Hãy hình dung BESS như một kho lưu trữ năng lượng đặc biệt có thể nhận điện năng từ lưới để tích trữ và phát điện trở lại lưới khi được huy động. Đằng sau quá trình tưởng như đơn giản đó là sự phối hợp của hàng loạt thiết bị và hệ thống điều khiển, từ các khối pin, bộ biến đổi công suất hai chiều (Power Conversion System - PCS), thiết bị đóng cắt, bảo vệ cho đến hệ thống SCADA/EMS.
Kiểm tra tình trạng các cell trong hệ thống pin lưu trữ BESS
Khi BESS thực hiện quá trình nạp, điện năng từ lưới được đưa vào hệ thống. Tại đây, PCS thực hiện nhiệm vụ biến đổi công suất hai chiều giữa điện một chiều (DC) của hệ thống pin và điện xoay chiều (AC) của lưới.
Phần năng lượng được lưu trữ trong các cell, pack, rack và container pin. Hệ thống quản lý pin BMS liên tục theo dõi trạng thái của pin, bao gồm trạng thái sạc (SOC), tình trạng sức khỏe pin, nhiệt độ và dòng điện, bảo đảm quá trình nạp, xả nằm trong giới hạn cho phép.
Có thể hiểu một cách đơn giản pin là nơi lưu trữ năng lượng; PCS là thiết bị chuyển đổi giúp năng lượng đi theo hai chiều giữa pin và lưới; còn hệ thống điều khiển sẽ quyết định BESS cần nạp, xả hay duy trì trạng thái chờ.
Bên cạnh đó, mỗi chu trình nạp, xả đều cần được thực hiện theo kế hoạch vận hành được phê duyệt hoặc theo lệnh huy động của cấp điều độ trong những tình huống cần thiết.
Ở trạng thái sạc, BESS nhận công suất từ lưới để tăng mức năng lượng lưu trữ. Khi chuyển sang trạng thái xả, hệ thống phát công suất trở lại lưới. Giữa hai quá trình này, BESS có thể ở trạng thái chờ, duy trì khả năng sẵn sàng vận hành, hoặc được dừng, cô lập trong các trường hợp cần thiết như sửa chữa, xử lý bất thường hoặc khẩn cấp.
Như vậy, thay vì chỉ lưu trữ năng lượng, BESS thực chất có thể được điều khiển để dịch chuyển thời điểm sử dụng năng lượng, phù hợp với yêu cầu vận hành của hệ thống điện. Để quá trình này diễn ra chính xác, BESS được kết nối với hệ thống giám sát và điều khiển SCADA/EMS. Hệ thống liên tục thu thập các thông số quan trọng như công suất tác dụng, công suất phản kháng, điện áp, dòng điện, tần số, hệ số công suất; đồng thời theo dõi các thông số như điện áp, nhiệt độ của các cell, module, rack, container pin....
Từ những dữ liệu đó, BESS có thể được vận hành theo nhiều chế độ, điều khiển theo lịch; tự động cắt giảm phụ tải đỉnh của máy biến áp; dịch chuyển phụ tải tự động; và điều khiển bằng tay.
Đằng sau khả năng tự động nạp, xả và điều chỉnh công suất của BESS là một mô hình vận hành được EVNHANOI tổ chức chặt chẽ, trong đó công nghệ và con người phối hợp để kiểm soát từng trạng thái của hệ thống. BESS được giám sát liên tục 24/7 thông qua SCADA/ADMS, DCS, EMS cùng các hệ thống camera và thông tin liên lạc. Các thông số từ phía lưới điện đến từng khối pin đều được cập nhật để phục vụ theo dõi, phân tích và ra quyết định vận hành.
Trong mô hình này, công tác điều độ giữ vai trò trung tâm trong việc chỉ huy, kiểm soát và giám sát BESS theo lịch vận hành được phê duyệt hoặc theo yêu cầu huy động. Ở phía đơn vị quản lý vận hành, tình trạng thiết bị được theo dõi, tiếp nhận cảnh báo, kiểm tra các thông số và phối hợp xử lý trực tiếp khi hệ thống xuất hiện dấu hiệu bất thường. Hai khâu này được kết nối thông qua hệ thống giám sát, thông tin liên lạc và các quy trình vận hành đã được quy định, tạo thành một chuỗi phối hợp thống nhất thay vì để thiết bị tự vận hành độc lập.
Đặc biệt, hệ thống BESS được trang bị các thiết bị và giải pháp phục vụ an toàn, trong đó có cảm biến khói, nhiệt, khí, hệ thống thông gió, cảnh báo cháy nổ, lệnh dừng khẩn cấp (E-Stop), camera và các thiết bị phòng cháy, chữa cháy.
Nếu ví hệ thống điện là một mạng lưới luôn phải duy trì sự cân bằng, thì BESS giống như một kho lưu trữ năng lượng linh hoạt. Hệ thống khi được huy động có thể nhận điện để tích trữ và phát điện trở lại đúng thời điểm, đúng công suất theo yêu cầu.
Khi BESS được kết hợp với SCADA/EMS, tự động hóa lưới điện và những công nghệ số đang được EVNHANOI triển khai, năng lực quan sát, phân tích và điều hành hệ thống điện ngày càng được nâng cao. BESS vì thế không chỉ là một kho lưu trữ năng lượng mà đang trở thành một phần của lưới điện thông minh, góp phần hoàn thiện khả năng điều tiết, tối ưu và chủ động vận hành hệ thống điện Hà Nội trong hiện tại và tương lai.