Trong quá trình phát triển điện mặt trời trở thành nguồn năng lượng chính, tính không ổn định và biến động vốn có của nó đang trở thành thách thức lớn nhất đối với việc hấp thụ điện lưới và doanh thu của các nhà máy điện. Và biến số cốt lõi của thách thức này chính là sự thay đổi không ngừng của các đám mây trên bầu trời. Các dự báo thời tiết truyền thống và máy đo bức xạ toàn phần khó có thể nắm bắt được sự hình thành, tan biến và chuyển động của mây ở mức độ từng phút. Vì lý do này, Công ty HONDE đã cho ra mắt hệ thống giám sát mây độ chính xác cao “Cloud Catcher”, được thiết kế đặc biệt cho các nhà máy điện mặt trời. Hệ thống này, bằng cách giải mã các điều kiện mây trên bầu trời theo thời gian thực và định lượng, đang trở thành một “trạm dữ liệu” giúp nâng cao độ chính xác của dự báo sản lượng điện của nhà máy, tối ưu hóa lịch trình vận hành và bảo trì, và tối đa hóa doanh thu sản xuất điện.
I. Giá trị cốt lõi: Từ “Thụ động chịu đựng biến động” đến “Chủ động dự đoán thay đổi”
Mây là yếu tố chính gây ra sự biến động mạnh về công suất đầu ra của các nhà máy điện mặt trời (thường được gọi là "hiệu ứng bóng mây"). Nhiệm vụ cốt lõi của hệ thống giám sát thể tích mây HONDE là cung cấp cho các nhà máy điện khả năng dự báo cực ngắn hạn (5-30 phút tiếp theo) vô cùng quan trọng, có giá trị trên ba khía cạnh: sản xuất điện, lưới điện và thị trường.
1. Đối với chính nhà máy điện: Dự đoán chính xác các đợt tăng hoặc giảm điện áp đột ngột, cung cấp thời gian chuẩn bị quan trọng cho việc sạc và xả hệ thống lưu trữ năng lượng bên trong cũng như việc khởi động và dừng thiết bị, giảm hao mòn thiết bị và tổn thất sản lượng điện.
2. Đối với điều độ lưới điện: Cung cấp dữ liệu dự báo sản lượng điện cực ngắn hạn với độ chính xác cao để giúp lưới điện cân bằng công suất theo thời gian thực, giảm bớt áp lực điều chỉnh tần số do biến động điện mặt trời gây ra, và nâng cao khả năng của lưới điện trong việc tiếp nhận và đảm bảo an toàn cho năng lượng tái tạo.
3. Đối với thị trường điện: Khi tham gia thị trường giao ngay hoặc thị trường dịch vụ phụ trợ, dự đoán chính xác hơn đồng nghĩa với việc giảm thiểu các khoản phạt do sai lệch dự đoán và có chiến lược báo giá tốt hơn, từ đó trực tiếp dẫn đến lợi nhuận giao dịch cao hơn.
II. Nguyên lý kỹ thuật: “Con mắt toàn năng” của bầu trời
Thiết bị theo dõi độ che phủ mây HONDE không chỉ đơn thuần là một thiết bị khí tượng, mà còn là một hệ thống chụp ảnh bầu trời dựa trên các công nghệ quang học và phân tích hình ảnh tiên tiến.
Quét toàn cảnh hai góc nhìn: Hệ thống này thường bao gồm một thiết bị chụp ảnh toàn cảnh bầu trời và một thiết bị theo dõi mặt trời dạng ống kính mắt cá. Thiết bị chụp ảnh toàn cảnh liên tục thu thập hình ảnh mây của toàn bộ bầu trời ở góc 180°, trong khi thiết bị theo dõi mặt trời tập trung chính xác vào khu vực xung quanh mặt trời để theo dõi các đám mây mỏng hoặc phân mảnh có thể gây cản trở.
Thuật toán nhận dạng hình ảnh thông minh: Được trang bị thuật toán AI do HONDE tự phát triển, thiết bị này thực hiện phân tích hình ảnh bầu trời thu được theo thời gian thực.
Định lượng mây: Tính toán chính xác tổng thể tích mây và độ dày lớp mây (độ dày quang học).
Vector hóa chuyển động đám mây: Thông qua phân tích hình ảnh liên tục, tính toán tốc độ, hướng và quỹ đạo di chuyển của lớp mây.
