Tài liệu Tối ưu hoá công suất trong mạng lưới điện thông minh với các nguồn năng lượng tái tạo (luận văn thạc sĩ)

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH QUYỀN HUY THIÊN BẢO TỐI ƯU HOÁ CÔNG SUẤT TRONG MẠNG LƯỚI ĐIỆN THÔNG MINH VỚI CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO Ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN Mã ngành: 8520201 LUẬN VĂN THẠC SĨ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2022 Công trình được hoàn thành tại Trường Đại học Công nghiệp TP. Hồ Chí Minh. Người hướng dẫn khoa học: Tiến sĩ Bạch Thanh Quý. Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn thạc sĩ Trường Đại học Công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh ngày . . . . . tháng . . . . năm . . . . . Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: 1. ......................................................................... - Chủ tịch Hội đồng 2. ......................................................................... - Phản biện 1 3. ......................................................................... - Phản biện 2 4. ......................................................................... - Ủy viên 5. ......................................................................... - Thư ký (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA/VIỆN………… BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Quyền Huy Thiên Bảo MSHV: 18104961 Ngày, tháng, năm sinh: 16/11/1996 Nơi sinh: TP.HCM Ngành: Kỹ thuật Điện Mã ngành: 8520201 I. TÊN ĐỀ TÀI: Tối ưu hoá công suất trong mạng lưới điện thông minh với các nguồn năng lượng tái tạo. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Định nghĩa về Lưới điện thông minh của Việt Nam và các quốc gia trên thế giới. Thực trạng áp dụng lưới điện thông minh tại Việt Nam và trên thế giới. Nghiên cứu các chính sách, công nghệ áp dụng vào Lưới điện thông minh và ưu khuyết điểm khi kết nối các nguồn năng lượng tái tạo vào Lưới điện thông minh. - Nghiên cứu và mô phỏng sự bất định của các nguồn năng lượng tái tạo bằng phương pháp sử dụng hàm mật độ xác suất. - Giải bài toán tối ưu hoá bài toán cực tiểu chi phí vận hành với sự tham gia của các nhà máy điện năng lượng tái tạo. III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: thực hiện quyết định số 477/QĐ-ĐHCN ngày 08/04/2021 của Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM về việc giao nhiệm vụ hướng dẫn luận văn thạc sĩ. IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 10/10/2022 V. NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. Bạch Thanh Quý Tp. Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 20 … NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO TS. Bạch Thanh Quý TRƯỞNG KHOA LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học tập vừa qua với sự giúp đỡ tận tình của Quý thầy cô Khoa Điện - Điện Tử, Trường Đại học Công Nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh đã giúp cho tôi tích lũy được vốn kiến thức vô cùng quý giá, bổ ích và cần thiết trong suốt thời gian tôi học cao học. Sau khoảng thời gian tìm hiểu, nghiên cứu, lên phương án và tiến hành thực hiện hoàn thành luận văn: “Tối ưu hoá công suất trong mạng lưới điện thông minh với các nguồn năng lượng tái tạo”. Những kết quả mà em có được là nhờ sự giúp đỡ, chỉ bảo tận tình của Quý Thầy Cô trong khoa Điện – Điện tử, những người thân trong gia đình và bạn bè trong lớp. Đặc biệt em xin gởi lời cảm ơn chân thành nhất đến giảng viên hướng dẫn: Thầy TS. Bạch Thanh Quý đã giúp đỡ, hướng dẫn và chỉ bảo để tôi hoàn thành luận văn này. Một lần nữa tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến Ban giám hiệu Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh, Quý Thầy Cô trong khoa Điện – Điện Tử, người thân trong gia đình cùng tất cả các bạn bè trong lớp đã giúp đỡ tôi trong thời gian qua. Mặc dù đã cố gắng hết sức nhưng luận văn không tránh khỏi những thiếu sót. Tác giả rất mong được sự góp ý của Quý thầy cô và các bạn bè. Xin kính chúc sức khỏe và chân thành cảm ơn. i TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Nhu cầu phát triển nguồn năng lượng phục vụ cho nền kinh tế là một đòi hỏi có tính cấp thiết, do vậy trong