Công ty Thủy điện Bản Vẽ hợp tác thử nghiệm mô hình vận hành thời gian thực
“1. Hạ tầng kỹ thuật phục vụ việc vận hành hồ chứa theo thời gian thực phải tuân thủ các tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật của pháp luật có liên quan và bao gồm các thành phần chính như sau:
a) Mạng lưới trạm quan trắc khí tượng thuỷ văn tự động; thiết bị quan trắc để giám sát tự động, trực tuyến việc vận hành của hồ chứa và cơ sở dữ liệu có liên quan đến việc vận hành hồ chứa;
b) Hệ thống máy chủ, hạ tầng mạng và các thiết bị phụ trợ khác để thu nhận, truyền tin và lưu trữ thông tin, dữ liệu theo thời gian thực;
c) Phần mềm hỗ trợ xử lý, phân tích thông tin, tính toán, dự báo theo thời gian thực, bao gồm các loại mô hình chính: mô hình thống kê, mô hình thủy văn, mô hình thủy động lực, mô hình cân bằng nước, mô hình vận hành hồ chứa, mô hình chất lượng nước;
d) Hệ thống công cụ hỗ trợ ra quyết định vận hành hồ chứa để đề xuất các nguyên tắc, quy tắc, phương án vận hành hồ chứa theo thời gian thực;
đ) Các hạ tầng kỹ thuật khác có liên quan.”
“4. Yêu cầu vận hành hồ chứa, liên hồ chứa theo thời gian thực
a) Thông tin, số liệu được cập nhật liên tục, tự động, bảo đảm độ tin cậy;
b) Có hạ tầng kỹ thuật bảo đảm đáp ứng các điều kiện, yêu cầu vận hành hồ chứa, liên hồ chứa quy định tại các khoản 1, 2 và 3 Điều này;
c) Mật độ trạm quan trắc khí tượng thuỷ văn trên lưu vực hồ chứa bảo đảm tối thiểu theo quy định của pháp luật về khí tượng thủy văn;
d) Hệ thống phần mềm hỗ trợ xử lý, phân tích thông tin, tính toán, dự báo theo thời gian thực phải được kiểm định, bảo đảm mức độ tin cậy.”
Rõ ràng việc vận hành hồ chứa theo thời gian thực là xu hướng tất yếu phải thực hiện bởi đây là phương thức vận hành tối ưu, đảm bảo an toàn công trình, khai thác tối đa hiệu quả của hồ chứa, hài hòa lợi ích giữa các ngành dùng nước. Các yêu cầu để vận hành theo thời gian thực càng sớm hoàn thành thì hồ chứa càng sớm được cơ quan có thẩm quyền phê duyệt phương thức vận hành theo thời gian thực.
Tuy nhiên, do khối lượng công việc nhiều, yêu cầu kỹ thuật cao đồng thời lại phụ thuộc vào nhiều yếu tố khách quan khác nên lộ trình để đạt được phương thức vận hành theo thời gian thực còn rất dài. Vì vậy, trước mắt cần xem xét sửa đổi quy trình vân hành hồ chứa ở mức độ thấp hơn yêu cầu vận hành hồ chứa theo thời gian thực. Ở đây, đề xuất khái niệm “vận hành hồ chứa linh hoạt”. Vận hành hồ chứa linh hoạt có thể hiểu là giai đoạn quá độ để chuyển từ vận hành hồ chứa theo quy trình truyền thống lên chế độ vận hành hồ chứa theo thời gian thực.
1. Vận hành hồ chứa linh hoạt trong mùa cạn:
Linh hoạt trong quy định cấp nước cho hạ du:
Hồ chứa thủy điện Bản Vẽ vận hành cấp nước cho hạ du trong mùa cạn theo 5 thời kỳ lớn, việc điều chỉnh mức xả nước xuống hạ du theo chu kỳ 10 ngày/lần. Căn cứ mực nước hồ tại thời điểm vận hành để điều chỉnh mức xả nước. Việc cấp nước theo quy định như trên chưa xét đến tình hình thời tiết, thời vụ gieo trồng ở hạ du. Với mỗi năm, tình hình thời tiết khác nhau, thời vụ gieo trồng khác nhau, do đó như cầu nước tại mỗi thời điểm cũng khác nhau. Do đó, quy định cấp nước dàn trải suốt cả mùa cạn là chưa phù hợp. Để khắc phục nhược điểm này, đề xuất sửa đổi quy định vận hành cấp nước cho hạ du theo hướng chỉ cung cấp như cầu nước để đảm bảo nhu cầu tối thiểu ở hạ du. Trong quá trình thực hiện, khi hạ du có nhu cầu nước cao, nhà máy sẽ điều tiết tăng lưu lượng xả nước. Như vậy sẽ đảm bảo sử dụng nguồn nước tiết kiệm, hiệu quả.
Trong vài năm gần đây, Công ty thủy điện Bản Vẽ đã phối hợp với Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tham mưu cho UBND tỉnh Nghệ An phương án điều tiết nước tại một số thời điểm cụ thể trong mùa cạn để đảm bảo cung cấp nước phục vụ sản xuất ở địa phương. Việc điều chỉnh này đã đảm bảo cung cấp nước cho hạ du, phát huy tốt nhiệm vụ cấp nước của hồ chứa thủy điện Bản Vẽ.
