Quản lý nhu cầu (Demand Response) và vai trò của ATS thông minh trong lưới điện số 

BTB Electric

• Tin tức
• Th5 25, 2026
• 50 lượt xem

Trong kỷ nguyên của lưới điện thông minh (Smart Grid), bài toán vận hành không đơn giản chỉ là xây thêm các nhà máy điện để đáp ứng nhu cầu tiêu thụ ngày một tăng cao. Thay vào đó, trọng tâm buộc phải dịch chuyển sang việc tối ưu hóa và điều tiết những gì đang có để giảm thiểu biến đổi khí hậu và đáp ứng nhu cầu khử carbon trong nền kinh tế.

Demand Response ra đời như một giải pháp chiến lược nhằm cân bằng cung cầu một cách chủ động. Trong kịch bản đó, hệ thống chuyển nguồn tự động ATS (Automatic Transfer Switch) thông minh đóng vai trò là "nút giao định tuyến" nguồn năng lượng, trực tiếp thực thi các chiến thuật chuyển đổi nguồn cấp để bảo vệ lưới điện quốc gia và tối ưu chi phí cho doanh nghiệp.

Demand Response là gì?

Dự kiến, nhu cầu điện toàn cầu sẽ tăng khoảng 60% vào năm 2040. Để ứng phó với sự biến động về nhu cầu, các công ty điện lực buộc phải mua điện từ bên ngoài hoặc kích hoạt các nhà máy điện dự phòng (thường chạy bằng dầu hoặc than) với chi phí vận hành đắt đỏ và phát thải lượng carbon lớn. Điều này đang đi ngược lại cam kết Netzero vào năm 2050, với mục tiêu 79% năng lượng sản xuất phải đến từ các nguồn năng lượng tái tạo (vốn có bản chất là nguồn cung không thể dự đoán và phụ thuộc vào thời tiết). 

Do đó, Demand Response (Quản lý nhu cầu, Ứng phó nhu cầu hoặc Điều chỉnh phụ tải điện) đang ngày càng trở nên quan trọng để duy trì độ tin cậy và an ninh lưới điện. 

Theo Ủy ban Điều tiết Năng lượng Liên bang Hoa Kỳ, Demand Response được định nghĩa là “Những thay đổi trong thói quen sử dụng điện của khách hàng so với mô hình tiêu thụ thông thường để đáp ứng sự thay đổi về giá điện theo thời gian thực, hoặc các khoản thanh toán được thiết kế để khuyến khích sử dụng điện ít hơn vào giờ cao điểm / thời điểm giá điện cao". Như vậy, bản chất của DR là một hệ thống phân bổ kinh tế dựa trên công nghệ cho nguồn cung cấp điện chính. Trong hệ thống này, việc phân bổ tự nguyện được thực hiện qua các ưu đãi về giá để đổi lấy việc giảm tiêu thụ điện năng trong giờ cao điểm hoặc khi lưới điện quốc gia rơi vào trạng thái khẩn cấp. Điều này cũng đồng nghĩa với việc khi người tiêu dùng không giảm mức sử dụng trong giờ giá điện cao sẽ buộc phải trả đơn giá “tăng đột biến” vào giá điện chung. Và như vậy, thay vì tăng cung, hệ thống sẽ thực hiện các chính sách để giảm cầu. 

Quá trình điều tiết phụ tải thường được vận hành dựa trên hai phương thức chính:

• Giảm tải điện (Load Shedding): Tạm thời ngắt các phụ tải không ưu tiên (hệ thống làm mát, đèn chiếu sáng cảnh quan) tại các nhà máy khi nhận được lệnh cảnh báo từ điều độ quốc gia hoặc cắt điện có lịch trình, luân phiên giữa các khu vực để giảm thiểu ảnh hưởng. 
• Dịch chuyển phụ tải (Load Shifting): Thay vì ngắt thiết bị làm gián đoạn sản xuất, nhà máy sẽ chủ động chuyển đổi từ việc sử dụng điện lưới trong giờ cao điểm sang sử dụng nguồn điện tại chỗ như máy phát điện dự phòng hoặc hệ thống pin lưu trữ năng lượng mặt trời.