Quy hoạch Điện VIII – Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2021-2030, chú trọng phát triển rất lớn các nguồn năng lượng tái tạo, tập trung chính vào nguồn năng lượng mặt trời và năng lượng gió. Đây là hai nguồn năng lượng có tiềm năng khai thác rất lớn, tuy nhiên lại là nguồn năng lượng có sự dao động phát mạnh vì phụ thuộc sự biến động của thời tiết. Để ổn định hệ thống truyền tải thì việc quản lý tốt các nguồn năng lượng tái tạo và sự phối hợp nhịp nhàng giữa các nguồn phát mới với các nguồn phát sẳn có trên hệ thống rất cần đến một mạng lưới điện thông minh. Luận văn này đề xuất sử dụng một mô hình mạng lưới điện thông minh có các nguồn năng lượng tái tạo để tiến hành mô phỏng sự biến động của nguồn phát theo tải khi có sự dao động không kiểm soát của các nguồn năng lượng tái tạo với mục tiêu ổn định hệ thống truyền tải thông qua ứng dụng các thuật toán phân bố công suất tối ưu. ii ABSTRACT The large development energy souces is an urgent requirement for the national economy, therefore the renewable enegy sources is more attention to enhanced the energy sources in the National Power Plan VIII, that is a national electricity development planning for period 2021-2030, and mainly focusing on solar and wind nergy sources. Both energy sources are great potential to exploit, but they are also strong fluctuations because of dependent on the weather. To stabilize transmission system, the management and smooth coordination between new generators and existing ones in a smart power grid is essential. The smart grid model with some renewable sources is proposed to used in this report, where the fluctuations of generation under load is simulation and the optimal power flow algorithms is application with the goal is transmission power system stabilizing. iii LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Việc tham khảo các nguồn tài liệu đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng theo yêu cầu. Học viên Quyền Huy Thiên Bảo iv MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................. i TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ ............................................................................ ii ABSTRACT .............................................................................................................. iii LỜI CAM ĐOAN ..................................................................................................... iv MỤC LỤC ...................................................................................................................v DANH MỤC HÌNH ẢNH ...................................................................................... viii DANH MỤC BẢNG BIỂU ........................................................................................x DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT .................................................................................... xi MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1 1. Đặt vấn đề ...............................................................................................1 2. Mục tiêu nghiên cứu ...............................................................................2 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ..........................................................2 4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu .............................................3 5. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài ....................................................................3 6. Kế hoạch thực hiện đề tài .......................................................................4 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU .............................5 1.1 Định nghĩa lưới điện thông minh ............................................................5 1.1.1 Quan điểm về lưới điện thông minh của các quốc gia, tổ chức ..............6 1.1.2 Kết luận ...................................................................................................8 1.2 Những công nghệ được áp dụng trong lưới điện thông minh.................9 1.3 Các vấn đề của Lưới điện thông minh tại Việt Nam ............................13 1.3.1 Các chiến lược ......................................................................................13 1.3.2 Các thách thức.......................................................................................13 1.3.3 Giải pháp phát triển Lưới điện thông minh tại Việt Nam .....................14 1.3.4 Các ứng dụng lưới điện thông minh vào hệ thống điện Việt Nam .......16 1.3.5 Giải pháp lưới điện thông minh có sự tham gia của các thành phần năng lượng tái tạo .................................................................................17 CHƯƠNG 2 BÀI TOÁN TỐI ƯU CÔNG SUẤT CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO TRONG LƯỚI ĐIỆN THÔNG MINH .....................................21 v 2.1 Các khái niệm trong xác suất thống kê .................................................21 2.1.1 Biến ngẫu nhiên ....................................................................................21 2.1.2 Các phân phối xác suất của biến ngẫu nhiên ........................................21 2.1.3 Các tham số đặc trưng của biến ngẫu nhiên .........................................22 2.2 Mô hình hoá tính chất bất định của các nguồn năng lượng tái tạo .......25 2.2.1 Tổng quát ..............................................................................................25 2.2.2 Phương pháp xác suất ...........................................................................26 2.3 Bài toán OPFSGRS ...............................................................................28 2.3.1 Hàm mục tiêu ........................................................................................28 2.3.2 Thực hiện biểu diễn yếu tố bất định của năng lượng gió và mặt trời ...33 2.4 Hàm mật độ xác suất thành phần năng lượng gió.................................35 2.4.1 Phương pháp sử dụng bộ số liệu thu thập công suất phát.....................35 2.4.2 Phương pháp sử dụng hàm mật độ xác suất vận tốc gió......................37 2.5 Hàm mật độ xác suất của thành phần năng lượng mặt trời ..................45 2.5.1 Phương pháp sử dụng bộ số liệu thu thập công suất phát.....................45 2.5.2 Phương pháp sử dụng hàm mật độ xác suất bức xạ mặt trời ................47 2.6 Các ràng buộc của bài toán ...................................................................55 2.6.1 Các phương trình ràng buộc .................................................................55 2.6.2 Các bất phương trình ràng buộc............................................................55 CHƯƠNG 3 GIẢI BÀI TOÁN TỐI ƯU CÔNG SUẤT VỚI CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO .......................................................................................57 3.1 Bài toán tối ưu phi tuyến.......................................................................57 3.2 Giải thuật tối ưu hoá bầy đàn - PSO .....................................................57 3.3 Khái quát phương pháp giải ..................................................................62 3.4 Xây dựng hàm phân phối và tạo bộ số liệu ngẫu nghiên cho các yếu tố bất định thành phần năng lượng tái tạo.................................................62 3.5 Mô hình hồi quy phi tuyến bằng công cụ Curve Fitting .......................65 3.5.1 Hồi quy tuyến tính và hồi quy phi tuyến ..............................................65 3.5.2 Sử dụng công cụ Curve Fitting để tạo bộ số liệu ..................................66 3.6 Chi tiết các bước thực hiện bài toán OPFSGRS ...................................70 CHƯƠNG 4 MÔ PHỎNG HỆ THỐNG .............................................................71 vi 4.1 Mô phỏng trên các hệ thống điện mẫu IEEE ........................................71 4.1.1 Hệ thống điện 30 nút .............................................................................71 4.2 Kết quả mô phỏng .................................................................................77 4.3 Đánh giá ................................................................................................81 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ................................................................82 1. Kết luận .................................................................................................82 2. Hướng phát triển đề tài .........................................................................83 TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................84 PHỤ LỤC ..................................................................................................................89 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG CỦA HỌC VIÊN .......................................................105 vii DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Giải thích lưới điện thông minh ...................................................................5 Hình 1.2 Công tơ điện tử thông minh .......................................................................11 Hình 1.3 Thiết bị PMU..............................................................................................11 Hình 1.4 Thiết bị tự động hóa trạm SAS của hãng Toshiba .....................................12 Hình 1.5 Phần mềm OpenOTS tại Trung tâm Điều độ Hệ thống điện Quốc gia......12 Hình 1.6 Lộ trình phát triển LĐTM Việt Nam theo Quyết định-1264/QĐ-TTg ......13 Hình 2.1 Chi tiết phương pháp xác suất ....................................................................27 Hình 2.2 Các phương pháp mô phỏng tính bất định của thành phần điện gió ..........34 Hình 2.3 Các phương pháp mô phỏng tính bất định của thành phần điện mặt trời ..34 Hình 2.4 Biểu đồ Histogram công suất phát NMĐG ................................................35 Hình 2.5 Hàm CDF của công suất phát NMĐG .......................................................35 Hình 2.6 Hàm PDF của công suất phát NMĐG ........................................................36 Hình 2.7 Các loại phong tốc kế trong tua bin gió .....................................................37 Hình 2.8 Vị trí lắp đặp phong tốc kế trên tua bin......................................................37 Hình 2.9 Vận tốc gió từ số liệu thu thập được ..........................................................38 Hình 2.10 Hàm PDF giữa 2 vận tốc gió ....................................................................38 Hình 2.11 Hàm PDF vận tốc gió từ dữ liệu thu thập – phân phối Weibull ..............40 Hình 2.12 Hàm PDF vận tốc gió từ dữ liệu thu thập – phân phối Rayleigh .............41 Hình 2.13 Hàm CDF vận tốc gió từ dữ liệu thu thập – phân phối Rayleigh ............41 Hình 2.14 Hàm PDF công suất phát NMĐG ước tính theo phân phối Weibull .......43 Hình 2.15 Hàm PDF công suất phát NMĐG ước tính theo phân phối Rayleigh......44 Hình 2.16 Công suất phát của NMĐMT – biểu đồ Histogram .................................45 Hình 2.17 Hàm CDF công suất phát NMĐMT (đơn vị công suất: MW) .................46 Hình 2.18 Hàm PDF công suất phát NMĐMT (đơn vị công suất: MW) .................46 Hình 2.19 Quang kế đo bức xạ mặt trời ....................................................................47 Hình 2.20 Các vị trí lắp đặt quang kế tại NMĐMT ..................................................48 Hình 2.21 Bức xạ mặt trời từ số liệu thu thập thực tế - biểu đồ Histogram..............50 Hình 2.22 Hàm CDF bức xạ mặt trời từ dữ liệu thu thập (phân phối Rayleigh) ......50 Hình 2.23 Hàm PDF bức xạ mặt trời từ dữ liệu thu thập (phân phối Rayleigh).......51 viii Hình 2.24 Hàm PDF công suất phát ước tính NMĐMT ...........................................52 Hình 2.25 Dữ liệu bức xạ mặt trời theo số giờ thu được bức xạ trong năm .............53 Hình 2.26 Hàm PDF bức xạ mặt trời theo số giờ thu được bức xạ trong năm .........54 Hình 2.27 Hàm PDF công suất phát ước tính NMĐMT trong 4222 giờ ..................55 Hình 3.1 Lưu đồ giải thuật PSO ................................................................................59 Hình 3.2 Phương pháp giải bài toán OPFSGRS .......................................................62 Hình 3.3 Xây dựng bộ số liệu mô phỏng các yếu tố ngẫu nhiên ..............................62 Hình 3.4 Dữ liệu vận tốc gió thu thập thực tế ...........................................................63 Hình 3.5 Dữ liệu công suất phát NMĐG thu thập thực tế ........................................63 Hình 3.6 Dữ liệu bức xạ mặt trời thu thập thực tế ...................................................64 Hình 3.7 Dữ liệu công suất phát NMĐMT ...............................................................64 Hình 3.8 Biểu diễn đường cong công suất NMĐG ...................................................67 Hình 3.9 Biểu diễn đường cong công suất NMĐMT................................................69 Hình 3.10 Dữ liệu đầu vào chương trình matlab.......................................................70 Hình 3.11 Các bước giải bài toán cực tiểu chi phí vận hành ....................................70 Hình 4.1 Hệ thống điện mẫu IEEE 30 nút ................................................................71 Hình 4.2 Case 1 .........................................................................................................72 Hình 4.3 Case 2 .........................................................................................................73 Hình 4.4 Case 3 .........................................................................................................74 Hình 4.5 Case 4 .........................................................................................................75 Hình 4.6 Kết quả mô phỏng Case 5 ..........................................................................78 Hình 4.7 Kết quả mô phỏng case 6 ...........................................................................79 Hình 4.8 Kết quả mô phỏng case 7 ...........................................................................80 ix DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Quan điểm về lưới điện thông minh của một số quốc gia trên thế giới ......6 Bảng 1.2 Quan điểm về lưới điện thông minh của một số tổ chức trên thế giới ........7 Bảng 1.3 Quan điểm về lưới điện thông minh của một số nhà cung cấp thiết bị .......8 Bảng 1.4 Những công nghệ áp dụng trong lưới điện thông minh...............................9 Bảng 2.1 Số liệu về bức xạ mặt trời tại Việt Nam ....................................................49 Bảng 4.1 Thông số các nút máy phát hệ thống điện mẫu 30 nút ..............................71 Bảng 4.2 Dữ liệu bức xạ mặt trời và vận tốc gió ngày 30/12/2021. .........................75 Bảng 4.3 Dữ liệu bức xạ mặt trời và vận tốc gió ngày 31/12/2021. .........................76 Bảng 4.4 Dữ liệu bức xạ mặt trời và vận tốc gió 9h đến 11h ngày 31/12/2021. ......76 Bảng 4.5 Kết quả mô phỏng case 1 đến case 4 .........................................................77 Bảng 4.6 Kết quả mô phỏng case 5 ...........................................................................77 Bảng 4.7 Kết quả mô phỏng case 6 ...........................................................................78 Bảng 4.8 Kết quả mô phỏng case 7 ...........................................................................80 x DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT AMI Advanced Metering Infrastructure – Hạ tầng đo đếm thông minh AMR Automated meter reading – Công nghệ tự động thu thập dữ liệu trên đồng hồ đo BCIS Billing & Customer Information System – Hệ thống quản lý tính cước và thông tin khách hàng CfD Contracts for Difference - Hợp đồng mua bán điện dạng sai khác CMIS Customer Management Information System – Hệ thống quản lý thông tin khách hàng CRM Customer Relationship Management – Quản lý quan hệ khách hàng ĐHCN Đại học Công nghiệp DERs Distributed energy resources – Nhà máy điện phân tán DMS Distribution Management System – Hệ thống phần mềm tự động hỗ trợ việc quản lý và điều khiển tối ưu lưới điện phân phối DSM Demand Side Management - Chương trình quản lý nhu cầu điện IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers - Viện kỹ sư điện và điện tử ED Economic Dispatch – Điều độ kinh tế EMS Energy management system – Hệ thống quản lý năng lượng ESS Energy Storage System – Hệ thống lưu trữ năng lượng ERP Enterprise Resource Planning Systems - Hệ thống hoạch định tài nguyên doanh nghiệp xi FACTS Flexible AC Transmission Systems - Hệ thống truyền tải điện xoay chiều linh hoạt FiT Feed-in-Tariff – Giá cố định / Giá ưu đãi của thành phần điện từ nguồn năng lượng tái tạo