Biểu đồ điều chỉnh chế độ vận hành hồ chứa trong tháng 4/2024
Biểu đồ cấp nước cho hạ du ở hình trên cho thấy, trong giai đoạn chưa cần nước, hồ chứa thủy điện Bản Vẽ chỉ vận hành xả nước xuống hạ du ở mức tối thiểu (70 m3/s). Những ngày ở hạ du có nhu cầu dùng nước cao điểm, nhà máy đã xả xuống hạ du với mức 200 m3/s. Nếu vận hành cấp nước theo quy trình, nhà máy sẽ phải duy trì mức xả nước 130 m3/s suốt cả tháng, dẫn đến khi không cần nước thì lãng phí, khi có nhu cầu nước cao điểm thì lại không đủ nước.
Linh hoạt trong vận hành sản xuất điện năng:
Hiện nay, vận hành hồ chứa thủy điện Bản Vẽ trong mùa cạn theo quy định tại Quy trình vận hành liên hồ chứa trên lưu vực sông Cả và Quy trình vận hành hồ chứa thủy điện Bản Vẽ được xây dựng trên cơ sở nhu cầu nước phục vụ sản xuất ở hạ du, nhiệm vụ cung cấp điện cho hệ thống điện quốc gia rất mờ nhạt. Sản xuất điện năng được thực hiện dựa trên quy định cung cấp nước cho ở hạ du, tức là nhiệm vụ sản xuất điện chỉ là thứ yếu. Trong thực tế những năm gần đây, nước ta luôn trong tình trạng thiếu hụt nguồn điện, đặc biệt là trong các thời kỳ cao điểm nắng nóng. Bên cạnh đó, với việc nguồn năng lượng tái tạo chiếm tỉ trọng ngày càng lớn trong hệ thống điện, nhà máy thủy điện Bản Vẽ càng phải phát huy vai trò điều tần, giữ ổn định lưới điện. Do đó, việc xây dựng quy trình vận hành hồ chứa thủy điện mà chưa xem xét đến chức năng đảm bảo an ninh năng lượng của nhà máy thủy điện là chưa thỏa đáng.
Vì vậy, quy trình vận hành hồ chứa thủy điện Bản Vẽ phải được sửa đổi theo hướng sẵn sàng thực hiện nhiệm vụ cung cấp điện cho hệ thống điện quốc gia khi có yêu cầu mà không bị ràng buộc bởi mức xả nước theo từng thời kỳ như hiện tại. Việc vận hành hồ chứa tại thời điểm cụ thể cần đồng thời thỏa mãn giữa nhu cầu nước ở hạ du và yêu cầu đảm bảo an ninh năng lượng.
Với việc quy định cấp nước theo hướng đảm bảo dòng chảy tối thiểu trong mùa cạn, chỉ tăng cường mức xả khi hạ du có yêu cầu về nước hoặc khi hệ thống điện có yêu cầu cung cấp điện thì hồ chứa sẽ vận hành đạt hiệu quả cao hơn, an toàn hơn.
Nhà máy Thủy điện Bản Vẽ
2. Vận hành hồ chứa linh hoạt trong mùa lũ:
Việc vận hành hồ chứa thủy điện Bản Vẽ trong mùa lũ phải đảm bảo dung tích phòng lũ cho hạ du. Khi chưa vận hành cắt, giảm lũ cho hạ du, mực nước hồ chứa phải đảm bảo không được vượt quá Mực nước cao nhất trước lũ. Việc quy định “cứng” các giá trị mực nước cao nhất trước lũ theo từng khoảng thời gian mà không quan tâm đến diễn biến thời tiết trên lưu vực đã gây thiệt hại đáng kể cho nhà máy thủy điện Bản Vẽ, đồng thời cũng gây thiệt hại cho các nhà máy thủy điện bậc thang bên dưới (Nậm Nơn, Khe Bố và Chi Khê) vì khi thủy điện Bản Vẽ xả tràn thì các nhà máy thủy điện bậc dưới cũng phải xả tràn. Đây là lãng phí rất đang kể các chủ hồ nói riêng và cho toàn xã hội nói chung.
Vì vậy, vận hành hồ chứa thủy điện Bản Vẽ trong mùa lũ cần được sửa đổi theo hướng căn cứ vào dự báo thời tiết của cơ quan khí tượng thủy văn có thẩm quyền để cho phép vận hành hồ chứa tích nước cao hơn Mực nước cao nhất trước lũ tại một số thời điểm cụ thể để tận dụng, khai thác tối đa nguồn nước phục vụ sản xuất, góp phần phát triển kinh tế xã hội.
Tóm lại, vận hành hồ chứa theo thời gian thực là xu thế tất yếu, góp phần đảm bảo an toàn cho công trình đầu mối, đáp ứng yêu cầu khai thác hiệu quả nguồn nước, đảm bảo công bằng giữa các ngành dùng nước khác nhau. Tuy nhiên, điều kiện đáp ứng yêu cầu để được cấp có thẩm quyền phê duyệt vận hành hồ chứa theo thời gian thực là rất khó khăn. Trong giai đoạn trước mắt, cần nghiên cứu xây dựng quy trình vận hành hồ chứa theo hướng vận hành linh hoạt, khắc phục một phần các tồn tại, hạn chế của quy trình vận hành truyền thống, góp phần vận hành hồ chứa an toàn, hiệu quả, làm tiền đề hướng tới vận hành hồ chứa theo thời gian thực.