Cũng phải nhấn mạnh thêm, sự phát triển của Smart Grid đã và đang cải thiện hiệu quả khả năng giao tiếp giữa nhà cung cấp điện với người tiêu dùng, cũng như đưa ra các quyết định về cách thức và thời điểm sản xuất, tiêu thụ điện năng. Đặc biệt, công nghệ của tương lai này còn cho phép khách hàng chuyển từ quản lý nhu cầu thụ động - nhận yêu cầu cắt giảm tải từ công ty điện lực sang quản lý nhu cầu chủ động - thấy được động lực để kiểm soát tải 24/7. 

Tại Việt Nam, EVNHANOI đã bắt đầu triển khai điều chỉnh phụ tải điện từ năm 2019 nhằm khuyến khích khách hàng chủ động giảm nhu cầu sử dụng điện khi có yêu cầu, bằng cách tiết giảm các phụ tải không cần thiết và không ảnh hưởng đến dây chuyền sản xuất trong khoảng thời gian cụ thể theo chương trình điều chỉnh phụ tải điện đã thỏa thuận giữa hai bên. Và cho đến nay, các cơ chế tài chính, thị trường điện tham gia DR hoàn chỉnh vẫn đang được hoàn thiện để hấp dẫn hơn đối với doanh nghiệp.

Sự chuyển đổi nguồn linh hoạt: Bài toán sống còn của lưới điện phân tán

Lưới điện hiện đại đang chuyển đổi từ cấu trúc tiện ích theo chiều dọc truyền thống sang hệ thống phân tán khi bắt đầu tích hợp các nguồn năng lượng tái tạo. Mặc dù mang đến nguồn năng lượng sạch, phù hợp với nhu cầu khử carbon trong nền kinh tế, tuy nhiên, năng lượng tái tạo lại đi kèm các vấn đề về tính ổn định và hiệu quả trên lưới. Trong lưới điện truyền thống, năng lượng được cung cấp bởi các máy phát điện, có khả năng đáp ứng những thay đổi về nhu cầu. Trong khi đó, sản lượng điện từ các nguồn năng lượng tái tạo bị chi phối bởi các điều kiện môi trường và trước mắt không thể đáp ứng những thay đổi về biến động nhu cầu. Lúc này, nếu hệ thống hạ tầng không thể phản ứng linh hoạt để chuyển đổi nguồn cấp ngay lập tức, hiện tượng sụt áp hoặc mất điện cục bộ là điều không thể tránh khỏi.

Chính vì vậy, một hệ thống điều phối nguồn cấp thông minh cần phải giải quyết được ba yêu cầu cốt lõi:

• Tốc độ chuyển đổi tính bằng mili giây: Quá trình chuyển đổi giữa điện lưới, máy phát và năng lượng tái tạo phải diễn ra đủ nhanh để các thiết bị điện tử nhạy cảm, hệ thống điều khiển PLC, máy chủ không bị khởi động lại.
• Tính an toàn tuyệt đối: Ngăn chặn hoàn toàn hiện tượng "dòng điện ngược" (nguồn điện từ máy phát hoặc pin năng lượng mặt trời đổ ngược lên lưới điện quốc gia khi lưới đang mất điện hoặc đang sửa chữa), gây nguy hiểm cho nhân viên kỹ thuật.
• Tối ưu lợi ích kinh tế: Hệ thống phải tự động nhận biết các khung giờ giá điện (giờ cao điểm, bình thường, thấp điểm) để đưa ra quyết định sử dụng nguồn cấp nào nhằm mang lại lợi ích tài chính lớn nhất cho doanh nghiệp.

Giải pháp ATS thông minh của BTB Electric trong Quản lý nhu cầu

Nhận thức được tầm quan trọng của mắt xích chuyển đổi nguồn trong cấu trúc Smart Grid, BTB Electric đã phát triển giải pháp chuyển nguồn tự động (ATS) tích hợp sâu với bộ điều khiển logic để trở thành "bộ não điều phối" tại các hạ tầng điện công nghiệp.