GIS Geographic Information System – Hệ thống thông tin địa lý HES Head End System – Hệ thống thiết bị đầu cuối HVDC High-Voltage Direct Current - Truyền tải điện một chiều cao áp HRES Hybrid Renewable Energy System – Hệ thống hỗn hợp năng lượng tái tạo ICT Information Communication Technologies – Các công nghệ truyền thông thông tin LĐTM Lưới điện thông minh LVThS Luận văn Thạc sĩ MCS Monte Carlo simulation – Mô phỏng Monte Carlo MDMS Meter Data Management System – Hệ thống quản lý dữ liệu đo đếm NLTT Năng lượng tái tạo NMĐG Nhà máy điện gió NMĐMT Nhà máy điện mặt trời OMS Outage Management System – Hệ thống quản lý mất điện OPF Optimal Power Flow – Phân bố tối ưu công suất OPFSGRS Optimal Power Flow in the Smart Grid transmission system with renewable energy source – Phân bố tối ưu công suất trong mạng lưới điện thông minh với các nguồn năng lượng tái tạo. xii PDF Probability Density Function – Hàm mật độ xác suất PMU Phasor Measurement Units – Thiết bị đo lường đồng bộ góc pha POPF Probabilistic Optimal Power Flow – Xác suất phân bố tối ưu công suất SAS Substation Automation System - Hệ thống tự động hóa trạm SCADA Supervisory Control And Data Acquisition - Hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu SG Smart Grid – Lưới điện thông minh SQP Sequential Quadratic Programming – Chuỗi các dạng toàn phương SVC Static Var Compensator – Tụ bù tĩnh có dung lượng thay đổi TSO Transmission System Operator - Vận hành hệ thống truyền dẫn RERs Renewable Energy Resources – Tài nguyên năng lượng tái tạo RPS Renewable Portfolio Standard – Tiêu chuẩn tỉ lệ năng lượng tái tạo WAAPCA Wide-Area Adaptive Protection, Control and Automation - Bảo vệ thích ứng diện rộng, điều khiển và tự động hóa. WAMS Wide Area Monitoring System - Hệ thống giám sát hệ thống điện diện rộng trong thời gian thực thông qua việc thu thập thông tin từ các thiết bị PMU. WASA Wide-Area Situational Awareness – Nhận thức tình huống diện rộ xiii MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề Nhận thấy tầm quan trọng trong việc nâng cấp hệ thống điện quốc gia, Chính phủ Việt Nam đã ký Quyết định số 1670/QĐ-TTg vào ngày 8 tháng 11 năm 2012, phê duyệt chiến lược phát triển Lưới điện thông minh tại Việt Nam (gọi tắt là Lộ trình Lưới điện thông minh). Lộ trình nhằm cải thiện chất lượng và độ tin cậy của nguồn cung cấp điện quốc gia và thúc đẩy việc sử dụng điện một cách hiệu quả. Ngày 25/11/2016, Bộ Công Thương ban hành quyết định số 4602/QĐ-BCT về việc Phê duyệt đề án tổng thể phát triển lưới điện thông minh tại Việt Nam. Chính phủ Việt Nam đã phê duyệt chủ trương đầu tư Dự án “Ứng dụng lưới điện thông minh để phát triển các nguồn năng lượng tái tạo và sử dụng năng lượng hiệu quả (SGRE-EE)”, sử dụng vốn ODA không hoàn lại của Chính phủ Đức, tại Quyết định 519/QĐ-TTg ngày 11/5/2018. ( được đính kèm ở Phụ lục 1). Ngày 01/10/2019, Thủ Tướng Chính Phủ ban hành quyết định số: 1264/QĐ-TTg về việc Phê duyệt Nhiệm vụ lập Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia thời kỳ 20212030, tầm nhìn đến năm 2045. Quyết định được gọi tắt là Quy hoạch điện VIII (được đính kèm tại phụ lục 2).Quy hoạch điện VIII sẽ có những điểm khác cơ bản. Các Quy hoạch điện VI, Quy hoạch điện VII và Quy hoạch điện VII hiệu chỉnh vẫn chủ yếu dựa vào nguồn điện truyền thống như: Thủy điện, nhiệt điện, tuabin khí… nhưng Quy hoạch điện VIII sẽ là quy hoạch điện của thời kỳ năng lượng tái tạo (chương VIII: năng lượng tái tạo cho phát điện). Điện mặt trời và điện gió phần nhiều do thời tiết quyết định, trong khi đó không được để quá trình cung ứng điện bị gián đoạn nên cách thiết kế trong Quy hoạch điện VIII cũng sẽ phải khác so với trước. Với các quyết định và hành động trên của các cơ quan lãnh đạo, ta có thể nhận ra tiềm năng phát triển của năng lượng tái tạo trong hệ thống lưới điện thông minh là rất lớn và là mục tiêu tương lai của ngành Điện Việt Nam. Bên cạnh đó xu hướng số hóa, chuyển đổi số đang được Chính phủ quan tâm, tạo mọi điều kiện để phát triển. Số hóa 1 cũng chính là xu hướng toàn cầu sau cuộc cách mạng Công nghiệp 4.0. Việc phát triển lưới điện thông minh trên thế giới là rất quan trọng, ảnh hưởng đến chất lượng cuộc sống của người dân và chỉ số năng lực cạnh tranh quốc gia. Ngoài ra do lượng nhiên liệu hóa thạch ngày càng cạn kiệt và tác hại của các nhà máy điện truyền thống đến môi trường xung quanh, xu hướng hiện nay của các ngành năng lượng trên thế giới là phát triển bền vững với môi trường. Việc vận hành tối ưu các nguồn tài nguyên năng lượng tái tạo trong hệ thống là cần thiết. Nhằm tránh việc lãng phí nguồn tài nguyên năng lượng cũng như đạt hiệu suất cao nhất cả về kinh tế và kỹ thuật. 2. Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu các chính sách và quyết định của các cơ quan lãnh đạo, thống kê và đánh giá các giải pháp vận hành thành phần năng lượng tái tạo trong hệ thống lưới điện thông minh một cách phù hợp nhất về mặt kinh tế, kết hợp với những nhà máy điện truyền thống sẵn có trên hệ thống. Mô phỏng một mô hình hệ thống lưới điện thông minh với hỗn hợp các nguồn năng lượng tái tạo (năng lượng mặt trời, điện gió) để kết nối lưới. Giải bài toán phân bố tối ưu công suất trong hệ thống điện mẫu IEEE 30 nút (trong đó có 2 nút máy phát là nhà máy năng lượng tái tạo). 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu  Đối tượng nghiên cứu - Mạng lưới điện thông minh với các nguồn năng lượng tái tạo.  Phạm vi nghiên cứu - Sử dụng một mạng lưới điện thông minh có có nguồn phát truyền thống và năng lượng tái tạo và hệ thống tải biến động, mô phỏng sự biến động của các nguồn phát theo tải khi sự dao động không kiểm soát của các nguồn năng lượng tái tạo nhằm mục tiêu ổn định hệ thống điện. 2 4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu  Cách tiếp cận - Tìm kiếm thông tin và hiểu rõ các thành phần và tính chất của mạng lưới điện thông minh. - Tìm kiếm các thuật toán tối ưu; phân tích, đánh giá và lựa chọn thuật toán phù hợp nhất trong mục tiêu quản lý và vận hành các nguồn năng lượng tái tạo trong mạng lưới điện thông minh. - Mô phỏng một mô hình và đánh giá kết quả mô phỏng, đưa ra các kiến nghị phù hợp.  Phương pháp thu thập và xử lý thông tin - Thu thập các bài tổng hợp về nghiên cứu công nghệ lưới điện thông minh từ các bài báo, tạp chí, luận văn, luận án trên thế giới và ở Việt Nam. - Thu thập tài liệu nước ngoài về các công nghệ và ứng dụng lưới điện thông minh được áp dụng trên thế giới hiện nay. - Thu thập các tài liệu nước ngoài về xu hướng phát triển lưới điện thông minh đang được áp dụng trên thế giới hiện nay.  Phương pháp chuyên gia - Tham vấn chuyên gia ngành năng lượng để hoàn thiện các giải pháp ứng dụng công nghệ lưới điện thông minh tại Việt Nam. 5. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài Ngành điện nước ta còn nhiều trở ngại để phát triển lưới điện thông minh như: Hiệu quả thực hiện quá trình tái cơ cấu ngành điện và nâng cấp hệ thống điện chuyển sang lưới điện thông minh của Việt Nam chưa cao.; vấn đề giảm nhu cầu điện năng vào giờ cao điểm; chưa khắc phục được những yếu tố ngẫu nhiên như bức xạ mặt trời, tốc độ gió,..., lượng công suất của các nguồn năng lượng tái tạo tại Việt Nam phân bố 3 không đồng đều; nhu cầu tải và công suất phát lên lưới không phù hợp về mặt thời gian, đòi hỏi phải có sự kết hợp với các nguồn phát thuỷ điện và nhiệt điện.Vì thế, việc nâng cao chất lượng quản lý, cũng như vận hành sao cho những nguồn năng lượng tái tạo trong lưới điện thông minh đạt hiệu quả tối ưu là rất cần thiết. Kết quả thu được sau nghiên cứu sẽ là một phương pháp phân bố công suất tối ưu hệ thống lưới điện thông minh có sự tham gia của các nguồn năng lượng tái tạo. 6. Kế hoạch thực hiện đề tài Bắt đầu tháng 04/2021 đến 12/2021:  Tham khảo, nghiên cứu vị trí địa lý, công suất của các nhà máy điện gió và điện mặt trời tại Việt Nam và trên thế giới. Chọn ra 2 nhà máy (1 phong điện, 1 quang điện) để tiến hành thu thập số liệu công suất phát, vận tốc gió và bức xạ mặt trời.  Bắt đầu thu thập số liệu đo đạc của 2 nhà máy trên.  Nghiên cứu các phương pháp mô phỏng các thành phần bất định trong hệ thống điện.  Nghiên cứu chọn giải thuật tối ưu cho luận văn. Từ tháng 01/2021 đến 09/2021:  Hoàn tất việc thu thập số liệu đo đạc  Lập trình giải bài toán trên phần mềm matlab  Thiết kế các trường hợp mô phỏng, chạy mô phỏng và tiến hành đánh giá, kết luận. 4