch đỉnh-thung lũng.

2.6.4 Công nghệ Ổn định Động Tần Số và Điện Áp cho Mạng Nhỏ Năng lượng Mới

Là một khu vực tương đối độc lập và tự chủ, các hệ thống vi mạng năng lượng mới gặp phải các vấn đề về ổn định động tương tự như các hệ thống phân phối điện.

Một số nhà khoa học đã đề xuất chiến lược kiểm soát máy phát đồng bộ ảo nguồn điện áp (VSG). VSG là một phương pháp kiểm soát phổ biến để cải thiện khả năng hỗ trợ tần số và điện áp động của DG. Ý tưởng cốt lõi là kiểm soát các bộ nghịch lưu nối lưới để mô phỏng các đặc tính bên ngoài (công suất có công-tần số và công suất phản kháng-điện áp) của máy phát đồng bộ.

Khả năng quán tính ảo và giảm chấn được mô phỏng bởi công nghệ VSG truyền thống thường cố định. Dưới các loại nhiễu loạn công suất khác nhau, các thông số quán tính cố định không thể đáp ứng yêu cầu về ổn định và nhanh chóng trong điều chỉnh tần số động của vi mạng.

Dựa trên những cân nhắc trên, một số nhà khoa học đã đề xuất công nghệ kiểm soát quán tính ảo thích ứng. Ngoài ra, một số nhà khoa học khác đã đề xuất công nghệ kiểm soát rò rỉ tổng quát bằng cách cải tiến kiểm soát rò rỉ truyền thống—kết hợp kiểm soát tần số thứ cấp vào kiểm soát rò rỉ truyền thống để mô phỏng các đặc tính quán tính và giảm chấn.

2.6.5 Công Nghệ Kiểm Soát Macro Cho Nhóm Vi Mạng

Các vấn đề chính trong vận hành và kiểm soát nhóm vi mạng bao gồm làm thế nào để đạt được sự điều chỉnh thống nhất của nhiều vi mạng và làm thế nào để thực hiện sự hỗ trợ lẫn nhau về công suất và hoạt động tối ưu.

Một số nhà khoa học đã đề xuất cấu trúc kiểm soát bốn cấp độ cho nhóm vi mạng, bao gồm lớp phân phối điện, lớp nhóm vi mạng, lớp vi mạng, và lớp đơn vị.

Hai chiến lược chính được sử dụng ở lớp nhóm vi mạng: kiểm soát chủ-trợ và kiểm soát ngang hàng.

• Kiểm soát chủ-trợ yêu cầu giao tiếp cao giữa các vi mạng và đặt áp lực lớn lên đơn vị kiểm soát chủ để điều chỉnh điện áp và tần số.

• Kiểm soát ngang hàng khắc phục những hạn chế này: mỗi đơn vị vi mạng thực hiện kiểm soát ngang hàng tự chủ dựa trên các đường cong rò rỉ được thiết lập trước, mà không cần giao tiếp hoặc kiểm soát từ cấp trên.

Một số nhà khoa học đã đề xuất chiến lược kiểm soát cho nhóm vi mạng lai bao gồm cả vi mạng AC và DC. Chiến lược này chuẩn hóa các đặc tính công suất có công-tần số của vi mạng AC và đặc tính công suất có công-điện áp của vi mạng DC để có được quy mô kiểm soát thống nhất, cho phép kiểm soát ngang hàng của nhóm vi mạng lai.

Để giải quyết các thách thức về tối ưu hóa điều độ thời gian thực cho nhóm vi mạng, một số nhà khoa học đã đề xuất phương pháp mô hình hóa cho tối ưu hóa phối hợp của nhóm vi mạng dựa trên quá trình quyết định Markov phần quan sát (POMDP) dưới cấu trúc phân tán. Phương pháp này cho phép mô hình hóa tối ưu hóa dựa trên thông tin được quan sát một phần ngay cả trong điều kiện giao tiếp yếu và sử dụng các nhân Lagrange để giải ghép hàm mục tiêu, giảm thiểu độ phức tạp của giải pháp. Nghiên cứu này cung cấp hướng dẫn quan trọng để thực hiện tối ưu hóa điều độ thời gian thực cho nhóm vi mạng với các biến phức tạp và kiểm soát ngang hàng.