Khả năng đóng cắt tốc độ cao và độ bền cơ học vượt trội

Bộ chuyển nguồn tự động ATS của BTB Electric được thiết kế với cơ chế cuộn hút điều khiển bằng kích thích tạm thời, đảm bảo thời gian chuyển mạch cực ngắn. Sự dứt khoát trong quá trình chuyển mạch đi kèm việc tích hợp buồng dập hồ quang đủ lớn giúp triệt tiêu hoàn toàn hồ quang điện, bảo vệ an toàn cho hệ thống và duy trì tính liên tục cho dòng điện của nhà máy trong các kịch bản Demand Response khẩn cấp.

Kết hợp bộ điều khiển thông minh: Ưu tiên nguồn năng lượng sạch và tối ưu chi phí

Khi ATS của chúng tôi được tích hợp hoặc kết nối với các bộ điều khiển kỹ thuật số và hệ thống quản lý năng lượng (EMS), chúng không còn là một công tắc cơ học thụ động mà trở thành một thực thể có khả năng phân tích kinh tế:

• Kịch bản 1 - Ưu tiên năng lượng xanh: Vào ban ngày, khi hệ thống điện mặt trời áp mái hoạt động đạt đỉnh, bộ điều khiển nhận tín hiệu và ra lệnh cho ATS ưu tiên sử dụng nguồn năng lượng sạch cho các phụ tải sản xuất. Điện lưới quốc gia lúc này chỉ đóng vai trò dự phòng hoặc bù đắp cho những khoảng thiếu hụt.
• Kịch bản 2 - Tự động ứng phó giờ cao điểm: Khi bước vào khung giờ cao điểm (giá điện lưới tăng gấp 2 đến 3 lần), hệ thống EMS sẽ kích hoạt chương trình Demand Response. ATS thông minh của BTB Electric sẽ tự động ra lệnh khởi động máy phát điện dự phòng và chuyển đổi nguồn cấp cho các phụ tải lớn sang nguồn máy phát, giúp doanh nghiệp tránh được việc phải mua điện với giá đắt đỏ từ lưới quốc gia.
• Kịch bản 3 - Tích năng vào giờ thấp điểm: Vào ban đêm (giờ thấp điểm, giá điện rẻ nhất), ATS điều phối dòng điện lưới để sạc đầy cho các hệ thống pin lưu trữ (BESS), chuẩn bị nguồn năng lượng giá rẻ này để xả ra sử dụng vào ngày hôm sau.

Tích hợp ATS BTB Electric vào hệ thống SCADA/EMS

Để thực hiện trọn vẹn vai trò trong Smart Grid, các bộ ATS thông minh của BTB Electric được trang bị khả năng kết nối truyền thông qua cổng RS485.

Thông qua các đường truyền dữ liệu này, trạng thái của ATS sẽ được hiển thị trực quan theo thời gian thực trên màn hình điều khiển của trung tâm SCADA. Và như vậy, các kỹ sư vận hành có thể giám sát từ xa tình trạng của các nguồn cấp, kiểm tra tính sẵn sàng của máy phát, thậm chí có thể chủ động can thiệp phát lệnh chuyển nguồn từ xa chỉ bằng một cú click chuột trong các tình huống khẩn cấp. 

Câu hỏi thường gặp về Quản lý nhu cầu 

Câu hỏi 1: Sự khác biệt lớn nhất giữa Demand Response (DR) và Cắt điện luân phiên là gì?

Trả lời: Nhiều người thường nhầm lẫn hai khái niệm này, nhưng bản chất của chúng hoàn toàn trái ngược nhau:

• Cắt điện luân phiên: Biện pháp giảm tải cưỡng bức, thụ động từ phía điện lực khi lưới điện quá tải. Điện lực sẽ tiến hành ngắt điện theo lịch trình tại một khu vực mà không cần biết khách hàng có đồng ý hay không, gây gián đoạn hoàn toàn sinh hoạt và sản xuất.
• Demand Response (DR): Là giải pháp chủ động, tương tác và dựa trên lợi ích kinh tế. Khách hàng nắm quyền chủ động quyết định giảm phụ tải hoặc dịch chuyển nguồn cấp trong giờ cao điểm hoặc khi giá điện cao. Việc này mang lại lợi ích tài chính cho doanh nghiệp chứ không phải là sự chịu đựng thiệt hại.

