Chủ tịch HĐTV EVNNPT làm việc với Trung tâm vận hành Hệ thống điện độc lập California - Hoa Kỳ

​Tiếp đón và làm việc với đoàn tại trụ sở CAISO có ông Neil Millar - Giám đốc điều hành phụ trách phát triển hạ tầng (bao gồm lĩnh vực truyền tải điện) cùng với lãnh đạo các ban chức năng có liên quan của CAISO.

Tại buổi làm việc, ông Neil Millar và lãnh đạo các ban của CAISO đã giới thiệu và cung cấp nhiều thông tin bổ ích về mô hình tổ chức, quy mô quản lý, các vấn đề trong lĩnh vực truyền tải điện và hệ thống điện của khu vực bang California cũng như của Hoa Kỳ.

Hình 1: Đoàn công tác EVNNPT và đại diện của CAISO

Ông Neil Millar cho biết ngành điện Hoa Kỳ chịu sự quản lý nhà nước của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (DOE) và được điều hành trực tiếp bởi Ủy ban Điều tiết năng lượng Liên bang (FERC). Ủy ban này có nhiệm vụ điều tiết việc truyền tải điện (cũng như khí tự nhiên và dầu) giữa các bang trong phạm vi nước Mỹ. Để đảm bảo tính độc lập, công bằng và không thiên vị của FERC, Tổng thống cũng như Quốc hội Hoa Kỳ không được can thiệp vào các quyết định của FERC. Các quyết định này chỉ có thể được xem xét bởi các tòa án liên bang.

Cơ quan Kiểm soát độ tin cậy điện Bắc Mỹ (NERC) được giám sát bởi FERC là một tổ chức phi lợi nhuận quốc tế có nhiệm vụ đảm bảo độ tin cậy của hệ thống điện tại khu vực Bắc Mỹ. Vào năm 2006, FERC đã chỉ định NERC là tổ chức độ tin cậy điện của chính phủ (ERO), do đó cho phép NERC có quyền giám sát và điều tiết thị trường điện. Phạm vi quản lý của NERC bao gồm lục địa Hoa Kỳ, Canada và phần phía bắc của bang Baja California (Mexico) với hơn 334 triệu người.

Hệ thống điện của nước Mỹ được chia làm ba phần chính - hệ thống điện phía Tây, hệ thống điện phía Đông và hệ thống điện khu vực Texas (như Hình 2). Ba hệ thống này hoạt động độc lập, chỉ có một phần rất nhỏ liên kết với nhau. Lưới điện phía Tây và phía Đông đều có liên kết với lưới điện của Canada (có 37 đường dây liên kết, điện áp từ 69 kV trở lên).

Hình 2: Mô hình tổng quát hệ thống điện nước Mỹ

Hệ thống điện của nước Mỹ được quản lý bởi các tổ chức truyền tải điện khu vực (RTOs) và các đơn vị vận hành hệ thống điện độc lập (ISOs). Các RTOs và ISOs được thành lập theo sự định hướng hoặc khuyến nghị của FERC. Vai trò của RTO và ISO là khá giống nhau. Để trở thành RTO, ISO phải có đề nghị với FERC và đáp ứng các yêu cầu tối thiểu do FERC quy định. ISO có nhiệm vụ điều độ lưới điện của khu vực, điều hành thị trường điện bán buôn của khu vực và lập kế hoạch đảm bảo độ tin cậy cho hệ thống điện khu vực. RTO có vai trò tương tự như ISO, nhưng có trách nhiệm lớn hơn đối với hệ thống truyền tải điện theo yêu cầu của FERC. Các RTOs điều phối, kiểm soát và giám sát hoạt động của hệ thống điện trong khu vực mình quản lý. Các RTOs cũng có vai trò đảm bảo sự công bằng trong việc đấu nối với lưới truyền tải điện. Các ISOs, RTOs tham gia vào việc lập kế hoạch nhằm đảm bảo cân bằng cung - cầu về điện trong khu vực. Trước khi các ISOs, RTOs được thành lập, các công ty điện lực độc lập có trách nhiệm vận hành và phát triển lưới điện khu vực. Hiện nay, tại các khu vực không có ISO hoặc RTO, các công ty điện lực tiếp tục thực hiện vai trò này. Như bản đồ ở Hình 3, phần lớn nước Mỹ, đặc biệt là ở khu vực Đông Nam và phía Tây, không có ISO hoặc RTO nào quản lý. Tuy nhiên, các công ty điện lực ở các khu vực này vẫn phải tuân thủ theo các quy định của FERC. Riêng Tổ chức Độ tin cậy điện Texas (ERCOT) không thuộc sự quản lý của FERC trong việc truyền tải điện và bán buôn điện liên bang, nhưng vẫn chịu sự giám sát và tuân thủ theo các quy định về độ tin cậy của NERC.

