EVN chuẩn bị thế nào cho hệ thống trạm sạc?

Xu thế xe điện không thể đảo ngược

Về xu thế phát triển xe điện trên thế giới: Theo thống kê, 5% số lượng ô tô bán ra năm 2020 là xe điện, đạt 3,2 triệu xe, tăng 43% so với năm trước. Các chuyên gia dự đoán, con số này sẽ tăng lên 20% chỉ trong 4 năm tới, đến năm 2030 tăng lên 40% và tăng 85% vào năm 2035 .

Ông Võ Quang Lâm, Phó Tổng giám đốc Tập đoàn Điện lực Việt Nam

Các hãng sản xuất xe điện lớn trên thế giới như Tesla hay Geely đều có kế hoạch mở rộng sản xuất cho phát triển xe điện. Nhiều hãng khác như Ford, General Motors (GM ) hay Volkswagen , Jaguar, Volvo,… cũng lên kế hoạch chỉ bán ô tô điện trong tương lai.

Tại Việt Nam, ngày 24/3/2021, VinFast đã chính thức công bố việc đặt cọc mua xe điện và sau 12 giờ công bố đã nhận được 3.692 đơn đặt hàng. Cho đến nay số lượng đặt cọc khoảng hơn 25.000 xe và vẫn tiếp tục tăng.

Ngày 19/5/2021, Phó Thủ tướng Chính phủ Lê Minh Khái đã họp với Tập đoàn Vingroup và đã ban hành TBKL số 135/TB-VPCP ngày 29/5/2021 trong đó giao các Bộ nghiên cứu chính sách khuyến khích sản xuất, sử dụng ô tô điện.

Bộ Tài Chính cũng đã trình Chính phủ dự thảo phương án giảm lệ phí trước bạ cho ô tô điện bằng 50% xe ô tô chạy xăng để khuyến khích người dân sử dụng loại phương tiện này.

Về hạ tầng xe điện, đến nay, VinFast đã triển khai xong hơn 500/2.000 trạm sạc trong kế hoạch của giai đoạn 1 tại 63 tỉnh, thành phố. Dự kiến hoàn thành 2.000 trạm sạc tương ứng với hơn 40.000 trụ sạc các loại trong năm 2021.

Các trụ sạc bao gồm: trụ sạc thường ô tô AC 11kW, trụ sạc nhanh ô tô DC 30kW và 60kW, trụ sạc siêu nhanh ô tô DC 250kW và trụ sạc xe máy AC 1,2kW.

Ngoài ra, các hãng ô tô hoạt động tại Việt Nam đều có các sản phẩm xe điện và có kế hoạch phát triển trạm sạc xe điện. Tổng công ty Điện lực miền Trung (EVNCPC) cũng đã sản xuất thành công trạm sạc xe điện.

Trạm sạc xe điện của VinFast

Trạm sạc xe điện ảnh hưởng thế nào đến hệ thống điện quốc gia?

Tuy nhiên, khi xe điện đi vào hoạt động với việc xây dựng hạ tầng trạm sạc cũng ảnh hưởng nhất định đối với hệ thống điện tại Việt Nam.

Cụ thể là làm tăng trưởng phụ tải. Xét trường hợp phát triển trạm sạc của VinFast, nếu tính công suất tối thiểu trụ sạc 11kW thì 40.000 trụ sạc đồng nghĩa với khoảng 440MW công suất trạm sạc sẽ đấu nối thêm vào hệ thống. Thậm chí có thể hơn 1GW nếu tính các đầu sạc có công suất lớn hơn (đây là số tạm tính, số chính thức chưa được VinFast công bố).

Điều này cũng đồng nghĩa với việc nếu tính riêng phụ tải cho xe điện có thể tăng vài trăm MW tới vài GW cho những năm tiếp theo. Tức là tương đương với khoảng 2 tổ máy thuỷ điện Hoà Bình hoặc tương đương với công suất của Nhà máy thủy điện Lai Châu. Thậm chí còn nhiều hơn nữa nếu hạ tầng trạm sạc tiếp tục phát triển như hiện nay (1 tổ máy thủy điện Hòa Bình có công suất 240MW).

Ngoài ra, còn ảnh hưởng đến vận hành hệ thống điện và chất lượng điện năng. Khi khối lượng lớn trụ sạc đấu nối vào lưới điện phân phối sẽ xuất hiện nguy cơ ảnh hưởng tới vận hành lưới điện, tình trạng làm việc an toàn, ổn định của hệ thống điện, chất lượng điện năng, gây quá tải lưới điện khu vực nếu không có các giải pháp đối phó kịp thời.