Phân loại và nhận dạng mây: Phân biệt các loại mây khác nhau như mây tích, mây tầng tích và mây ti. Khả năng truyền ánh sáng và mô hình chuyển động của chúng khác nhau, và tác động của chúng đến việc sản xuất điện cũng khác nhau.
III. Chiến lược ứng dụng trong toàn bộ kịch bản của các nhà máy điện mặt trời
Thông tin đầu vào cốt lõi cho dự báo công suất cực ngắn hạn
Ứng dụng: Hệ thống tích hợp dữ liệu thời gian thực về độ che phủ mây, tốc độ mây và hướng mây với dự báo thời tiết số, tọa độ địa lý của nhà máy điện và mô hình bố trí linh kiện.
Kết quả: Cuộn xuống để tạo sơ đồ trình tự "bóng mây" mà nhà máy điện có thể gặp phải trong vòng 5 đến 30 phút tới, dự đoán chính xác khi nào mỗi đám mây sẽ che khuất phần nào của dàn pin mặt trời và lượng điện năng bị giảm là bao nhiêu.
Lợi ích: Giảm sai số bình phương trung bình (RMSE) của các dự báo cực ngắn hạn từ 30% đến 50%, cung cấp thời gian ra quyết định quan trọng cho việc điều độ lưới điện.
2. Tối ưu hóa hoạt động, bảo trì cũng như quản lý tài sản của các nhà máy điện quy mô lớn.
Hướng dẫn kiểm tra thông minh: Khi phát hiện một vùng mây dày lớn sẽ bao phủ một khu vực nhất định của nhà máy điện trong thời gian dài, máy bay không người lái có thể được tự động điều động hoặc nhân viên có thể được bố trí đến khu vực đó để kiểm tra hoặc làm sạch, tận dụng tối đa thời gian phát điện ngoài giờ cao điểm và nâng cao hiệu quả vận hành và bảo trì.
Hỗ trợ chẩn đoán hiệu suất: Trong những giờ trời quang đãng, không mây, nhà máy điện nên hoạt động ở trạng thái công suất tối đa theo lý thuyết. Nếu công suất thực tế tại thời điểm này không khớp với giá trị lý thuyết, có thể nhanh chóng loại bỏ ảnh hưởng của thời tiết, xác định lỗi thiết bị và nâng cao hiệu quả chẩn đoán.
3. Hỗ trợ hoạt động phối hợp của nhiều kịch bản “quang điện +”
Sự phối hợp giữa quang điện và hệ thống lưu trữ năng lượng: Trong các dự án “quang điện + lưu trữ năng lượng”, hệ thống đóng vai trò là “đôi mắt” để điều khiển thông minh hệ thống lưu trữ năng lượng. Khi dự đoán được sự sụt giảm công suất, hệ thống lưu trữ năng lượng có thể được lập trình để xả điện trước nhằm “bù đắp khoảng trống”. Nếu dự đoán được sự tăng đột ngột về công suất, hệ thống lưu trữ năng lượng có thể được lập trình để chuẩn bị sạc nhằm tránh tình trạng bỏ phí điện năng và làm ổn định tổng công suất đầu ra của nhà máy điện.
Tính bổ sung đa nguồn năng lượng: Trong nền tảng tích hợp của năng lượng gió, năng lượng mặt trời, thủy điện và lưu trữ, dự đoán chính xác sản lượng quang điện là một yếu tố đầu vào có giá trị cao cho thuật toán điều độ phối hợp và tối ưu hóa tính bổ sung đa nguồn năng lượng.
IV. Ưu điểm kỹ thuật của hệ thống HONDE
Độ phân giải không gian-thời gian cao: Tần số lấy mẫu có thể đạt đến vài lần mỗi phút, và độ phân giải không gian có thể xác định được các khu vực nhỏ của các đám mây phân mảnh, đảm bảo khả năng nắm bắt các điều kiện mây thay đổi nhanh chóng.
Khả năng thích ứng môi trường mạnh mẽ: Thiết bị được trang bị chức năng tự động rã đông, khử ngưng tụ và loại bỏ bụi, với cấp độ bảo vệ IP65 trở lên, phù hợp với nhiều môi trường khắc nghiệt khác nhau của nhà máy điện như cao nguyên, sa mạc và khu vực ven biển.