Hiện nay, nước Mỹ có 07 ISOs là:

1. CAISO (California Independent System Operator) - Trung tâm Vận hành hệ thống điện độc lập California.

2. NYISO (New York ISO) - Trung tâm Vận hành hệ thống điện độc lập New York.

3. ERCOT - Tổ chức Độ tin cậy điện Texas, đồng thời là tổ chức độ tin cậy khu vực.

4. MISO - Trung tâm Vận hành hệ thống điện độc lập khu vực miền Trung.

5. ISO-NE (ISO New England) - Trung tâm Vận hành hệ thống điện độc lập New England.

6. AESO - Trung tâm Vận hành hệ thống điện Alberta.

7. IESO - Trung tâm Vận hành hệ thống điện độc lập Ontario.

Có 04 RTOs là:

1. PJM - Tổ chức truyền tải điện khu vực Pennsylvania - New Jersey -Maryland.

2. MISO - Trung tâm Vận hành hệ thống điện độc lập khu vực miền Trung, đồng thời là ISO.

3. SPP - Tổ chức truyền tải điện khu vực Tây Nam, đồng thời là tổ chức độ tin cậy khu vực.

4. ISO-NE - Trung tâm Vận hành hệ thống điện độc lập New England, đồng thời là ISO.

Phạm vi quản lý của các RTOs, ISOs như Hình 3.

Hệ thống điện của Hoa Kỳ có hơn 7.300 nhà máy điện và trên 965.600 km đường dây, trong đó có khoảng 386.240 km đường dây có cấp điện áp từ 230 kV trở lên.

Cơ cấu nguồn điện năm 2017 như sau: hai phần ba số nhà máy điện sử dụng nhiên liệu hóa thạch (khí tự nhiên, than và dầu mỏ), trong đó: khí tự nhiên 43,09%, than 24,43%, dầu mỏ 3,8%; hạt nhân 8,95%, các nguồn năng lượng tái tạo chiếm 18,6% (thủy điện chiếm 8,45%, gió 6,86%, sinh khối 0,96%, mặt trời 2%, địa nhiệt 0,33%); nguồn khác 1,13%. Tổng công suất nguồn điện năm 2017 tại Hoa Kỳ là khoảng 1.190,521 GW (lớn thứ 2 trên thế giới sau Trung Quốc, gấp 26,2 lần công suất nguồn điện của Việt Nam), công suất đỉnh của hệ thống là 800 GW, sản lượng điện tiêu thụ chiếm 22% toàn thế giới.

Hình 3: Phạm vi quản lý của các RTOs, ISOs trong HTĐ nước Mỹ

Lưới truyền tải điện có các cấp điện áp: 115 kV, 138 kV, 161 kV, 230 kV, 345 kV, 500 kV và 765 kV.

Có hơn 3.200 tổ chức ngành điện ở Hoa Kỳ phục vụ cho hơn 145 triệu khách hàng. Các loại tổ chức ngành điện bao gồm:

- Các công ty cổ phần (IOU): có phạm vi hoạt động trong một bang hoặc một số bang. Các dịch vụ phát điện, truyền tải điện và bán điện liên bang của công ty chịu sự điều tiết của FERC. Các dịch vụ phân phối và bán lẻ điện chịu sự quản lý của chính quyền bang.

- Các công ty phi lợi nhuận do chính quyền thành phố hoặc địa phương quản lý. Các trường đại học và căn cứ quân sự có thể sở hữu công ty loại này. Các công ty này thường không chịu sự điều tiết của FERC và chính quyền bang, nhưng chịu sự quản lý của chính quyền địa phương.

- Các hợp tác xã (Co-Ops): là tổ chức phi lợi nhuận do các thành viên sở hữu. Các tổ chức này tuân theo mô hình quản trị dân chủ. Các hợp tác xã thường phục vụ cho các khu vực nông thôn.

- Các tổ chức điện lực liên bang, điển hình là Công ty Quản lý điện Bonneville (BPA), Công ty Quản lý điện khu vực thung lũng Tennessee (TVA), Công ty Quản lý điện khu vực Tây Nam (SWPA), Công ty Quản lý điện khu vực Đông Nam (SEPA) và Công ty Quản lý điện khu vực Tây (WAPA). Các tổ chức này chỉ bán buôn điện và cung cấp các dịch vụ điện cho các tổ chức khác, phần lớn ở đô thị.

- Các công ty sản xuất điện độc lập: là các doanh nghiệp tư nhân, sở hữu và vận hành các nhà máy điện. Các công ty này bán điện cho các công ty điện khác hoặc trực tiếp cho khách hàng sử dụng điện.

Lãnh đạo các ban chức năng của CAISO cũng đã giới thiệu mô hình tổ chức và các lĩnh vực hoạt động của CAISO, cụ thể:

CAISO được thành lập vào năm 1996 với vai trò là một tổ chức công phi lợi nhuận khi chính quyền bang California tái cấu trúc lại thị trường điện theo khuyến nghị của FERC. Sau khi Đạo luật Chính sách năng lượng liên bang năm 1992 được thông qua đã xóa bỏ các rào cản đối với việc cạnh tranh trong thị trường điện bán buôn. CAISO chịu sự quản lý của FERC vì việc truyền tải điện liên bang phải tuân thủ theo Luật Thương mại liên bang.