3. Công Nghệ Tương Tác Nguồn-Tải

Công Nghệ Sử Dụng Và Quản Lý Tải Linh Hoạt

Sử dụng tải linh hoạt là mắt xích quan trọng trong sự phát triển của việc sử dụng năng lượng thông minh và tiết kiệm năng lượng, góp phần xây dựng xã hội tiết kiệm năng lượng.

Nghiên cứu về công nghệ điều chỉnh tải linh hoạt bao gồm:

• Phân loại và mô hình hóa tải linh hoạt dựa trên các đặc điểm của chúng để khai thác đầy đủ tiềm năng đàn hồi của tải.

• Chủ động cải thiện cơ chế tải linh hoạt và thúc đẩy xây dựng các dự án thí điểm.

• Sử dụng công nghệ thông minh để phân tích hành vi người dùng một cách phân biệt và cải thiện độ chính xác của điều chỉnh.

Quản lý tải hiệu quả có thể giảm bớt sự mất cân đối cung-cầu trong các hệ thống năng lượng mới do sự không ổn định của năng lượng mới và sự bất định về phía tải. Hiện tại, công nghệ quản lý tải điện đã có các chức năng như quản lý phí điện, quản lý tổn thất điện, phân tích chống trộm điện, và chia sẻ dữ liệu.

Với sự phát triển của công nghệ dựa trên dữ liệu, nhà máy điện ảo, và giao tiếp 5G, các hệ thống quản lý tải điện sẽ được tăng cường đáng kể về khả năng dự đoán dữ liệu tải, công nghệ kiểm soát phối hợp tải, và hiệu quả quản lý. Điều này sẽ hỗ trợ mạnh mẽ cho việc vận hành phối hợp của các thành phần khác nhau (ví dụ: phát điện phân tán, xe điện, và hệ thống lưu trữ năng lượng) và cải thiện việc sử dụng hợp lý tài nguyên.

3.1 Phương Pháp Tính Lưu Lượng Điện Cân Nhắc Sự Bất Định Của Nguồn-Tải

Tính lưu lượng điện là nền tảng quan trọng cho việc lập kế hoạch và vận hành điều độ của hệ thống phân phối điện.

Hiện nay, một số nhà khoa học đã đề xuất các phương pháp tính lưu lượng điện cân nhắc sự bất định về công suất đầu ra của điện mặt trời và gió. Ngoài ra, một số nhà khoa học khác đã đề xuất các phương pháp tính lưu lượng điện cân nhắc sự bất định về tải và phản ứng của tải đối với nhu cầu cắt đỉnh.

Tổng thể, nghiên cứu hiện có đã cân nhắc rộng rãi sự bất định ở các liên kết khác nhau của tương tác nguồn-tải và đề xuất các phương pháp tính lưu lượng điện cho từng sự bất định riêng lẻ. Tuy nhiên, vẫn thiếu phân tích tích hợp về nhiều sự bất định và tác động kết hợp của chúng, điều này hạn chế độ chính xác của tính lưu lượng điện trong các hệ thống phân phối điện kiểu mới phức tạp.

3.2 Công Nghệ Điều Độ Tối Ưu Đa Mục Tiêu Cho Hệ Thống Phân Phối Điện Dưới Chế Độ Tương Tác Nguồn-Tải

Trong chế độ tương tác nguồn-tải, các quyết định điều độ có ảnh hưởng lớn đến an toàn và độ tin cậy của hoạt động hệ thống.

Hiện nay, một số học giả đã đề xuất các giải pháp tối ưu hóa dòng điện đa mục tiêu sử dụng tối ưu hóa hình nón bậc hai và thuật toán tối ưu hóa đàn chim. Các giải pháp này sử dụng tập hợp giải pháp tối ưu Pareto để đánh giá đa chiều các giải pháp tối ưu tiềm năng, cung cấp cho người điều độ nhiều lựa chọn ra quyết định linh hoạt hơn và giúp thực hiện điều độ an toàn, ổn định và kinh tế dưới chế độ tương tác nguồn-tải.

3.3 Công nghệ Hoạt động Kinh tế trong Môi trường Thị trường Điện

Hướng dẫn nhiều thực thể tham gia giao dịch thị trường điện thông qua các phương pháp khuyến khích khác nhau là một phương tiện quan trọng để thúc đẩy tương tác nguồn-tải. Các hình thức kỹ thuật cụ thể bao gồm phản ứng nhu cầu (DR) và nhà máy điện ảo (VPPs).