Giao diện dữ liệu mở: Hỗ trợ các giao thức truyền thông tiêu chuẩn (như Modbus TCP, IEC 61850), và dữ liệu có thể được tích hợp liền mạch vào hệ thống SCADA, nền tảng dự báo công suất và hệ thống quản lý lưu trữ năng lượng của nhà máy điện.
Khả năng điện toán biên: Một số thuật toán phân tích được hoàn thành ở phía thiết bị, giảm sự phụ thuộc vào sức mạnh điện toán đám mây và tăng cường tốc độ phản hồi cũng như bảo mật dữ liệu.
V. Trường hợp thực nghiệm: Chế ngự “bóng mây” bằng dữ liệu
Một nhà máy điện mặt trời quy mô lớn 300MW ở California, Hoa Kỳ, nằm trong khu vực ven biển và nhiều mây. Từ lâu, nhà máy đã gặp phải vấn đề do hiệu ứng bóng mây, dẫn đến những sai lệch đáng kể trong dự báo công suất và thường xuyên bị phạt vì đánh giá điều độ lưới điện không chính xác. Sau khi triển khai hệ thống giám sát thể tích mây HONDE và tích hợp nó với mô hình dự báo hiện có:
Độ chính xác dự báo công suất cực ngắn hạn 15 phút của nhà máy điện đã được cải thiện 40%.
Chi phí cho các dịch vụ phụ trợ lưới điện do sai lệch dự báo đã giảm 60% so với quý trước.
Bằng cách tối ưu hóa chiến lược vận hành hệ thống lưu trữ năng lượng dựa trên dữ liệu dự đoán, doanh thu trung bình mỗi chu kỳ sạc và xả hàng ngày của hệ thống lưu trữ năng lượng đã tăng khoảng 15%.
Giám đốc vận hành nhà máy điện nhận xét: “Trước đây, mây là 'kẻ thù' của chúng tôi, luôn khiến chúng tôi bất ngờ.” Giờ đây, hệ thống HONDE cho phép chúng tôi “nhìn thấy” quỹ đạo của đám mây, trở thành một “biến số” mà chúng tôi có thể chuẩn bị và đối phó trước. Điều này đã hoàn toàn thay đổi phương thức vận hành của chúng tôi.”
Phần kết luận
Khi tỷ lệ thâm nhập của điện mặt trời vào hệ thống điện toàn cầu tiếp tục tăng, việc quản lý sự biến động của nó đã chuyển từ “vấn đề ở cấp độ nhà máy điện” thành “thách thức ở cấp độ hệ thống”. Hệ thống giám sát thể tích mây “Cloud Catcher” của HONDE chính là thiết bị công nghệ tiên tiến để giải quyết thách thức này. Nó cung cấp cho các nhà máy điện mặt trời khả năng “dự báo” quý giá bằng cách chuyển đổi các điều kiện mây khó nắm bắt trên bầu trời thành các luồng dữ liệu đa chiều có thể định lượng, theo dõi và dự đoán được. Điều này không chỉ nâng cao đáng kể hiệu quả kinh tế và tính thân thiện với môi trường của từng nhà máy điện, mà còn cung cấp một nền tảng quan trọng và ổn định để xây dựng một hệ thống điện mới với tỷ lệ năng lượng tái tạo cao. Từ sa mạc Atacama ở Chile đến sa mạc Gobi ở Thanh Hải, Trung Quốc, HONDE đang tận dụng khả năng nhận biết bầu trời chính xác của mình để giúp các nhà máy điện mặt trời toàn cầu vượt qua những đám mây, đạt được sản lượng điện xanh ổn định, hiệu quả và có giá trị hơn.
Giới thiệu về HONDE: Là một nhà tiên phong trong lĩnh vực năng lượng thông minh và giám sát môi trường chính xác, HONDE cam kết cung cấp giải pháp toàn diện cho ngành năng lượng tái tạo, từ đánh giá tài nguyên, nhận thức chính xác đến vận hành và bảo trì thông minh, thông qua việc tích hợp các công nghệ liên ngành. Chúng tôi tin rằng sự hiểu biết sâu sắc hơn và khả năng dự đoán các hiện tượng tự nhiên là chìa khóa để nhân loại đạt được một tương lai năng lượng bền vững.
Để biết thêm thông tin về cảm biến thời tiết, vui lòng liên hệ Công ty TNHH Công nghệ Honde.
WhatsApp: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
Trang web công ty:www.hondetechco.com
Thời gian đăng bài: 16/12/2025