Các ảnh hưởng phổ biến liên quan tới chất lượng điện năng bao gồm: Mất điện; Sụt áp ngắn hạn, Quá áp ngắn hạn; Sụt áp dài hạn; Quá áp dài hạn; Sóng hài; Xung điện áp; Biến động tần số; Nhiễu giao thoa điện từ; Nhiễu giao thoa sóng radio.

Tác động của xe điện và trạm sạc lên lưới điện được ghi nhận tại các nước châu Âu, Mỹ, Trung Quốc cho thấy, nếu điều khiển và phối hợp không hợp lý thời điểm sạc với đồ thị phụ tải (ví dụ sạc lượng lớn xe điện vào lúc cuối giờ chiều khi người dân trở về nhà, trùng vào cao điểm tối ) sẽ làm tăng tổn thất công suất, tăng độ lệch điện áp và các vấn đề về chất lượng điện năng.

Một nghiên cứu cho các nước khu vực biển Bắc của SEEV 4 -City (Quỹ phát triển vùng của Châu Âu) chỉ ra rằng, máy biến áp phân phối sẽ bị quá tải tại cao điểm tối nếu 20% hộ gia đình sạc xe vào thời điểm này. Hơn nữa, nếu không có sự phối hợp sạc điện, thì với 30% hộ gia đình sạc xe với đầu sạc 3kW tại thời điểm 18h tối, thì điện áp sẽ bị kéo thấp xuống dưới ngưỡng cho phép. Hiện tượng trên cũng sẽ xảy ra nếu chỉ 10% hộ gia đình nhưng dùng đầu sạc 7kW.

Trạm sạc ô tô điện do Tổng công ty Điện lực miền Trung (EVNCPC) xây dựng

Giải pháp nào cho lưới điện quốc gia?

Hiện nay, có hai hướng giải pháp công nghệ chính khắc phục ảnh hưởng của xe điện đang được các quốc gia nghiên cứu và hướng tới, gồm: Sạc thông minh (Smart Charging) cho phép dịch chuyển thời điểm sạc sang lúc thấp tải, với giá điện sạc rẻ hơn. Tuy nhiên, bản thân bộ sạc phải tích hợp các đường truyền và thuật toán để thực hiện việc sạc thông minh.

Ngoài ra, giải pháp thứ hai là xe điện nối lưới (Vehicle to Grid – V2G), cụ thể, ở một mức độ công suất lớn nào đó, các pin của xe điện có thể cấp ngược công suất và hỗ trợ lưới điện khi cần. Khi đó, bên cạnh bộ chỉnh lưu sẵn có, thì bộ sạc phải có thêm bộ nghịch lưu. Các yêu cầu, tính năng và điều khiển cần phải được nghiên cứu bài bản, chi tiết.

EVN cũng có nhu cầu sử dụng ô tô lớn như: các xe chuyên dụng sửa chữa điện, chuyên chở CBCNV, thiết bị, sản xuất lắp đặt trạm sạc ô tô điện,…Thời gian qua, EVN cũng thực hiện một số hoạt động gồm: Thiết kế xe đặc chủng sửa chữa điện (EVNHCMC); Cung cấp trạm sạc công suất lớn (EVNCPC).

Để chuẩn bị tích hợp trạm sạc và hoạt động của ô tô điện trong hệ thống điện, cần phải thực hiện những giải pháp như: Xây dựng mô hình của phụ tải có xét đến phụ tải xe điện; Nghiên cứu ảnh hưởng của các quy mô tích hợp cụm trạm sạc xe điện đến vận hành hệ thống điện; Đề xuất quy định các yêu cầu liên quan tới đấu nối trạm sạc, cụm trạm sạc, điểm đấu nối tối ưu của các trạm sạc nhanh; Yêu cầu đối với phần cứng và phần mềm của trạm sạc xe điện; Quy định đối với hệ thống quản lý trạm sạc thông minh; Các lưu ý khi vận hành trạm sạc và hệ thống trạm sạc trong hệ thống điện; Kiến nghị xây dựng hệ thống văn bản pháp luật liên quan tới chuẩn bị hạ tầng tích hợp trạm sạc, đấu nối và vận hành trạm sạc xe ô tô điện.