Câu hỏi 2: Doanh nghiệp tham gia Demand Response, hoạt động sản xuất có bị ảnh hưởng hay đình trệ không?

Trả lời: Hoàn toàn không. Bản chất của DR không phải là bắt buộc doanh nghiệp phải dừng sản xuất trong giờ cao điểm, mà là tối ưu hóa cách thức sử dụng năng lượng. Khi nhận được tín hiệu DR từ lưới điện quốc gia, doanh nghiệp có thể tiến hành dịch chuyển phụ tải để giảm bớt các dây chuyền không cần thiết hoặc chuyển đổi nguồn cấp. 

Theo báo cáo “Demand Response Management Systems Market Report” của Research and Markets, thị trường hệ thống điều chỉnh phụ tải toàn cầu đã đạt quy mô 60,47 tỷ USD vào năm 2024 và được dự báo tăng lên 77,72 tỷ USD trong năm 2025. Đến năm 2029, quy mô thị trường này sẽ chạm mốc 202,45 tỷ USD, với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) lên tới 27%. Như vậy, việc Quản lý nhu cầu chẳng những không ảnh hưởng đến hoạt động của các doanh nghiệp mà còn có tiềm năng đem lại lợi ích kinh tế từ việc tiết kiệm hóa đơn tiền điện hàng tháng và sử dụng năng lượng hiệu quả hơn. 

Câu hỏi 3: Bộ chuyển nguồn ATS của BTB Electric có tác dụng gì trong việc chọn khung giờ giá điện?

Trả lời: Tại Việt Nam, giá điện sản xuất được chia làm 3 khung: Giờ bình thường, giờ thấp điểm và giờ cao điểm (giá giờ cao điểm thường đắt gấp gần 3 lần giờ thấp điểm).

Khi ATS BTB Electric được cài đặt biểu đồ giá điện, vào giờ cao điểm, ATS sẽ tự động chuyển sang dùng nguồn pin lưu trữ đã được sạc đầy vào giờ thấp điểm, hoặc khởi động máy phát điện nội bộ nếu chi phí dầu rẻ hơn giá điện lưới lúc đó. Đây chính là cách tối ưu hóa chi phí năng lượng trực tiếp cho doanh nghiệp.

Câu hỏi 4: Việc ATS phải chuyển đổi nguồn liên tục trong các sự kiện DR có làm giảm tuổi thọ của thiết bị không?

Trả lời: Không. Các sự kiện Demand Response khẩn cấp hoặc điều tiết theo giá điện thường chỉ diễn ra vài lần trong tuần hoặc vào các khung giờ cố định trong ngày, không phải liên tục từng phút.

Hơn nữa, ATS của chúng tôi được thiết kế theo tiêu chuẩn châu Âu khắt khe với độ bền cơ học và độ bền điện lên đến hàng chục nghìn lần đóng cắt. Cơ cấu dập hồ quang tiên tiến giúp bảo vệ tiếp điểm tối đa trong mỗi lần chuyển mạch, đảm bảo thiết bị vận hành ổn định trong suốt nhiều năm mà không lo ngại về vấn đề hao mòn do tham gia DR.

Quản lý nhu cầu (Demand Response) không còn là một giải pháp mang tính khuyến khích, mà đã trở thành xu thế bắt buộc để tối ưu hóa hiệu suất và đảm bảo an ninh năng lượng trong kỷ nguyên số. Để các chiến lược điều tiết phụ tải phức tạp được thực thi một cách chính xác, hạ tầng điện lực cần những thiết bị chuyển mạch thực sự tin cậy và thông minh.

Giải pháp ATS thông minh của BTB Electric chính là cầu nối quan trọng, biến kịch bản phân phối năng lượng trên phần mềm thành hành động chuyển nguồn vật lý thần tốc ngoài thực tế. Bằng cách kết hợp giữa tiêu chuẩn châu Âu và khả năng kết nối số hóa mạnh mẽ, BTB Electric góp phần hỗ trợ các doanh nghiệp không chỉ bảo vệ an toàn hệ thống, mà còn chủ động làm chủ nguồn năng lượng, hiện thực hóa mục tiêu tiết kiệm chi phí và phát triển bền vững.