Hiện nay, nghiên cứu liên quan tập trung vào việc sử dụng cơ chế khuyến khích giá để kích thích sự nhiệt tình tham gia của người dùng. Để khai thác và huy động đầy đủ các nguồn lực điều chỉnh được trong hệ thống, một số học giả đã tiến hành nghiên cứu về: nhận thức tổng thể về nguồn-mạng-tải; đánh giá định lượng theo thời gian thực khả năng phản ứng; triển khai chiến lược phản ứng từ nhóm đến cá nhân; công nghệ điều khiển phối hợp nguồn-mạng-tải; và đặc điểm đa tỷ lệ thời gian của tải. Nghiên cứu này cung cấp ý tưởng cho phát triển công nghệ cân bằng động lực hệ thống dựa trên phản ứng nhu cầu.

Nghiên cứu về tương tác nguồn-tải chủ yếu tập trung vào hai khía cạnh: công nghệ phân tích và tối ưu hóa dòng điện, và cơ chế hướng dẫn thị trường.

Về công nghệ phân tích và tối ưu hóa dòng điện, các công nghệ hiện tại bỏ qua các đặc tính ghép nối không gian-thời gian và đặc tính tương quan nhiệt độ do sự tập trung nguồn-tải trong hệ thống phân phối điện, làm khó cải thiện độ chính xác kiểm soát dòng điện của hệ thống phân phối điện mới và đạt được sự mịn màng chênh lệch đỉnh-đáy trong khoảng thời gian ngắn.

Về cơ chế hướng dẫn thị trường, khi xem xét sự chậm trễ thời gian không thể tránh khỏi của phản ứng tải, phản ứng nhu cầu không thể giải quyết hoàn hảo vấn đề chênh lệch đỉnh-đáy của hệ thống phân phối điện. Cần tích hợp công nghệ điều khiển tải linh hoạt sâu để cho phép đường cong tiêu thụ năng lượng tải theo dõi đường cong sản xuất năng lượng mới theo thời gian thực, do đó đạt được cân bằng nguồn-tải theo thời gian thực, giải quyết căn bản vấn đề chênh lệch đỉnh-đáy và cải thiện tỷ lệ sử dụng thiết bị phân phối điện.

4. Công nghệ Phân phối Điện DC

Hiện nay, nghiên cứu về công nghệ phân phối điện DC chủ yếu tập trung vào các khía cạnh sau:

4.1 Dãy Áp suất và Chuẩn hóa

Hiện chưa có tiêu chuẩn quốc tế thống nhất nào cho dãy mức áp suất phân phối điện DC.

Các học giả trong và ngoài nước đã đề xuất nhiều phương án lựa chọn dãy mức áp suất DC dựa trên các yếu tố như khả năng cung cấp điện, chi phí đầu tư, trình độ sản xuất thiết bị DC, yêu cầu chất lượng điện, kinh tế phân phối điện, và đặc điểm nhu cầu tải của các kịch bản phân phối điển hình.

Trung Quốc đã ban hành Tiêu chuẩn GB/T 35727—2017 Hướng dẫn về Áp suất Phân phối Điện DC Trung và Thấp vào tháng 12 năm 2017. Hiện nay, các tiêu chuẩn liên quan tập trung vào quy hoạch mức áp suất cho hệ thống phân phối điện DC công cộng trung và thấp, trong khi thiếu các tiêu chuẩn chi tiết cho quy hoạch dãy mức áp suất DC trong các kịch bản cụ thể như hệ thống thông tin liên lạc, cung cấp điện cho tòa nhà, cung cấp điện tàu thủy, và vận chuyển đường sắt đô thị.

4.2 Công nghệ Bảo vệ Sự cố cho Hệ thống Phân phối Điện DC

Công nghệ bảo vệ sự cố là phương tiện quan trọng để đảm bảo an toàn hoạt động của mạng phân phối điện DC.

Sự xuất hiện của thiết bị phân phối điện mới (được đại diện bởi bộ chuyển đổi nguồn điện áp hai cấp và bộ chuyển đổi đa cấp mô đun) và cấu trúc mạng vòng đã thay đổi sâu sắc đặc tính sự cố của mạng phân phối.