CAISO có nhiệm vụ giám sát hoạt động phần lớn hệ thống điện của bang California và thị trường điện của hơn 100 đơn vị thành viên. Nhiệm vụ hàng đầu của CAISO là "vận hành hệ thống điện một cách tin cậy và hiệu quả, đảm bảo việc tiếp cận dịch vụ truyền tải điện một cách công bằng và mở, thúc đẩy quản lý môi trường, tạo điều kiện thuận lợi cho thị trường điện hoạt động hiệu quả và thúc đẩy phát triển cơ sở hạ tầng". CAISO là một trong những đơn vị vận hành hệ thống điện độc lập lớn nhất trên thế giới, cung cấp khoảng 260 tỷ kWh mỗi năm cho khách hàng.

CAISO điều độ một trong những hệ thống điện lớn và năng động nhất thế giới, gồm gần 1.000 nhà máy điện với công suất đặt khoảng 72.000 MW (công suất đỉnh là 50.270 MW, công suất dự phòng duy trì khoảng 13%) và 41.843 km đường dây truyền tải điện (trong đó có 10 đường dây liên kết với hệ thống truyền tải điện của bang khác), cung cấp sản lượng điện trung bình hàng năm là 237 tỷ kWh cho khoảng 83% phụ tải của bang California với hơn 30 triệu khách hàng ở bang California và một phần bang Nevada.

CAISO vận hành thị trường điện bán buôn của bang California, sử dụng công nghệ hiện đại để đáp ứng nhu cầu về điện của khách hàng với chi phí thấp nhất tại bất kỳ thời điểm nào. Thị trường được vận hành theo nguyên tắc đấu giá tự động mỗi 5 phút hàng ngày, thông qua 4.600 nút giá, tạo ra 29.000 giao dịch mỗi ngày.

CAISO là đơn vị vận hành hệ thống điện độc lập duy nhất ở phía Tây Hoa Kỳ, đảm bảo quyền tiếp cận bình đẳng đối với tất cả các bên tham gia thị trường. CAISO không có lợi ích tài chính ở bất kỳ phân khúc thị trường nào và mọi nhà sản xuất điện đều có thể bán năng lượng cho người mua bất kỳ.

Chính sách của CAISO về việc tiếp cận bình đẳng nêu trên cũng được áp dụng cho các tổ chức ngành điện ở các bang lân cận. CAISO giúp cho các tổ chức ngành điện của các bang phía Tây nước Mỹ được tiếp cận với một thị trường mua bán điện thời gian thực và công nghệ tối ưu hóa hiện đại cho phép họ cung cấp điện năng có chi phí thấp nhất cho khách hàng. Giải pháp này được gọi là Thị trường không cân bằng năng lượng (Energy Imbalance Market), giúp giảm chi phí, đẩy mạnh việc sử dụng năng lượng tái tạo và giảm lượng khí phát thải do hiệu ứng nhà kính cho các tổ chức ngành điện ở 8 bang phía Tây nước Mỹ.

Tổng công suất đặt của các nguồn điện năng lượng tái tạo hiện nay của CAISO chiếm khoảng 33% công suất toàn hệ thống với cơ cấu như sau: mặt trời chiếm 52%, gió 29%, địa nhiệt 8%, thủy điện nhỏ 6%, nhiên liệu sinh học 4,4% và từ pin tích trữ năng lượng là 0,6%. Mục tiêu của CAISO đến năm 2030 có 50% công suất là từ các nguồn năng lượng tái tạo.

Hình 4: Các tổ chức ngành điện tham gia thị trường điện EIM của CAISO

Đại diện các ban chức năng của CAISO cũng đã trình bày, giới thiệu một số vấn đề EVNNPT quan tâm như: các khó khăn, thách thức trong công tác vận hành hệ thống truyền tải điện có đấu nối với các nguồn điện năng lượng tái tạo; vấn đề an ninh thông tin, việc ứng dụng các sản phẩm của Cách mạng công nghiệp lần thứ 4 như internet vạn vật (IoT), trí tuệ nhân tạo (AI), điện toán đám mây (cloud computing) trong công tác vận hành hệ thống truyền tải điện, …

Hình 5: Chủ tịch Đặng Phan Tường tặng quà lưu niệm cho đại diện CAISO

Kết thúc buổi làm việc, Chủ tịch EVNNPT Đặng Phan Tường trân trọng cảm ơn lãnh đạo CAISO đã dành thời gian tiếp đón, làm việc và chia sẻ với EVNNPT các kinh nghiệm trong công tác vận hành hệ thống truyền tải điện./.