Một số học giả đã đề xuất các chiến lược bảo vệ dựa trên so sánh hướng dòng điện, so sánh cực trị, dự đoán hướng, và "bộ nhớ thực thời gian thực cho nhánh đơn, định vị nhánh ngắn trong thời gian ngắn," đã cải thiện tốc độ nhận dạng loại sự cố và độ tin cậy cách ly sự cố.

4.3 Công nghệ Điều khiển Phối hợp và Tối ưu Hóa Điều độ cho Hệ thống Phân phối Điện DC

Hiện nay, các chiến lược kiểm soát áp suất cho mạng phân phối điện DC chủ yếu bao gồm ba phương pháp: kiểm soát chủ-trợ, kiểm soát giảm, và kiểm soát biên độ áp suất.

Dựa trên kinh nghiệm của các dự án thí điểm mạng phân phối điện DC, kiểm soát chủ-trợ là phương pháp kiểm soát áp suất phổ biến nhất cho mạng phân phối điện DC ở giai đoạn này.

Một số học giả đã đề xuất các chiến lược kiểm soát áp suất cải tiến, chẳng hạn như chiến lược kiểm soát độ dốc sai số áp suất DC kết hợp kiểm soát giảm và kiểm soát sai số. Chiến lược này khắc phục tốc độ phản ứng chậm của kiểm soát sai số và lỗi trạng thái ổn định của kiểm soát giảm.

Với sự tích hợp lớn của nguồn điện phân tán, lưu trữ năng lượng, và tải linh hoạt, các lưới điện vi mô sẽ trở thành cách tiếp cận quan trọng để đạt được sự tích hợp thân thiện và hấp thụ hiệu quả năng lượng mới trong hệ thống phân phối điện. Công nghệ điều khiển phối hợp của cụm lưới điện vi mô AC/DC kết hợp với công nghệ phân phối điện DC là một hướng nghiên cứu đáng chú ý trong tương lai.

5. Công nghệ Mạng Phân phối Điện Số hóa

5.1 Công nghệ Thông minh cho Thiết bị Điện

Nền tảng của công nghệ quản lý số hóa nằm ở khả năng thu thập dữ liệu, tính toán và giao tiếp của thiết bị điện.

• Thu thập dữ liệu: Công nghệ cảm biến nén có thể tái tạo tín hiệu gốc với xác suất cao bằng cách sử dụng dữ liệu hạng thấp, đây là phương pháp hiệu quả để giải quyết mâu thuẫn giữa chi phí và hiệu suất của cảm biến trong thiết bị điện thông minh.

• Tính toán: Làm thế nào để thực hiện thuật toán nhẹ nhàng và áp dụng nó vào tính toán cạnh là một câu hỏi đáng chú ý.

• Giao tiếp: Giao tiếp không dây, giao tiếp quang học và giao tiếp sóng mang là các phương pháp chính để thiết bị điện đạt được giao tiếp từ xa tại giai đoạn này. An ninh thông tin của thiết bị đầu cuối thông minh cũng là vấn đề quan trọng cần tập trung nghiên cứu trong thiết bị điện thông minh.

5.2 Công nghệ minh bạch cho lưới phân phối (micro) điện

Các loại cảm biến khác nhau trong hệ thống phân phối điện mới tạo ra lượng lớn dữ liệu điện và phi điện. Qua việc xây dựng cơ sở dữ liệu giám sát đa trạng thái cho thiết bị, công nghệ số hóa cho phép tổng thể khả năng quan sát và kiểm soát của hệ thống phân phối điện mới, dần dần hướng tới sự minh bạch.

Hiện nay, trong khâu thu thập dữ liệu từ nhiều nguồn của công nghệ quản lý số hóa, thiết bị phân phối điện chưa đạt được sự thông minh, thiếu phương tiện để thu thập các loại dữ liệu điện và phi điện, và không có tiêu chuẩn thống nhất cho giao diện tải dữ liệu lên.

Trong khâu xử lý và phân tích dữ liệu, thiếu công nghệ khai thác tương quan của dữ liệu đa chế độ và đa loại, khiến không thể tận dụng đầy đủ thông tin tương quan theo không gian và thời gian chứa trong dữ liệu để tối ưu hóa hoạt động phân phối điện.